齿轮随机疲劳载荷计数方法研究

给出齿轮随机疲劳载荷的计数方法(gear counting method,GCM)。与传统方法相比,这种方法能够充分描述齿轮齿根部位所承受的应力应变过程,反映齿轮的疲劳损伤机理,更准确地为疲劳计算提供载荷条件。给出具体的计算方法,编制计数程序,通过具体实例,比较GCM计数方法与传统雨流计数方法的不同。

一种轮边电驱动单元载荷的分布研究

以上海市区道路行驶循环工况所得载荷作为某轮边/轮毂减速式电驱动单元工作载荷样本来源,经统计分析,其载荷幅值、均值均服从混合分布。结合雨流疲劳统计计数法,引进疲劳计数法(Gear Counting Method,GCM),对电驱动单元输入扭矩进行循环计数,进而采用电驱动单元齿轮扭矩、转速双信号等间隔同步采样法,统计分析了电驱动单元齿轮工作载荷。建立载荷的混合分布模型并对比分析拟合优度假设检验效果,最后对极值载荷进行外推处理。这一研究成果将为轮边/轮毂电驱动单元的耐久性和可靠性试验的载荷分析提供参考,也将为电驱动单元关键零/部件(如齿轮等)的损伤计算、寿命评估、可靠性设计和轻量化设计研究等提供数据支撑。

基于视觉原理的斜齿轮几何参数测量方法研究

在采用传统的测量方法测量斜齿轮的几何参数时,存在测量效率低等问题,为此,提出了一种基于视觉原理的斜齿轮几何参数测量方法。首先,为了验证系统测量结果的重复性,采用高精度圆形标定板进行了重复性精度测试,验证了测量系统的可靠性;采用边界跟踪函数获得了斜齿轮轮廓的非零像素点坐标,计算了其到安装孔圆心的距离值,得到了齿顶圆和齿根圆半径;然后,针对齿廓边缘点到中心点距离的图像,通过设计算法,并统计测量次数得到了齿轮的全部齿数;通过运用Hough变换和两直线夹角公式测量了斜齿轮的螺旋角,并根据相关公式间接计算了分度圆直径和模数值;最后,通过采用最小二乘法拟合出了键槽的3条边缘直线,通过直线交点和齿轮安装孔信息得到了键槽的宽度和深度值,并对2个齿轮进行了10次测量。研究结果表明:测量系统不确定度均不大于0.003 Pixels,可测量的齿轮尺寸范围为10 mm~70 mm,大、小齿轮各项参数相对误差分别不超过1%和2%,可满足自动、准确测量斜齿轮几何参数的要求。

一种改进差分盒维法提取齿环分形特征的研究

同步器齿环具有不规则和一定的统计自相似性的特征,可用分形方法中的分形维数对齿环图像进行描述,并将维数作为测量特征实现齿环缺陷识别。差分盒维法计算齿环图像维数时,结果会受到背景和摆放角度的影响,导致正常与缺耳齿环的维数结果存在交叉现象。针对这个问题,在研究和分析差分盒维数法的基础上提出一种改进差分盒维法,即利用概率和图像旋转消除图像背景和被测物摆放角度的影响,提高维数计算精度。通过改进差分盒维法对正常与缺耳齿环的分形维数计算与分析,可消除图像背景和摆放角度对维数产生的影响,实现了用齿环分形维数作为识别特征量对缺陷齿环的识别。

威布尔分布随机载荷下风电机组行星轮系疲劳强度分析

为了快速准确地评估风电机组行星轮系疲劳寿命,根据行星轮系输入转矩与风速的分布关系,编制了不同风速下对应的二参数威布尔随机载荷谱,并用雨流计数法对载荷谱进行统计处理;在ANSYS中对行星轮轮系进行有限元分析,得到齿轮结构应力响应;依据Minner线性累积损伤理论,结合nCodeDesignLife对行星轮系进行疲劳寿命估算。着重分析了风电机组在启动风速、额定风速及年平均风速工况下的行星轮系疲劳寿命,获得各齿轮疲劳损伤状况,为风电机组行星轮系疲劳强度设计提供理论依据。

齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮滚切加工方法

滚切齿数大于100的质数齿轮时,会因找不到合适的挂轮而影响加工。为解决这一问题,提出了“近似分齿”和“补偿”的加工方法,阐述了其加工原理、计算方法、误差分析。为其可行性提供了理论基础。经加工及检测得知,加工出的齿轮可达一般机械的精度要求。因此,实际加工中可采用近似分齿法和补偿法。