弧齿锥齿轮齿面建模和参数化设计系统软件开发

基于弧齿锥齿轮的复杂齿面设计和实际啮合情况,提出一种利用齿廓成型刀具的齿廓建模方法,能有效实现弧齿锥齿轮齿廓的精确建模.以弧齿锥齿轮为主要建模对象,提出自动化建模及装配方法,开发一种参数化设计系统软件.该软件能够实现弧齿锥齿轮的自动化快速建模和装配,缩短建模时间,提高设计质量与效率,有助于推动产业数字化转型,发展高端装备制造业.

双圆弧弧齿锥齿轮章动传动啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析

啮合温度影响双圆弧弧齿锥齿轮章动传动过程中的疲劳、振动、噪声等行为,在双圆弧弧齿锥齿轮的寿命预测和力学响应时不可忽视。为了揭示双圆弧弧齿锥齿轮章动传动本体温度场分布规律,对双圆弧弧齿锥齿轮进行齿面接触分析,得到啮合区间;结合摩擦学和传热学得到齿轮的热载荷,建立了双圆弧弧齿锥齿轮温度有限元数值模型;采用控制变量法,分析了相关影响因素对锥齿轮温度的影响规律及原因。结果表明,齿轮温度随模数的增大而降低,随螺旋角的增大而升高,随章动角的增大先降低再升高;润滑油温度对本体温度的影响呈线性关系。研究为降低齿轮高温失效风险提供了参考。

基于OBE理念和BOPPPS模型的机械设计综合课程设计教学设计与实践

机械设计综合课程设计由机械原理课程设计和机械设计课程设计整合而成,旨在通过机器运动方案分析设计与整机零部件设计的整个流程,培养学生的系统设计能力。文章介绍了基于OBE理念和BOPPPS模型的机械设计综合课程设计的教学再设计和实践。教学实践表明,课程教学达到了预期目标,提高了学生的团队协作意识、产品设计能力、项目管理能力、工程实际问题解决能力和交流表达能力。这些为综合课程设计教学的改进提供了参考。

基于改进YOLOv5的智能除草机器人蔬菜苗田杂草检测研究

杂草精准检测是自动化除草装备的关键技术。针对田间杂草分布复杂和种类繁多导致的检测复杂度高和鲁棒性差等问题,基于自研移动机器人平台,提出一种改进YOLOv5算法和图像处理的蔬菜苗田杂草检测方法。通过识别蔬菜间接检测杂草的方式降低杂草检测复杂度,进而提高检测精度和鲁棒性。在YOLOv5目标检测算法主干特征提取网络中引入卷积块注意力模块(CBAM)提高网络对蔬菜目标的关注度,加入Transformer模块增强模型对全局信息的捕捉能力。结果表明,改进YOLOv5算法对蔬菜目标的平均检测准确率可达95.7%,与Faster R-CNN,SSD,EfficientDet,RetinaNet,YOLOv3,YOLOv4和YOLOv5算法相比,分别提高了5.8%,6.9%,10.3%,13.1%,9.0%,5.2%和3.2%。算法单幅图像平均检测时间11 ms,具有较好的实时性。采用改进YOLOv5算法检测蔬菜,将蔬菜边框之外绿色植物定义为杂草,超绿特征(ExG)结合OTSU阈值分割法将杂草与土壤背景分割,最后标记杂草连通域输出杂草质心和检测框。本研究方法可为农业自动化精准除草提供借鉴。

基于2D先验的3D目标判定算法

提出一种基于2D先验的3D目标判定算法.首先用轻量级MobileNet网络替换经典SSD的VGG-16网络,构建出MobileNet-SSD目标检测模型;其次,通过改进网络结构,提高模型对小目标的检测能力,并引入Focal Loss函数来解决正负样本不均衡和易分样本占比较高的问题;在相同数据集上,将改进算法与Faster R-CNN、 YOLOv3及MobileNet-SSD进行对比测试,其平均精度mAP分别提高了7.2%、 8.8%和10.6%;最后,通过改进算法获取ROI,利用深度相机将二维ROI转换为ROI点云,并借助直通滤波来判断目标物体是否为真实场景物体,既省去了传统点云识别中的诸多步骤又避免了点云深度学习中三维数据集制作难度较大的问题,在识别速度和识别精度上达到了较好的平衡.

