弧齿锥齿轮小轮温滚轧数值模拟及工艺参数优化

针对弧齿锥齿轮现有的工艺加工效率低、疲劳强度不足的问题,提出了一种弧齿锥齿轮小轮温滚轧成形数值模拟和参数优化方法。基于deform-3D有限元仿真软件分析了温滚轧过程中摩擦因子、进给速度、初轧温度等工艺参数对小轮温滚轧成形应力应变的影响规律,结合正交试验完成了工艺参数优化。采用最佳工艺参数组合开展了小轮温滚轧成形试验,对弧齿锥齿轮小轮进行了齿面和齿距检测。结果表明:凸面和凹面总偏差分别为14.4μm、14.1μm,齿距累计总偏差分别为57.0μm、56.3μm,精度等级达到了GB 8级,齿轮的齿面和齿距精度满足热处理后的磨齿加工需求。

基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正

为了降低弧齿锥齿轮在批量加工制造中存在的齿面偏差,提出一种基于自助法的弧齿锥齿轮齿面修正方法。以同一批次小样本弧齿锥齿轮作为研究对象,在自助法统计齿面偏差检测数据的基础上,得到大量的齿面偏差数据;利用NURBS曲面拟合方法构建齿面的均值差曲面,将它作为实际加工齿面,建立齿面偏差的数字化预控补偿模型,对它进行优化求解,得到批量齿面数控加工的机床修正参数,然后不断调整机床加工参数,实现齿面的预控修正补偿;最后对修正前、后齿面偏差作对比分析。结果表明:小轮齿面偏差比修正前降低了76.66%,验证了自助法齿面修正理论的有效性,对指导弧齿锥齿轮批量齿面修正提供了理论依据。

高阶数控运动轴的弧齿锥齿轮全工序法加工研究

为解决弧齿锥齿轮全工序法加工齿面误差修正的难题,本文将开展高阶数控运动轴的弧齿锥齿轮全工序法加工研究。首先由刀具和工件的相对空间位置关系完成了传统摇台式机床调整参数到全数控机床运动轴的等效转换,并通过泰勒展开的方法获得了数控机床运动轴6阶表达式;随后推导了6阶多项式表达的齿面方程,分析了多项式系数对齿面拓扑结构的影响。结果表明,同等量的系数变化,随着系数的阶次增高,对齿面偏差影响的程度变小。建立了多项式系数对齿面误差影响的敏感性矩阵,对工作面与非工作面引入权重系数构建了齿面误差协同修正模型。最后通过算例进行了实验验证,经修正后齿面误差得到有效减小。本文的研究为弧齿锥齿轮全工序法加工修正提供了方法,同时本方法也适用于弧齿锥齿轮其他的加工方式。

内斜齿轮车齿加工数学模型及实验研究

为了解决内齿轮高效加工的问题,提出内齿轮车齿加工方法。根据内齿轮车齿加工原理构建数学模型,建立车齿刀具齿面方程并完成内齿轮齿面方程推导,随后在Vericut中对内齿圈进行模拟加工,验证理论模型的正确性,最后进行了切齿加工实验及检测,测量结果满足工程要求。实验结果表明:所提出的车齿加工方法能够完成内齿圈的高效加工,具有重要的理论意义和工程应用价值。

面齿轮车齿加工研究与试验验证

为了实现面齿轮的高精度、高效率加工,研究面齿轮的车齿加工技术。分析面齿轮车齿加工原理,建立刀具数学模型,根据车齿展成原理推导面齿轮的齿面及齿根过渡曲面方程。以配对渐开线圆柱齿轮共轭的面齿轮齿面作为基准齿面,构建车齿齿面的偏差齿面,分析不同刀具螺旋角、齿数和前角对车齿齿面的影响规律。使用YK2260MC数控车齿机床进行车齿加工,使用格里森650GMS齿轮检测中心,进行齿面误差检测。结果表明:左侧齿面和右侧齿面的误差最大分别为14.7、14.1μm,验证了所提车齿加工数学模型的正确性,为提高面齿轮的加工精度和效率,进一步改进面齿轮车齿工艺提供了参考。

基于改进模拟退火算法的齿轮热锻参数优化

为提升面齿轮热锻成形的材料利用率,建立了以热锻过程中的“突耳”体积为优化目标,以最大应力为约束的直齿面齿轮热锻工艺参数优化模型。该模型选择关键热锻参数(变形温度、摩擦因子、模具预热温度和锻造打击速度)为设计变量。为获取不同工艺参数下的突耳体积和最大应力,利用继承拉丁质心Voronoi(inherited latinized centroidal Voronoi tessellation, ILCVT)采样方法采集包含初始设计点的训练样本,并通过deform-3D软件对直齿面齿轮的热锻过程进行仿真模拟。引入Kriging模型拟合设计变量与性能响应间的隐式关系。利用模拟退火算法改进了扰动模型、退火温度的衰减方式以及温度变化策略,以提升算法搜索效率。优化得到的锻造工艺参数组合为工件变形温度1 049℃、摩擦因子0.32、模具预热温度206℃、锻造打击速度249 mm/s。在优化后的参数条件下,结合模拟仿真和试验的方法以验证优化结果的有效性。结果表明:优化的工艺参数有效降低了“突耳”体积。

