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机械传动

机械传动

2025年01期

《机械传动》杂志，于1977年经国家新闻出版总署批准正式创刊，是中国机械工程学会机械传动分会和中国机械通用零部件工业协会齿轮分会两组织的会刊，在国内享有较高的声誉，在机械行业内具有重要的影响力。

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理论研究 | 啮合相位差对共轴双输出圆柱齿轮分扭-并车传动静态均载特性的影响

理论研究 | 啮合相位差对共轴双输出圆柱齿轮分扭-并车传动静态均载特性的影响

摘要：【目的】共轴双输出圆柱齿轮分扭-并车传动系统具有结构紧凑、质量轻、承载能力强等优点，在航空、船舶等领域应用广泛。虽然共轴双输出圆柱齿轮分扭-并车传动系统从局部构型原理上看具有对称性，但是各分支之间仍存在载荷分配不均的问题。为此，从静力学角度对该传动系统进行分析。【方法】考虑传动轴的扭转变形、支撑变形和齿轮副的啮合变形等因素，分析了两对齿轮副间啮合相位差存在的原理，并计算出圆柱齿轮的时变啮合刚
理论研究 | 考虑曲柄轴承及输出轴销轴的摆线针轮减速器传动误差分析

理论研究 | 考虑曲柄轴承及输出轴销轴的摆线针轮减速器传动误差分析

摘要：【目的】传动误差是摆线针轮减速器设计中的关键性能指标。现有研究通常忽略曲柄轴承和输出轴销轴设计参数对传动误差的影响。为此，提出了一种基于运动学和力学分析的传动误差计算方法，为摆线针轮减速器的设计优化与性能提升提供依据。【方法】首先，结合摆线针轮机构的瞬心运动轨迹和摆线轮齿与针齿的啮合区间，确定了摆线轮齿与针齿的啮合点运动轨迹，进而明确了曲柄轴承和输出轴销轴分布圆半径的设计范围；其次，建立了曲
理论研究 | 面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度数值分析模型

理论研究 | 面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度数值分析模型

摘要：【目的】采用蜗杆砂轮磨削面齿轮时热量分布较为复杂，且集中在轮齿表层，易造成热变形和热损伤。为改善上述情况，建立了面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度的数值计算模型，来研究磨削温度的分布规律及其变化规律。【方法】首先，根据磨削过程中面齿轮和蜗杆砂轮的几何接触特性，利用二次曲面对瞬时接触区域进行拟合，推导得出瞬时磨削接触面积的计算式；其次，研究单颗磨粒在磨削过程中的受力情况，考虑磨削过程中瞬时参与磨削的磨
理论研究 | 主轴承柔性及润滑特性对RV减速器传动误差影响分析

理论研究 | 主轴承柔性及润滑特性对RV减速器传动误差影响分析

摘要：【目的】RV减速器因具有减速比大、传动误差低、结构紧凑等优点被广泛应用于工业机器人关节当中。由于其主轴承为薄壁轴承，工作时套圈易发生较大形变，柔性支撑变形引起的传动误差不可忽略。为此，有必要研究主轴承柔性及润滑特性对减速器传动误差的影响。【方法】以角接触球轴承为研究对象，分别建立主轴承和减速器参数化三维模型，构建主轴承刚柔耦合多体动力学模型、考虑套圈柔性变形的主轴承弹流润滑模型与RV减速器动
理论研究 | 变桨轴承套圈预损伤后的结构疲劳剩余寿命研究

理论研究 | 变桨轴承套圈预损伤后的结构疲劳剩余寿命研究

摘要：【目的】腐蚀疲劳断裂是风电变桨轴承一种主要的失效形式，常导致桨叶掉落停机。为此，提出了一种用变桨轴承局部代替整体的有限元模型，用以探究变桨轴承套圈腐蚀后的结构疲劳剩余寿命。【方法】采用有限元软件Ansys和三维断裂力学软件Franc3D相结合的方法，通过在变桨轴承套圈最大等效应力位置处插入预损伤来代替模拟腐蚀坑，研究受腐蚀的变桨轴承套圈在实际工况下的结构疲劳裂纹扩展路径及寿命。【结果】结果显
设计计算 | 基于MFAC-ILC的PAM-MRB柔性膝关节的仿真与试验研究

设计计算 | 基于MFAC-ILC的PAM-MRB柔性膝关节的仿真与试验研究

摘要：【目的】针对气动人工肌肉（Pneumatic Artificial Muscle， PAM）与磁流变阻尼器（Magnetorhe⁃ological damper， MRB）复合结构的非线性对PAM-MRB膝关节运动轨迹的跟踪精度的影响，提出一种无模型自适应控制（Model-Free Adaptive Control， MFAC）结合迭代学习控制（Iterative Learning Cont
设计计算 | 500 kV输电线路绝缘子安装质量验收机器人机构设计

