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传动可靠度约束下RV减速器加工精度等级优选方法

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振动与冲击 2023年第2期42卷 7-15页

作者：宿月文郭彩霞王参军朱爱斌宝鸡文理学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室陕西宝鸡721016 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室西安710049

加工误差是影响RV减速器传动精度的关键因素。为评估多种加工误差对该机构的传动误差的影响机制,基于轮齿接触分析方法构建了考虑齿廓修形、加工误差和装配误差时渐开线齿轮及摆线针轮两级传动的轮齿接触方程,得到不同制造误差作用下摆... 详细信息

加工误差是影响RV减速器传动精度的关键因素。为评估多种加工误差对该机构的传动误差的影响机制,基于轮齿接触分析方法构建了考虑齿廓修形、加工误差和装配误差时渐开线齿轮及摆线针轮两级传动的轮齿接触方程,得到不同制造误差作用下摆线针轮行星传动误差分析模型,并评估了各种制造误差对机构传动误差的灵敏度;然后,以该灵敏度为公差等级选择依据,将RV减速器的各项加工误差表达为以公差等级IT5和IT6为基础产生的高斯分布随机数,通过随机抽样误差来分析各组误差样本下RV减速器不发生干涉的可靠度,以及传动误差分布情况。计算结果表明:针齿位置度误差、摆线轮齿距累积误差对传动误差的影响最大;渐开线齿轮偏心量误差和曲柄轴偏心量误差的影响较小;针齿半径误差的影响最小。将灵敏度较小的加工误差设为IT6,灵敏度较高的加工误差设为IT5,可得到所有加工误差均为IT5时的传动误差精度要求,其可靠度达98%且加工成本更低,从而为RV减速器加工精度选用和制造成本控制提供依据。

关键词： RV减速器加工误差传动误差轮齿接触分析

轴承非线性特性对摆线针轮减速器传动效率的影响分析与参数确定

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润滑与密封 2023年第12期48卷 108-116页

作者：宿月文郭彩霞张博栋李旭波王参军陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室宝鸡文理学院陕西宝鸡721016

为构建考虑轴承接触弹性的摆线针轮传动效率理论计算方法,并揭示轴承非线性刚度的影响机制,提出一种耦合摆线轮设计参数、接触载荷及轴承参数的传动效率理论模型。该模型考虑了输入轴与摆线轮的轴承弹性,并引入非线性的轴承刚度。采用... 详细信息

为构建考虑轴承接触弹性的摆线针轮传动效率理论计算方法,并揭示轴承非线性刚度的影响机制,提出一种耦合摆线轮设计参数、接触载荷及轴承参数的传动效率理论模型。该模型考虑了输入轴与摆线轮的轴承弹性,并引入非线性的轴承刚度。采用牛顿法建立摆线轮受轴承弹性力、惯性力及接触载荷时的动力学微分方程,求解该方程得到轴承弹性位移,并将其与轴承刚度参数纳入传动效率计算模型。通过对比分析不同轴承刚度参数和运行工况下的理论传动效率,并利用理论计算效率与实验测定值的差异,对理论模型加以修正并迭代计算,从而拟定轴承参数。分析表明:轴承刚度指数较小时传动效率受运行速度和负载影响很小,轴承刚度指数较大时传动效率随着负载增大而提高;拟定刚度模型具有合成效应且给定合理参数下所得传动效率与测试值大致相符,可为摆线针轮传动效率评估提供高效且准确的理论方法。

关键词：摆线针轮传动轴承传动效率非线性动力学接触载荷

Fe_(40)Ni_(40)B_(20)共晶合金深过冷凝固组织演化的温度曲线及高速摄影分析

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稀有金属材料与工程 2022年第5期51卷 1813-1820页

作者：张柯刘峰宝鸡文理学院机械工程学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室陕西宝鸡721016 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用红外测温仪结合高速摄影,对Fe_(40)Ni_(40)B_(20)(at%)共晶合金深过冷熔凝过程温度曲线及凝固过程影像进行监测和记录。基于获得的高速摄影图像及温度曲线结果,结合合金对应凝固条件下组织特征分析,发现深过冷条件下合金的凝固组织... 详细信息

