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2024年02期

《机械》杂志是国内外公开发行的机械装备行业专业技术期刊，在机械行业领域内，传播科技信息，刊载科技专题论著，展示机学科最新科研成果，交流生产实践及革新改造的先进技术经验，传播现代科技新知识。

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设计与研究 | 基于改进鲸鱼算法的搬运机器人运动规划

设计与研究 | 基于改进鲸鱼算法的搬运机器人运动规划

摘要：针对搬运机器人搬运效率不足、稳定性效果不好等问题，使用改进鲸鱼优化算法的时间最优运动规划方法进行解决。首先将机器人模型导入MATLAB中，根据相关算法计算出机器人的空间范围，从空间范围中选取实际目标点并转换到关节空间，在关节空间中使用“四次－三次－四次”插值多项式构造机器人的轨迹，然后将各关节的角速度、角加速度作为约束条件，采用改进的鲸鱼优化算法对轨迹进行优化，缩短机器人运行时间。通过仿真实
设计与研究 | 基于MTF-gcForest的带钢表面缺陷分类方法研究

设计与研究 | 基于MTF-gcForest的带钢表面缺陷分类方法研究

摘要：针对带钢表面缺陷位置分布不均、类型复杂多样的特点，为保证特征提取的维度丰富性与识别准确率，提出一种基于多纹理特征融合与gcForest集成学习相结合的带钢缺陷识别方法MTF-gcForest。首先提取带钢表面的灰度共生矩阵、局部二值模式、灰度游程矩阵特征，以充分挖掘带钢表面的纹理信息。然后，将归一化处理后的特征进行融合，最后用gcForest分类器进行分类。实验比较了单纹理特征和多纹理特征的
设计与研究 | 冲击载荷下某船用起重机贮存强度评估

设计与研究 | 冲击载荷下某船用起重机贮存强度评估

摘要：冲击载荷作用下舰船设备的抗冲击能力是其生命力的重要组成部分，因此，在某船用起重机三维实体建模的基础上进行简化，并构建抗冲击计算模型。采用DDAM谱分析法对模型开展模态分析，将规定冲击谱作为输入，综合模态分析结果得到了该船用起重机冲击载荷下的最大应力和位移。通过ISO应力剪裁图对仿真数值进行分析，剔除了由模型自身及网格划分方法引起的应力集中点，对该船用起重机在给定冲击载荷作用下的强度进行了数值
交通工程技术 | 列车万向轴故障电机端识别方法研究

交通工程技术 | 列车万向轴故障电机端识别方法研究

摘要：动车组万向轴传动结构是转向架动力传输系统的动力传递装置，万向轴的动不平衡是高速列车运行品质和运行安全的关键。针对该问题提出了一种万向轴电机端动不平衡振动监测方法，首先通过长期的线路跟踪实验探索预警参数，进而建立时、频域振动预警模型；同时结合有限元仿真分析，模拟故障万向轴与正常万向轴之间的振动特征量关系，并结合大量实车数据统计分析得到故障万向轴的振动特征量；最后将得到的振动特征量用于设置万向轴
交通工程技术 | 铁路车轴微动磨损对微动裂纹扩展的影响研究

交通工程技术 | 铁路车轴微动磨损对微动裂纹扩展的影响研究

摘要：仿真计算了磨损/未磨损情况下不同深度微动裂纹尖端的等效应力强度因子ΔKeq，并从接触状态和应力分布两个角度阐述了影响机理。对于铁路车轴，考虑微动磨损时计算的ΔKeq更大，微动磨损促进了微动裂纹的扩展。当微动裂纹深度不大于2 mm时，磨损/未磨损情况下计算的ΔKeq相对误差大于7%。由于微动磨损，车轴轮座配合边缘及附近的区域出现了张开区，释放了过盈配合导致的压应力。此外，微动磨损在车轴轮座内部
交通工程技术 | 含膨胀元件的接触网与受电弓动力学特性分析

