摘要:针对高速轧机中心距变化对斜齿圆柱齿轮的啮合状态的影响，考虑齿轮啮合错位量，在Abaqus中建立齿轮有限元啮合模型。在典型工况下，进行了轮齿接触仿真分析，研究了中心距变化对齿轮啮合性能参数的影响规律。在此基础上，对齿面进行优化修形，采用齿向螺旋角修形和起鼓修形，齿廓齿顶修缘的综合修形方法，对比分析修形前后齿轮的啮合性能。结果表明，未修形时齿面偏载严重，中心距增大使得齿轮重合度和齿面接触印痕占比显著下降，最大齿面接触应力、最大齿根弯曲应力及传递误差峰峰值均增加较多，齿轮整体啮合性能下降明显；优化修形后，齿面偏载得到显著改善，最大接触应力、最大弯曲应力及传递误差峰峰值明显下降，齿轮啮合状态得到良好改善，齿面对中心距变化的补偿能力得到增加。

摘要:航发齿轮传动机匣在恶劣服役工况和复杂载荷条件下，要求壳体具备轻量化特征，轴承孔错位量作为机匣的关键评价指标，如何保证错位量同时实现轻量化成为一大挑战。文中基于SIMP插值惩罚模型提出了一种考虑机械-惯性载荷作用的航发齿轮传动壳体拓扑优化方法，将惯性过载对机匣附件所产生的影响加入优化模型，以壳体应力、危险轴承孔中心错位量和优化区域体积分数为约束条件，不同工况下的壳体加权柔顺度最小为目标，实现壳体减重7.1%的同时，Von Mises应力、变形量和危险轴承孔中心错位量最大分别下降7.1%、3.1%和12.1%。

摘要:内齿圈作为行星齿轮传动系统的关键部件，对行星传动系统的均载和动载特性具有至关重要的作用。柔性内齿圈行星轮系借助齿圈自身柔性，可显著补偿由于系统部件加工误差和安装误差所导致的各行星轮传递扭矩的不均匀性。文中深入剖析柔性内齿圈结构特性，对比表明：柔性内齿圈较传统齿圈结构具备更加优良的柔性，可改善系统均载与动载性能，但同时也存在齿面接触应力偏载、应力分布不均匀、承载传动误差波动幅值增大和结构应力集中等弊端，相关解析结果可为明确柔性齿圈设计及改良齿圈结构提供理论支持。

摘要:控制力矩陀螺是航天器在太空调整姿态的执行部件，其仅依靠热传导和热辐射向真空中传递热量，易出现高温升，影响其稳定性和可靠性。因此，研究控制力矩陀螺的温度场，判断其运行温度是否满足要求至关重要。文中以70 N·ms单框架控制力矩陀螺为对象，建立控制力矩陀螺温度场仿真模型并研究转速、转矩、轴承预紧力对温度场的影响。与实验结果对比，文中仿真模型测点温度平均准确度达93.87%。研究发现，各测点温度变化均对转速比较敏感，转子轴下端测点对转矩最为敏感，上下端两测点对预紧力最为敏感，转子轴下端测点温升最大且为5.2 ℃，框架测点温升最小且为1.72 ℃。文中提出的控制力矩陀螺温度场计算方法，可为航天器控制力矩陀螺优化设计和运行诊断提供技术指导。

摘要:机电复合传动系统的激励幅值大、频率范围宽，更易激发扭转振动，降低传动品质和寿命。针对由单星排和双星排组成的某功率耦合机构的变速部件，考虑异型结构和阶梯轴的高阶动力学特性，建立了传动系统的集中参数扭振动力学模型，分析了行星排及传动系统的扭振模态，并进行了仿真对比，探索了结构参数对模态的影响。结果表明：动力学模型与仿真模型的固有频率平均相对误差为1.4%；行星排和传动系统均包含刚体模态、行星轮独立扭振模态及整体扭振模态，传动系统还包含异型结构局部模态；输入轴外径、啮合刚度、输出轴外径、啮合齿宽、输出输入轴端等效转动惯量对传动系统整体扭振模态的影响依次降低；啮合刚度对行星轮独立扭振模态影响显著。所述方法可为多级行星机构扭振分析及改善提供参考。