设计计算 | 500 kV输电线路绝缘子安装质量验收机器人机构设计

摘要：【目的】针对500 kV输电线路中水平玻璃绝缘子安装质量验收工作中存在的作业难题，提出一种绝缘子安装质量验收机器人机构设计方案。【方法】首先，根据作业环境建立了绝缘子验收机器人三维模型，利用D-H参数法对检测机构进行正运动学分析；然后，为解决机器人在不同倾斜角绝缘子串上的稳定爬行问题，对机器人驱动机构进行优化，并在5°、10°和15°这3种不同倾斜角绝缘子串上分别进行了运动学仿真；最后，对优
设计计算 | 模块化气动软体爬行机器人的设计与分析

设计计算 | 模块化气动软体爬行机器人的设计与分析

摘要：【目的】模块化软体机器人具备高柔韧性与理论上的无限自由度，可以适应各种复杂的环境和任务需求。为此，设计了一种仿蜂巢软体驱动单元，将多个该单元连接组成可以实现不同功能的模块化驱动软体机器人。【方法】对设计的仿蜂巢软体驱动单元进行了材料选择与力学分析，建立了软体驱动单元内部驱动气压与变形量之间的非线性关系模型，并采用有限元仿真验证了该模型的有效性；基于仿蜂巢软体驱动单元模块，设计了伸缩型软体机器
设计计算 | 基于改进蜂群算法的湿喷机械臂逆解研究

设计计算 | 基于改进蜂群算法的湿喷机械臂逆解研究

摘要：【目的】湿喷机械臂为8自由度的冗余机械臂且带有移动关节，其逆运动学求解困难，因此，设计了一种改进蜂群算法。【方法】首先，利用D-H法建立机械臂运动学模型，以末端位姿误差和最佳柔顺性为优化目标，构建多约束目标函数；然后，引入混沌映射对蜜源进行初始化，再引入Levy飞行，改变雇佣蜂搜索策略，并通过自适应调整跟随蜂更新步长，提升种群多样性和算法的收敛速度；最后，利用Matlab编程进行了仿真验证。
设计计算 | 改善斜齿轮系统振动的低波动啮合刚度设计

设计计算 | 改善斜齿轮系统振动的低波动啮合刚度设计

摘要：【目的】齿轮副时变啮合刚度作为齿轮系统最主要的内部激励之一，是齿轮系统产生振动噪声的重要原因。在以往的研究中，往往采用齿面修形和引入减振器来改善系统的振动响应，鲜有文献研究齿轮副啮合刚度波动对系统振动特性的影响。以斜齿轮为研究对象，提出了一种低波动啮合刚度设计方法以改善斜齿轮系统的振动特性。【方法】由于斜齿轮副在啮合过程中接触线长度会发生变化，从而产生刚度波动，因此，设计方法的核心思想是根据
设计计算 | 多约束仿猫机器人尺寸综合优化

设计计算 | 多约束仿猫机器人尺寸综合优化

摘要：【目的】针对仿猫机器人研究中多约束参数优化不足的问题，提出了一种使用灰狼算法对仿猫机器人的关键部件进行尺寸优化的方法，使其在多种约束条件的限制下，获得更高的平稳性和灵活性。【方法】首先，对仿猫机器人模型进行力学分析，综合获取多种约束条件和目标函数；然后，使用灰狼算法优化机器人腿部和腰部的尺寸；最后，采用Matlab 和Adams 软件对仿猫机器人进行了仿真分析。【结果】结果表明，优化后的机器
设计计算 | 绳驱柔性轮椅机械臂解耦设计与运动学分析

设计计算 | 绳驱柔性轮椅机械臂解耦设计与运动学分析

摘要：【目的】针对传统刚性轮椅机械臂体积大、质量重、人机交互存在安全等问题，设计了一种6自由度绳驱动柔性轮椅机械臂。【方法】该机械臂采用一种柔性平动结构，在改变末端位置的同时可以保持末端姿态不变，实现了位置与姿态的解耦，同时可有效提高柔性机械臂刚度；基于常曲率建模方法建立了柔性机械臂的运动学模型，进行了驱动空间、关节空间、操作空间之间的运动学分析以及各柔性关节间的解耦分析；建立了基于Adams虚拟
试验分析 | 混合弹流润滑下等相对曲率齿轮黏着磨损分析

试验分析 | 混合弹流润滑下等相对曲率齿轮黏着磨损分析

摘要：【目的】当等相对曲率（Constant Relative Curvature， CRC）齿轮传动处于混合弹流润滑状态时，磨损系数不是常数，传统的Achard黏着磨损模型已不适用，有必要对混合弹流润滑下的CRC齿轮进行黏着磨损分析。【方法】在混合弹流润滑状态下，建立考虑时变摩擦力的齿轮动力学模型与修正的Achard黏着磨损模型，对等相对曲率齿轮进行了齿面磨损深度计算；与试验数据进行对比，验证了
试验分析 | 载荷与温度对20CrMnTi合金钢磨蚀行为的影响

试验分析 | 载荷与温度对20CrMnTi合金钢磨蚀行为的影响

摘要：【目的】钻机动力头中齿轮材料常选用20CrMnTi合金钢，该材料硬度和耐磨性优异，被广泛应用于制备各种传动装置中的关键零部件，如齿轮、轴承和传动轴等。但由于钻机动力头在工作过程中常常需承受大的转矩，且施工条件恶劣、服役工况复杂苛刻，需遭受各种复杂的磨蚀行为，久之必将影响其服役性能。掌握20CrMnTi合金钢在实际服役过程中表面的磨蚀损伤失效机制就显得十分重要。【方法】基于磨损试验装置和电化学
试验分析 | 矿用刮板输送机链轮更换修复评价方法