采用红外测温仪结合高速摄影,对Fe_(40)Ni_(40)B_(20)(at%)共晶合金深过冷熔凝过程温度曲线及凝固过程影像进行监测和记录。基于获得的高速摄影图像及温度曲线结果,结合合金对应凝固条件下组织特征分析,发现深过冷条件下合金的凝固组织随过冷度(ΔT)存在3个典型演化过程:ΔT=170~230 K,规则棒状亚稳相共晶团组织初始形成,随后残余液相中稳定两相凝固及初始亚稳组织重熔,分别对应温度曲线及高速摄影图像中的一、二次再辉;ΔT=230~260 K,规则棒状及近非规则亚稳相共晶团组织形成、亚稳相分解及残余液相中稳定相外延生长,表现为温度曲线及高速摄影图像中仅有一次再辉过程;ΔT=260~300 K,非耦合生长非规则亚稳相共晶团组织的形成,亚稳相的后续分解,表现为温度曲线中出现拐折及高速摄影图像中存在二次再辉现象。高速摄影测得一次再辉对应凝固速率表明,大过冷范围随着ΔT增大,初生组织凝固速率出现先增大而后稳定的现象;采用枝晶生长模型近似计算的亚稳相生长速率在中大过冷范围与测得一次凝固速率较好吻合,更大过冷范围速率稳定归因于生长机制转变为两相的非耦合生长,也很好的印证了以上组织演化规律。

关键词：共晶合金深过冷温度曲线高速摄影

一种新的基于信息熵和PSO-Kmeans聚类算法的典型工艺路线发现与重用体系

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西北工业大学学报 2023年第1期41卷 198-208页

作者：李春磊常智勇李亮宝鸡文理学院机械工程学院陕西宝鸡721016 陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室陕西宝鸡721016 西北工业大学机电学院陕西西安710072

制造企业在经营和发展过程中会积累大量的制造实例,对这些实例资源进行合理地挖掘和重用,是提高制造效率和支持创新的最有效途径之一。为了科学确定重用对象和提高重用灵活性,提出了一种基于信息熵和PSO-Kmeans聚类算法的典型工艺路线... 详细信息

制造企业在经营和发展过程中会积累大量的制造实例,对这些实例资源进行合理地挖掘和重用,是提高制造效率和支持创新的最有效途径之一。为了科学确定重用对象和提高重用灵活性,提出了一种基于信息熵和PSO-Kmeans聚类算法的典型工艺路线发现与重用体系。在该体系下,提出了一种基于多级最长公共子序列信息熵的机加工艺路线相似度度量方法。在此基础上,提出了一种基于谱聚类思想和PSO-Kmeans聚类算法的典型工艺路线发现方法,并分析讨论了2种基于典型工艺路线的机加工艺重用途径。通过3个验证实例,说明所提出的体系可以更好地支持制造实例重用。

关键词：制造实例重用典型工艺路线相似性度量信息熵 PSO-Kmeans聚类算法

传动比波动幅度约束下的摆线轮齿廓修形量优化

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组合机床与自动化加工技术 2023年第7期 28-31,36页

作者：郭彩霞宿月文王参军宝鸡文理学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室宝鸡721016

摆线轮齿廓修形对摆线针轮传动机构的承载能力和运行平稳性有重要影响。为获取最优的修形策略和修形量,提出了一种以最小化传动比波动幅度为优化目标、基于内点法的摆线轮齿廓等距-移距复合修形量的优化方法。以单级摆线针轮减速器为例... 详细信息

摆线轮齿廓修形对摆线针轮传动机构的承载能力和运行平稳性有重要影响。为获取最优的修形策略和修形量,提出了一种以最小化传动比波动幅度为优化目标、基于内点法的摆线轮齿廓等距-移距复合修形量的优化方法。以单级摆线针轮减速器为例,建立考虑修形后的摆线轮受力平衡方程,以及摆线轮针齿的轮齿接触方程,并通过优化流程将力平衡方程和轮齿接触方程耦合集成,从而实现对3种等距-移距修形组合策略下的修形量进行优化计算,发现正等距加正移距组合修形下的最优修形量可将传动比波动幅度降低40%,最大针齿接触力降低17%,实现更平稳的传动和更好的承载性能,也有利于提高减速器传动精度和寿命。

关键词：摆线针轮传动齿廓修形优化传动比

利用齿面接触分析的两级摆线针轮减速器传动误差分析方法

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机械科学与技术 2023年

作者：韩斌斌宿月文郭彩霞宝鸡文理学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室北京无线电计量测试研究所

两级摆线针轮机构可在结构紧凑的前提下获得高减速比。为评估该型机构的传动性能，提出了一种新型两级摆线针轮减速器的摆线齿形设计参数式，经坐标转换以及摆线针轮啮合方程式，并通过齿面接触分析原理构建了空载时齿面接触方程组，进... 详细信息

两级摆线针轮机构可在结构紧凑的前提下获得高减速比。为评估该型机构的传动性能，提出了一种新型两级摆线针轮减速器的摆线齿形设计参数式，经坐标转换以及摆线针轮啮合方程式，并通过齿面接触分析原理构建了空载时齿面接触方程组，进而求解得到传动误差。根据不同齿廓修形方法以及不同修形量的组合进行传动误差对比分析，结果表明复合修形比单一修形情况下，传动误差相对较小，而且正等距加正移距复合修形情况下传动误差最小。该理论可为新型两级摆线针轮机构的传动性能评估提供理论基础。