电动轿车新型轮毂驱动单级章动减速器设计与仿真分析

针对车辆所需传动比较大时传统行星齿轮轮毂减速器存在零部件多、轴向尺寸大及轮系周边安装复杂的问题,以电动轿车为研究对象,提出了一种基于单级章动传动的新型轮毂驱动减速器。阐述了其工作原理和传动过程,完成了结构设计和传动效率计算,建立了虚拟样机模型,并开展了有限元分析仿真,探讨了减速器在静载荷下最大接触应力的产生部位与产生原因,验证了结构的可靠性与合理性。

基于遗传算法的径向啮合章动磁齿轮转矩模型优化研究

在对章动磁力传动的研究中,输出转矩是评价其性能的重要指标,对其磁转矩的分析和优化尤为重要。提出了一种径向啮合章动磁齿轮传动机构,分析了其运行原理;基于恒定磁场磁矢位理论,建立了径向啮合章动磁齿轮的磁感应强度模型,推导出径向啮合磁齿轮转矩的数学模型;运用遗传算法优化了章动磁齿轮结构参数,并对优化结果进行了有效性验证。结果表明,在限定磁齿轮尺寸和磁极材料用量的条件下,优化后的输出转矩可以得到提高。

超环面行星蜗杆传动啮合齿廓的几何形状分析

针对超环面行星蜗杆传动减速器加工过程中测量的关键技术问题,建立基于转化机构的超环面行星蜗杆传动的 啮合坐标系统,推导了中心蜗杆和内超环面齿轮的齿面方程,完成中心蜗杆和内超环面齿轮齿廓的几何分析、最后完成 理论齿廓和实际齿廓的分析与对比。

包络法加工超环面行星蜗杆传动定子的研究

本文对超环面行星蜗杆传动的原理及定子齿形的形成过程进行了分析，并运用啮合理论的包络法得出了超环面行星蜗杆传动的定子齿廓方程和齿形。以此为依据，对超环面行星蜗杆传动定子的包络加工方法及工装设计进行了研究，最后在滚齿机上制造出了这种传动的定子。

超环面行星蜗杆传动的啮合分析

介绍了一种新型的传动机构超环面行星蜗杆传动，运用啮合理论的包络法建立了这种传动中行星轮与蜗杆、行星轮与内齿轮啮合的基本方程，进而得到了蜗杆和内齿轮的齿面方程、螺旋升角方程、界限曲线方程及诱导法曲率方程等。并以球形行星轮轮齿为例，运用数值计算方法得出了蜗杆、内齿轮的轴截面形状、蜗杆及内齿轮在计算圆上不同截面的螺旋升角值和这种传动的一界及二界曲线的形状等，为这种新型传动的设计、加工、制造提供了理论依据。

井下螺杆泵用分流式行星减速器的优化设计

针对井下驱动螺杆泵的关键技术问题,提出了用于井下直接驱动螺杆泵的功率分流式行星减速器。分析了该减速器的结构原理和它具有的功率分流特点。根据螺杆泵井下工作条件,对新型减速器完成了结构参数的优化设计,使其在满足各项工作要求的条件下达到体积最小。在优化设计基础上,完成了该减速器的三维建模、应力分析和虚拟装配,以及减速器的制造和实验研究。理论和试验验证了该减速器从传递功率、体积、传动比和传动效率等方面均适用于井下驱动采油螺杆泵,说明该减速器用于连接潜油电动机与螺杆泵在实践上是可行的。

包络环面蜗杆传动的计算机代数系统（CAS）

在环面蜗杆传动啮合理论分析的基础上，运用计算机代数系统ＲＥＤＵＣＥＶ３．３．１，得出包络环面蜗杆传动啮合特性分析方程自动求解的计算机代数系统ＣＡＳ。这套系统包括坐标变换模块，啮合函数和啮合方程求解模块，蜗杆齿廓方程求解模块，界限函数求解模块以及诱导法曲率求解模块等。该系统所有的求解结果均以ＦＯＲＴＲＡＮ标准形式输出，直接调用即可进行数值计算。

机械设计基础类课程教学改革探讨

针对目前高等学校机械设计基础类课程教学中存在的问题以及如何培养学生工程实践能力和创新设计能力等问题 ,对机械设计基础类课程教学内容、教学方法、实验教学和课程设计等进行了研究探讨 ,并对机械设计基础类课程体系进行了改革尝试 。

石油钻井泵的概率动力学分析

本文介绍一种用于石油钻井泵运动及动力特性分析的新方法──概率动力学分析法。该方法应用概率论原理，将常规钻井泵的基本设计变量概率化处理后。计算泵机构中基本构件的位移、速度及加速度的分布特征值，同时，还可计算出其主要零部件所受力的分布特征值。这些结果为泵的可靠性评定和新型泵的可靠性设计提供了定量依据。

