在机床产品可靠性评估中,针对采集到的有效故障数据较少而导致失效分布无法唯一确定的问题,提出建立RBF神经网络故障数据扩充算法模型。该模型通过自组织聚类学习算法确定神经网络的径向基函数中心和扩展常数,然后利用学习算法的输出结果对神经网络进行训练,随后将随机生成的累积失效分布函数导入训练好的神经网络,得到与原数据组具有一致失效分布规律的仿真数据,从而确定机床故障分布类型。最后通过实例分析表明此方法确定的机床故障分布类型为威布尔分布,对其进行的可靠性评估显示MTBF估计值为909.20h,可靠度估计值为0.4874,同时机床已经进入耗损失效期,在后续工作中应该制定相应预防性维修措施来延长机床使用寿命。

为了提高斜齿轮副的啮合性能,提出一种对齿轮齿廓和齿向双向修形的拓扑修形方法。基于Romax Designer软件平台,建立斜齿轮副的传动模型,并根据齿轮拓扑修形方法与遗传算法来确定修形参数并在Romax中进行优化。改变微观几何参数查看齿轮修形前后的传动误差与齿面载荷分布的均匀性。为验证仿真结果正确性,对斜齿轮副进行振动加载试验。由仿真与振动加载试验结果表明拓扑修形的优化方法能够改善齿轮的传递性能,有效降低振动噪声,为后续齿轮结构优化设计和加工制造提供了理论参考价值。

通过摆线轮数控磨齿机介绍了数控机床直线轴的滚珠丝杆传动机构与回转轴转台的位置精度的测量方法,针对磨齿机的各轴定位精度提出了合理的误差补偿依据及方法,并通过数据验证分析其补偿效果。利用英国雷尼绍的激光干涉仪及各种光学镜组对西门子840d数控磨齿机进行实验,对测量的数据进行分析,结合其工作原理得到该机床误差补偿图表,再利用误差补偿技术对该摆线轮磨齿机各轴误差进行补偿。结果表明,要提高数控机床几何精度改善机床性能,对直线轴滚珠丝杆的螺距误差补偿和回转轴转角误差补偿是一种合理且经济的方法。

为提高斜齿轮副的啮合性能,以斜齿圆柱齿轮副为研究对象,建立斜齿轮副的三维实体建模与装配,使用ANSYSWorkbench对不同修形参数的齿轮副承载能力进行瞬态动力学仿真分析。通过详细论述对齿轮副从建模到Workbench仿真分析结果的设置步骤,求解不同修形系数下齿面的承载接触应力、剪切应力与等效应力云图,得出接触应力和传动误差变化曲线,观察不同的修形系数对齿面承载接触能力的影响变化。结果表明齿廓修形对传动误差幅值影响较大,齿向修形对齿面接触区域影响较大。

以RV减速器为研究对象,结合其结构特点和传动原理,建立系统动态传动误差的数学模型并进行求解。建立RV减速器三维装配模型,导入ADAMS仿真软件。利用MATLAB中的New-Mark法计算仿真得到的输出速度,获得减速器传动仿真误差,并进行频谱转换,与数学模型计算的结果进行对比。搭建RV减速器传动误差的测试实验平台,测量RV减速器的传动误差。通过对比实验结果、仿真结果、数学模型计算结果,验证了仿真模型和数学模型的准确性。

为提高摆线轮磨齿机的加工精度以及传动过程的稳定性,对其回转台的性能进行分析。建立转台传动系统的动力学模型,结合转台的实际参数,计算连接轴的扭转刚度和阻尼系数。通过Newmark-β法对建立的动力学模型进行求解,得出传动系统在传动过程中的稳定性和传动精度,并搭建实验台进行验证。实验结果表明:回转台传动系统具有良好的动态响应,可以获得很高的定位精度和重复定位精度。

在摆线轮磨齿机的可靠性评估中,针对现场试验数据较少的问题,提出考虑先验数据多源性的贝叶斯可靠性评估方法。利用不同样本间的可信度建立混合先验分布,然后采用贝叶斯方法对多源先验信息进行融合,得到的融合信息作为综合先验信息通过结合仿真数据的似然函数,进而得到参数的后验分布。仿真实例表明:通过所提方法得到的MTBF点估计值为997.37,MTBF误差为3.2%,比通过传统贝叶斯方法得到的误差小,且拟合的可靠度曲线与实际情况更贴近,说明了所提方

为了提高齿轮传动系统的传动特性,验证修形的合理有效性,基于Romax仿真分析软件为平台,以某齿轮箱的齿轮副为研究对象,对其齿面进行拓扑修形,运用数值分析法建立其三维模型。对模型进行仿真,通过系统静应力分析,校验了齿轮的力学性能满足使用要求,确定设计的合理性。通过动态分析,对比齿轮修形前后的传动性能,检验拓扑修形的有效性。搭建试验台进行了齿轮副的振动试验,根据结论显示拓扑修形有效降低了振动和噪声,改善了各项传动性能,为齿轮的后续结构优化和设计制造提供了参考价值。

摆线轮齿面加工精度是影响RV减速器运动性能的关键因素,而根据齿面误差检测数据进行机床磨削参数的反调修正更是摆线轮制造过程的重要环节。通过摆线轮展成磨削原理分析,明确了砂轮与摆线轮之间的复杂运动关系,建立了摆线轮齿面展成磨削运动关系模型,并借助于齿轮啮合理论和空间坐标转换原理,推导了以机床磨削参数为变量的摆线轮理论齿面及法矢的数学表达,为检测后齿廓误差的反调修正提供理论依据。根据构建的摆线展成磨削模型,讨论了主要磨削参数对齿面误差的影响规律。最后,与采用摆线生成原理得到的摆线轮齿廓进行了对比验证,证明了该齿廓方程表达及其建立方法的正确性。它不仅可以为摆线轮加工误差检测提供必需的理论数据,而且对摆线轮机床磨削参数的反调修正以及摆线轮齿面精度改善具有重要的理论意义。

基于对纳米ZrO2、SiC、SiO2、Al2O3的物化特性分析,探究含有纳米ZrO2、SiC、SiO2、Al2O3添加剂的润滑油对斜齿圆柱齿轮润滑的振动和噪声特性。对运行的20CrMnTi斜齿圆柱齿轮进行常规润滑油润滑和含纳米添加剂润滑油润滑试验,通过对斜齿圆柱齿轮施加不同的载荷和转速,分析不同工况和不同润滑方式下斜齿圆柱齿轮的振动及噪声特性,从试验的方面分析纳米添加剂润滑油对齿轮振动和噪声的影响。结果表明,纳米添加剂润滑油可在较短的时间内有效降低斜齿圆柱齿轮在不同工况下的振动及噪声值,特别是对于轴向的降振作用较径向的更加明显;同时,在此基础上进一步分析纳米添加剂润滑油润滑方式下,齿轮降振效果对载荷和转速的敏感性,发现纳米添加剂润滑油对齿轮的降振作用对转速更具敏感性。