基于锥形铣刀的渐开线齿轮两轴仿形倒角计算与加工

圆柱齿轮的加工毛刺与运输磕碰会对齿轮副的传动性能产生重要影响。对圆柱齿轮齿廓倒角加工技术进行研究,构建齿廓倒角加工的数学模型,基于仿真软件构建机床模型,编写加工程序完成齿廓倒角的仿真与分析。以此为基础,在铣齿机上完成了倒角加工实验,验证了齿廓倒角加工技术的可行性,为工业生产中渐开线齿轮齿廓倒角加工提供了新的解决方案。

基于AHP-VE的国产首制邮轮内装成本优化研究

本文应用价值工程理论,对影响国产首制大型邮轮内装阶段成本控制的各项区域要素进行指标划分;利用层次分析法,对各项指标在国产首制大型邮轮内装阶段的价值系数进行计算,构建了邮轮内装阶段各区域功能指标的评估模型;并从改进设计工艺和优化材料成本两个关键性指标着手,提出了优化内装成本的控制方法。本文研究为国产首制大型邮轮内装剧场项目降低了15.63%的建造成本。

基于改进VMD和TWSVM的雷达辐射源个体识别

为提高雷达辐射源个体在不同信噪比下的识别准确率,提出基于改进VMD和TWSVM的雷达辐射源个体识别方法。首先利用斑马优化算法(ZOA)优化变分模态分解(VMD)过程,找到最优分解参数组合;然后通过奇异值分解对辐射源信号经变分模态分解后得到的各模态分量进行二次特征提取,选取奇异值作为个体特征组成特征向量;最后送入孪生支持向量机(TWSVM)中,完成分类识别。通过线性调频信号的仿真建模实验,初步验证了算法的可行性。再通过5部信号源所采集的实测数据验证,信噪比为15 dB时,识别效果已十分理想,可达94%以上的识别率。

基于卟啉金属有机框架的荧光探针检测有机磷农药残留

目的建立基于卟啉金属有机框架的荧光探针检测有机磷农药(organophosphorus pesticide,OPs)残留的方法。方法以金属有机框架(PCN-224-Mn)的类氧化酶活性、硫代胆碱和邻苯二胺之间的竞争作用,以及OPs对乙酰胆碱酯酶的抑制作用为基础,采用荧光法用于OPs残留的定量检测。结果以毒死蜱为模型,所构建的探针在0.05~50.00μg/mL的线性范围内对有机磷具有灵敏响应,检出限为29.6ng/mL。茶叶样品中毒死蜱残留的加标回收实验得到回收率为103.00%~112.00%,相对标准偏差小于3%。结论本研究不仅为精确、快速检测复杂样品中OPs残留提供了一种新的方法,而且为利用酶级联反应设计基于纳米酶的检测平台提供了新的见解。

基于数字孪生模型的齿轮试验台状态监测方法

为了对齿轮试验台运行状态进行监测,及时有效地发现运行故障,保证设备稳定地运行,提出了一种基于数字孪生的齿轮试验台状态监测方法。通过建立齿轮试验台的数字孪生模型,实时仿真齿轮试验台在正常运行工况下的运行状态,实现对齿轮试验台设备状态监测、故障判断和运行状态的预测。经闭功率流齿轮试验台测试结果对比表明,齿轮试验台数字孪生体仿真结果与齿轮试验台测试结果基本一致,此技术可以还原正常运行工况下齿轮试验台的运行状况,从而实现对齿轮试验台的状态监测,为故障诊断、状态监测提供了一种新方法。

退火对TSV电镀铜膜层性能影响研究

针对硅通孔(TSV)高深宽比微孔电镀填铜后结晶细小,后续制程经历高温过程可能导致晶界间缺陷的问题,对TSV电镀铜膜层退火后性能变化进行了研究。考察了退火温度和升温速率等退火条件对晶粒晶面取向、晶粒大小、晶界间空洞以及杂质含量等膜层性能的影响,确定了较优的退火工艺参数为升温速率10/min℃,400℃下保温2 h。结果表明:此较优的高温退火条件下,XRD显示主晶面择优取向为Cu(111);SIMS分析电镀铜膜层总杂质含量小于100 mg·kg^(–1);EBSD结果显示电镀铜平均粒径1.9μm,晶粒长大较充分,满足工业化应用需求,希望对工业化应用提供参考。

基于斜角切削模型的弧齿锥齿轮加工残余应力仿真分析

针对成形法铣齿加工弧齿锥齿轮大轮,对切削速度、切削深度、进给速度等切削用量对加工表面残余应力的影响规律进行了研究。根据成形法切削加工弧齿锥齿轮的特点,建立斜角切削有限元三维仿真模型,对齿轮的切削加工过程进行模拟分析,运用单因素法分别模拟了切削速度、进给速度、切削深度以及冷却液对工件表面残余应力的影响。由模拟仿真结果得知,弧齿锥齿轮斜角切削已加工表面残余应力沿层深呈“勺形”分布且表面为残余拉应力,亚表面为残余压应力,表面切向残余应力大于轴向残余应力;表面残余拉应力会随进给速度和切削速度的增大而增大,残余应力的层深随进给量的增大而加深,切削深度对残余应力的影响不明显;添加冷却液能够降低表面的残余拉应力。研究为弧齿锥齿轮切削加工残余应力分析提供了理论参考。