弹性流体动压润滑理论在平面二次包络环面蜗杆副上的应用

从弹性流体动压润滑理论出发,分析了平面二次包络环面蜗杆副的最小油膜的发生,讨论了润滑状态的判断条件。

产品创新概念设计集成过程模型应用研究

通过集成不同的设计方法,如发明问题冲突解决理论、约束理论(Theory ofconstraints,TOC)、未预见发现(Unexpected discovery,UXD)、类比设计(Analogy-based design,ABD)等,建立一种产品创新概念设计集成过程模型,并分析产品需求。利用约束设计理论与发明问题解决理论(Theory ofinventive problem solving,TRIZ)方法相结合来发现、确定并解决产品冲突;再利用类比设计将获得的UXD结果作用于驱动跨领域知识创新构想产生,进而确定领域内的产品冲突,获得了系统原理解或产品创新方案。以水力旋流器为例对该集成过程模型进行应用研究,提高了产品创新设计效率。

3D打印技术在大脑镰旁脑膜瘤切除术中的初步应用

目的探究基于3D打印技术的大脑镰旁脑膜瘤实体解剖模型构建在大脑镰旁脑膜瘤切除术中的初步应用情况。方法选取2015年4—6月福建省立医院神经外科收治的大脑镰旁脑膜瘤患者3例,根据患者螺旋CT增强扫描所得的DICOM数据,针对颅骨、血管和肿瘤等组织结构采用不同的分割方法进行数据信息提取和重建,并在同一坐标系下实现装配和三者融合,形成三维可视化复合虚拟模型,再结合3D打印技术将三维可视化复合虚拟模型实体化。观察大脑镰旁脑膜瘤实体解剖模型构建情况及患者大脑镰旁脑膜瘤切除术的手术情况。结果 3例患者均构建出三维可视化复合虚拟模型,并成功制作出大脑镰旁脑膜瘤实体解剖模型,且其可清晰显示肿瘤与颅骨、大脑镰、上下矢状窦及周边血管的关系。手术医师利用该模型制定出完善的手术预案,术时根据大脑镰旁脑膜瘤实体解剖模型指导手术定位与实施,避开重要血管,达到SimpsonⅠ级切除,且患者术后无明显脑水肿、血肿及神经功能障碍,手术成功。结论基于3D打印技术的大脑镰旁脑膜瘤实体解剖模型能有效指导医务人员制定与完善手术方案,精准切除肿瘤,减少术中损伤,有助于患者康复。

基于颅脑CTA 3D打印技术在颅内动脉瘤手术治疗中的应用

目的探讨基于颅脑CTA的3D打印技术在颅内动脉瘤手术中的应用。方法利用4例颅内动脉瘤病人颅脑CTA扫描所得的DICOM数据,针对颅骨、血管采用不同的分割方法进行数据信息提取和重建,并在同一坐标系下实现装配和融合,优化处理后经3D打印技术进行实体化,用以辅助病人手术治疗。结果 4例病人均重建出三维复合虚拟模型并制作实体解剖模型,应用于术前预案的制定及术时辅助手术定位与实施,手术均获得成功。结论基于颅脑CTA的3D打印技术获得的实体解剖模型制作,能够起到辅助动脉瘤定位,减少术中损伤和降低术后并发症的作用。

模糊前端阶段产品创新设计过程实现研究

为有效解决产品冲突问题,提出了模糊前端阶段概念产品创新设想的实现技术路线,建立了模糊前端阶段产品创新设计过程统一模型。利用计算机辅助创新设计InventionTools 3.0软件,对水力旋流器实例产品进行了专利分析及产品技术成熟度预测,验证了模糊前端阶段产品创新设计过程模型的有效性。

太赫兹波在船舶防护涂层系统的传播特性研究

基于有限时域差分法研究太赫兹波在船舶防护涂层系统的传播特性。建立了太赫兹波在船舶防护涂层系统的脉冲检测模型,并进行了涂层系统中无缺陷和有缺陷情况的仿真研究。对多层结构涂层中各涂层厚度进行定量分析,并对涂层中存在的气孔、涂层氧化物等缺陷进行诊断分析。仿真结果表明,有限时域差分模型为基于太赫兹脉冲成像的船舶防护涂层系统的无损检测和评估提供理论支撑,有利于提供及时有效的维护措施以及涂层设计具有借鉴作用。