试验分析 | 矿用刮板输送机链轮更换修复评价方法

摘要：【目的】刮板输送机链轮的过度磨损、超寿命工作情况会导致卡链、断链等故障，对输送设备的正常运行造成不利影响。为了指导用户及时更换不宜继续使用的链轮，降低设备故障的发生率，提出一种矿用刮板输送机链轮更换修复评价方法。【方法】基于Archard 磨损理论，对链轮的淬火硬度层的硬度特性进行研究，对圆环链传动系统在链轮不同磨损程度下的啮合传动过程进行动力学仿真分析，并对刮板输送机的动态特性进行试验，以
试验分析 | 油润滑和干摩擦条件下微织构对齿轮啮合噪声的影响

试验分析 | 油润滑和干摩擦条件下微织构对齿轮啮合噪声的影响

摘要：【目的】目前利用微织构方法降低齿轮啮合噪声的研究较少，且多停留在计算机仿真以及等效试样试验层面，未见针对微织构齿轮噪声性能的理论分析和台架试验，有必要掌握油润滑和干摩擦条件下微织构对齿轮啮合噪声的影响规律。【方法】构建了齿面啮合噪声计算模型，采用激光加工技术制作微织构齿轮，搭建了齿轮啮合噪声检测平台，并在油润滑和干摩擦条件下对微织构齿轮和无织构齿轮的啮合传动噪声进行了测试。【结果】结果表明，
试验分析 | 高转速条件下CVT金属片强度及磨损分析

试验分析 | 高转速条件下CVT金属片强度及磨损分析

摘要：【目的】金属带式无级变速器（Continuously Variable Transmission， CVT）在高转速条件下运行时，其各零部件间受力关系复杂，当转速超过8 000 r/min 时，金属片容易发生磨损，导致CVT使用寿命急剧下降。研究高转速条件下金属带金属片强度及磨损，对CVT在电动汽车应用及发展具有重要意义。【方法】建立高转速条件下金属带的力学模型，利用Ansys Workbe
开发应用 | 重力自平衡上肢康复机器人设计与试验

开发应用 | 重力自平衡上肢康复机器人设计与试验

摘要：【目的】在机器人中添加重力平衡机构，可有效提升机器人的动态性能。但现有上肢康复训练机器人涉及末端牵引式平衡机构的很少。针对该问题，在分析了上肢康复机器人悬臂工作过程中质心变化规律的基础上，设计了一种可自动平衡重力的上肢康复机器人悬臂机构。【方法】该机构能够通过确定零长弹簧位置以及参数实现重力平衡，即只需1根弹簧便能满足上肢康复机器人悬臂在拉伸以及旋转工作状态下的自平衡；理论上可完全消除由重力
开发应用 | 齿轮箱非平衡故障数据下的自适应诊断方法

开发应用 | 齿轮箱非平衡故障数据下的自适应诊断方法

摘要：【目的】现有智能故障诊断方法面临的挑战包括模型训练依赖于大量标签数据、故障数据获取困难且发生概率不同、对工况影响考虑不足等。为此，提出一种变工况下自适应类间和类内非平衡故障数据的齿轮箱诊断方法。【方法】首先，构建门控局部连接网络，有效降低对标签数据的依赖，直接从原始数据中挖掘数据分布本征特征；其次，设计外部注意力和内部注意力并行机制，考虑变工况下类间故障和类内故障分布差异，进一步调整提取特征
开发应用 | 基于参数优化VMD和改进GoogLeNet 的滚动轴承故障诊断

开发应用 | 基于参数优化VMD和改进GoogLeNet 的滚动轴承故障诊断

摘要：【目的】深度学习方法在滚动轴承故障诊断领域的应用十分有效，但传统神经网络由于采用单一尺度的卷积核而无法多尺度提取特征，且并未考虑到不同特征在故障诊断中的重要程度，滚动轴承信号在噪声干扰下的故障特征提取较为困难。为此，提出了一种基于参数优化变分模态分解（Variational Mode Decomposition， VMD）降噪，并用以注意力机制改进的GoogLeNet 网络进行诊断的滚动轴承
开发应用 | 基于TRIZ理论的巡检机器人移动底盘结构创新设计

开发应用 | 基于TRIZ理论的巡检机器人移动底盘结构创新设计

摘要：【目的】针对搭载精密仪器的巡检机器人在凸台、沟槽等复杂路面运动时，其作业平面不能始终保持平稳状态的问题，基于矛盾分析法、物-场模型对机器人移动底盘结构进行创新设计。【方法】提出了一种浮动式结构的设计，并对浮动式移动底盘进行了凸台、跨沟等复杂路况越障分析与行驶平顺性分析；运用Adams仿真软件，对改进前后的两种移动底盘进行复杂路况下的运动对比仿真；搭建浮动式移动底盘试验样机，进行了复杂路面的运

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