基于定量失配的弧齿锥齿轮齿面修形设计及实验验证

以弧齿锥齿轮齿面修形设计为研究对象,提出了一种基于定量失配修形的齿面设计方法。揭示了齿面修形量、修形系数与齿面结构参数间的数学关系,在完全共轭齿面的基础上引入2阶修形曲面,建立了以齿面接触性能为导向的目标齿面;建立目标齿面与理论齿面间的齿面偏差修正模型,求解了机床调整加工参数修正量。以一对弧齿锥齿轮副为例进行验证,根据齿面修形量快速计算对应的修形系数,解决了修形系数盲目选取的问题。修形后齿面接触性能得到改善,切齿实验结果与理论分析结果一致。实验验证了提出的基于定量失配修形的弧齿锥齿轮齿面设计方法的有效性,该方法同样适用于其他齿轮齿面的修形设计。

内斜齿轮磨削加工误差在线监测与补偿

以数控机床磨削内斜齿轮为研究对象,研究在磨削过程中存在的加工误差及补偿问题。首先,通过齐次坐标变换原理,推导出工件到刀具之间存在误差的齐次坐标变换矩阵,得出加工过程中的几何误差模型;其次,利用内置信号同步采集方法,实现机床加工误差在线监测,并通过软件补偿原理对主要误差源进行补偿;最后,通过齿轮检测仪,对误差补偿前、后齿面进行检测,补偿后的齿面误差有所减小。该实验为提高机床加工精度的研究提供了数据理论支撑。

负压力角弧齿离合器铣齿机关键结构设计与加工仿真

负压力角弧齿离合器因承载能力强、啮合性能好、传动可靠性高等优势,被广泛应用于重型卡车驱动桥主减速器总成中。对负压力角弧齿离合器加工用的专用铣齿机的关键部件设计技术进行研究,构建铣齿加工数学模型,根据加工特点开展刀具箱、工件箱的结构功能分析,基于仿真软件建立等效机床模型,编制加工程序完成凸面齿与凹面齿的加工仿真与分析,验证了铣齿机设计方案的正确性。

“一带一路”背景下中国海外石油项目风险评价研究

本文以"一带一路"主要石油国为研究对象,运用层次分析法结合模糊综合评价,从社会环境风险、自然环境风险、资源技术管理风险方面构建风险评价指标体系,对中国开展海外石油项目进行了风险评价研究。研究表明,哈萨克斯坦、卡塔尔、沙特的等级风险为"较低",俄罗斯、阿联酋、科威特、伊朗的等级风险为"一般",伊拉克的等级风险为"极高"。应根据不同国家风险等级,采取相应的"走出去"合作措施。

摆线锥齿轮小轮粗切优化与仿真

介绍了一种用端面铣削法展成粗切摆线锥齿轮小轮的方法。根据展成加工中端面铣削法和端面滚切法的特点建立了统一的数学模型,采用端面铣削法数控加工时各轴运动的表达式实现了高阶泰勒展开,并对各项式系数进行了计算。以减小齿面偏差为目标,基于对运动多项式系数的优化建立了目标函数,编制了优化计算程序。基于上述理论基础,引入算例对粗精切齿面偏差展开了理论分析,最后完成了齿轮的虚拟加工。结果表明了展成粗切加工摆线锥齿轮理论的可行性和正确性。

基于成形法的准双曲面齿轮齿形角等效修正

针对成形法加工准双曲面齿轮齿形修正技术展开研究,提出通过调整刀位与齿坯安装角的方式来实现齿形角的等效修正。基于刀具与工件的位置关系建立成形法加工数学模型,分析轮坯绕参考点的切向方向旋转对工件轴线与机床中心位置的影响,推导齿形角等效修正时加工参数演变关系式,形成齿形角等效修正理论。引入算例开展齿面偏差分析,分别以齿形修正前后的加工参数对齿面进行计算,对比分析了齿形角的变化规律,以此为基础开展齿面加工与测量试验,结果表明了等效修正理论的可行性,为企业的成形法加工与应用提供理论支撑。

基于现代分析技术对准双曲面齿轮进行加载接触分析

基于HFT法加工准双曲面齿轮的理论,建立了齿轮副加工坐标系,得到了齿轮副的齿面、突端和齿根过渡曲面方程。通过MATLAB软件计算出齿轮副齿面的离散点,导入UG建模软件生成含齿根过渡曲面的精确三维模型,截取三齿啮合模型后导入HpyerMesh,建立有限元模型,加载后再导入AN-SYS得到了啮合齿面的接触应力分布情况,为深入进行准双曲面齿轮的加载啮合性能分析奠定了基础。