关键词：摆线针轮传动齿面接触分析传动误差齿廓修形

V/Nb复合中间层对NiTi合金/不锈钢异种金属激光焊接接头微观组织及力学性能的影响

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机械工程学报 2022年第8期58卷 136-142页

作者：王小强高晓龙刘晶李伦坤新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐830023 新疆工程学院激光智能制造与再制造工程技术研究中心乌鲁木齐830023 宝鸡文理学院机械工程学院宝鸡721016 陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室宝鸡721016

为避免NiTi合金与不锈钢焊接时Ti-Fe及Ti-Ni等脆性金属间化合物的形成,采用V/Nb复合中间层与双道激光焊接的方法对NiTi合金与301SS异种金属进行焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行分析,揭示其连接机理。试验结果表明,由于未熔化V和N... 详细信息

为避免NiTi合金与不锈钢焊接时Ti-Fe及Ti-Ni等脆性金属间化合物的形成,采用V/Nb复合中间层与双道激光焊接的方法对NiTi合金与301SS异种金属进行焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行分析,揭示其连接机理。试验结果表明,由于未熔化V和Nb的存在成功阻碍了熔池中NiTi合金和301 SS的混合,抑制了接头中Ti-Fe及Ti-Ni等脆性金属间化合物形成,接头的最高抗拉强度达到280 MPa。第一道焊接形成的Fe/V界面为熔化焊连接,而第二道焊接则形成了V/Nb和Nb/NiTi两个连接界面,V/Nb界面为熔化焊连接,Nb/NiTi界面为接触反应钎焊连接。

关键词： NiTi合金 301 SS 中间层接头性能金属间化合物

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可靠度约束下摆线针轮减速器加工精度优化

组合机床与自动化加工技术 2023年第2期 129-133页

作者：王少虎宿月文金守峰李宇涛西安工程大学机电工程学院西安710048 宝鸡文理学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点实验室宝鸡721016

摆线针轮减速器主要用于高精密传动场合,其在加工过程中,会产生影响传动精度的制造误差。为在实际加工中选取符合传动条件的最优加工参数,基于坐标变换与齿轮共轭接触原理,建立了考虑齿廓修形、制造误差的轮齿接触分析模型,分析了不同... 详细信息

摆线针轮减速器主要用于高精密传动场合,其在加工过程中,会产生影响传动精度的制造误差。为在实际加工中选取符合传动条件的最优加工参数,基于坐标变换与齿轮共轭接触原理,建立了考虑齿廓修形、制造误差的轮齿接触分析模型,分析了不同种类制造误差对传动误差的灵敏度,并设计一种基于传动可靠度的轮齿修形参数与加工精度优化方法。结果表明,基于DIRECT算法对样本的最佳化计算,可得到一组在许用传动误差条件下制造成本最低的减速器加工参数,且该组加工参数具有高可靠度特性。因此该方法可为制造高可靠度摆线针轮减速机提供理论优化参考。

关键词：摆线针轮传动传动误差制造误差可靠度

摆线传动接触载荷与效率的关联模式及试验验证

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中国机械工程 2021年第5期32卷 556-564页

作者：宿月文郭彩霞宝鸡文理学院陕西省机器人关键零部件先进制造与评估省市共建重点试验室宝鸡721016

为揭示摆线针轮传动的接触载荷与效率的关联模式,基于牛顿法和弹性接触理论提出了一种可实现摆线针轮多齿啮合点精确定位、接触载荷分布确定和传动效率计算的理论分析方法。该方法建立了摆线轮刚体动力学方程,并将传动效率表达为摆线轮... 详细信息

为揭示摆线针轮传动的接触载荷与效率的关联模式,基于牛顿法和弹性接触理论提出了一种可实现摆线针轮多齿啮合点精确定位、接触载荷分布确定和传动效率计算的理论分析方法。该方法建立了摆线轮刚体动力学方程,并将传动效率表达为摆线轮所受合外力的函数;通过摆线轮齿廓离散点与针齿圆、输出销/孔的相对几何关系与接触条件来确定摆线轮接触载荷;将摆线轮接触载荷转化为广义力,形成由摆线轮合外力/力矩表达的传动效率函数。以某单级摆线减速器为例,分析设计参数与运行工况对传动效率的影响。通过专用试验台进行对比试验,结果表明:理论计算传动效率不随负载变化;低负载时,传动效率偏低,且随负载增大而快速上升;高负载时,传动效率变化不大,趋于稳定值,且与理论值接近。该方法仅可作为高负载时摆线针轮传动效率评估的简明方法。

关键词：摆线减速器接触力学传动效率动力学