摘要:在重载长行程工况下，多层股钢丝绳因复杂的空间结构而具有良好的性能，但也增加了对其受力与磨损分析的难度。为探究多层股钢丝绳的受力情况，基于Frenet标架建立了12×37 WS多层股钢丝绳在直线与弯曲状态的数学模型，并根据钢丝绳参数计算了其受到6 t拉力时不同层股间钢丝的接触应力与弯曲应力。分别以内层股、中层股与外层股的捻距为变量，探究其对钢丝接触应力的影响规律，为多层股钢丝绳结构参数的优化提供了指导。通过SolidWorks建立钢丝绳有限元模型，并用workbench软件的仿真对其力学性能进行了验证。综合理论计算与有限元分析的结果表明：多层股钢丝绳受恒张力作用时，绳股的最外层钢丝更易因磨损而发生断丝失效，并且越靠近芯股的层股应力越大；可以通过适当增大芯股直径，减小外层股直径来降低钢丝绳断丝几率。

摘要:综合考虑海上风电机组结构特征和内外部激励，建立大型风电机组刚柔耦合多体动力学模型，提出一种基于解释结构模型和网络层次分析法的风电机组综合性能评估方法。建立风电机组综合性能评估架构，包含5个一级指标和11个二级指标；利用解释结构模型（interpretive structural model，ISM）分析指标间的内在联系，建立整机综合性能评估指标多层递阶结构模型；采用网络层次分析法（analytic network process，ANP）构建判断矩阵、超矩阵及极限超矩阵，求解获得整机综合性能评估指标权重，定量评估整机综合性能，比较分析2款机型的综合性能。结果表明：风电机组整机综合性能的主要影响因素为叶片长度、轴承时变可靠性、齿轮接触疲劳可靠性和单位兆瓦重量；5 MW风电机组综合性能优于6.2 MW风电机组。

摘要:针对不同工况下轴向柱塞泵效率理论计算公式和实验结果误差较大的问题，提出了基于机器学习的泵效率计算方法。建立了基于轴向柱塞泵效率的非线性回归模型，通过显著性检验验证了回归模型的有效性；设计了一套基于BP神经网络的柱塞泵效率预测模型，基于实验数据对预测模型进行了训练与验证；分别评估了2个模型的预测精度。结果表明：在变压力、变转速及变流量工况下，相较于现有柱塞泵效率的理论计算公式，所建立的非线性回归模型和BP神经网络模型均能显著提高柱塞泵效率的预测精度，2种方法的效率平均相对误差分别从8.89%减少到1.4%和0.62%。

摘要:为了提升四旋翼飞行器在干扰环境中的飞行稳定性，充分考虑四旋翼飞行器欠驱动、强耦合以及非线性的复杂特性，设计了一种基于自适应超螺旋滑模控制(Adaptive super-twisting sliding mode control, ASTSMC)方法的四旋翼飞行器双闭环控制系统。首先，将飞行器的控制系统分为外环位置控制和内环姿态控制2个部分，内外环均采用超螺旋滑模控制方法，以减弱传统滑模控制中的抖振。针对飞行过程中可能遇到的未知干扰，引入干扰自适应律对控制输入进行补偿，确保在低控制增益下系统的稳定性，进一步减弱抖振。最后，使用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制系统进行了稳定性证明，并通过Matlab仿真进行了验证。仿真结果表明，该控制系统不仅具有良好的鲁棒性、控制精度及轨迹跟踪性能，还能够有效抑制系统的抖振。

摘要:双压力角非对称齿轮是一种双侧齿面采用不同压力角的渐开线齿轮，其独特的齿廓设计对齿轮的强度、传动效率及动态特性等方面具有重要影响。与传统的对称齿轮不同，双压力角非对称齿轮通过采用不同压力角的齿廓设计，能够提高齿根承载能力，减小传动误差，特别适用于复杂动态负载和特殊传动要求的场合。基于齿轮啮合原理，研究了双压力角非对称齿轮的齿廓精确设计及其蜗杆砂轮磨齿加工方法。首先，推导了非对称齿轮的齿廓方程，详细分析了齿条刀具与齿轮之间的啮合关系，建立了齿轮的精确几何模型。在蜗杆砂轮磨齿加工方面，研究了蜗杆砂轮的轮廓设计、修整方法及其在非对称齿轮加工中的应用。经VERICUT仿真试验，发现非对称蜗杆砂轮磨削加工得到的齿轮廓形与理论设计廓形基本一致，验证了双压力角非对称蜗杆砂轮廓形及其开展磨齿加工的可行性。该研究为非对称齿轮的设计和加工提供了理论依据，对提高齿轮传动系统的效率和可靠性具有重要意义。