交通工程技术 | 含膨胀元件的接触网与受电弓动力学特性分析

摘要：通过有限元方法对锚段、膨胀元件等接触网关键部件进行模态分析，并构建碳滑板－接触网结构耦合动态特性分析模型，重点研究碳滑板在经过膨胀元件处的动力学特性。研究结果表明：膨胀元件一阶频率为67.42 Hz，主要为其内部两根杆件的响应，最大振幅为0.916 mm。膨胀接头对低频振动不敏感，高频振动会激起内部杆件的振动，而在第五阶模态即111.33 Hz时会激起膨胀元件壳体的振动，此振动极为有害；接触
产品开发与设计 | 基于改进EfficientNet的化纤色泽品质分类系统

产品开发与设计 | 基于改进EfficientNet的化纤色泽品质分类系统

摘要：化纤长丝是常见的纺织品原料之一，为保证化纤丝筒产品质量，必须在出厂前对其进行全面检测。对此，设计了一套化纤丝筒外观品质分类系统，可以实现对化纤丝筒的快速检测。首先对实验平台进行建模并完成搭建，然后实地采集四类化纤丝筒照片，并利用数据增强制成化纤色泽品质分类数据集。之后，为更好地融合化纤图片的多尺度信息，引入PANet结构代替FPN层。此外，为让网络模型在多尺度融合时关注重点特征，在PANet
产品开发与设计 | 一种防风固沙植被培养机械的设计

产品开发与设计 | 一种防风固沙植被培养机械的设计

摘要：为治理土地荒漠化，实现防风、固沙、植被培养功能，基于三维软件设计了一种防风固沙、植被种植培养机械装置。该装置主要由种子植入装置、配套种植机械等组成，经过各部分平稳、连续的作业，最终将培育好的幼苗及特制种子仓植入沙地中，幼苗在种子仓的保护下成长，达到治理土地荒漠化的效果。对本装置进行了总体电控系统设计，使用有限元软件对装置关键结构进行了分析和优化，根据最终优化结构制造了装置实物样机，并进行了试
产品开发与设计 | 一种立根自动输送装置的设计

产品开发与设计 | 一种立根自动输送装置的设计

摘要：在陆地钻井作业中，有40%的时间用于管柱的处理，因此，研究设计了一种陆地立根自动输送装置。基于CAXA三维实体设计进行3D建模，并运用ANSYS有限元分析软件对主要结构作静力学分析，验证关键结构负载状态下的位移、应力、力等参数，探究其是否满足实际使用要求。通过ADAMS软件对立根输送装置上下钻过程进行动力学仿真得到关键点的位移、速度、加速度等参数，验证运行过程是否存在干涉。分析结果表明，装置
零部件分析与设计 | 基于参数化直动滚子从动件盘形凸轮仿真加工研究

零部件分析与设计 | 基于参数化直动滚子从动件盘形凸轮仿真加工研究

摘要：在直动滚子从动件盘形凸轮铣削加工中，为确定凸轮轮廓曲线形状，根据凸轮从动件的运动规律，通过解析法推导出凸轮理论轮廓极坐标和直角坐标公式，考虑到采用极坐标公式数控编程难以实施，选取直角坐标公式并结合数控机床刀具半径补偿功能，得到凸轮工作轮廓加工曲线。采用数控机床变量编程，编制盘形凸轮铣削宏程序，开发出参数化G功能指令，并通过数控仿真软件进行验证。结果表明，对于规律相同、尺寸和角度不同的凸轮加工
零部件分析与设计 | 分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

零部件分析与设计 | 分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

摘要：首先介绍了无刷直流电机的基本模型和特性，对无位置传感器控制方式的基本原理进行研究。随后据此设计了一种分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制系统，该系统采用反电势过零点检测方法获取转子位置信息，以进行换相逻辑控制，改进了电机的预定位及启动方式，降低了分子泵电机结构设计的复杂度，提高了分子泵的可靠性。接着从硬件设计和软件控制策略部分详细介绍了该控制系统。最后在实验平台上进行验证。使用所设计的控制器
零部件分析与设计 | 高速斜撑超越离合器楔合动态响应研究

零部件分析与设计 | 高速斜撑超越离合器楔合动态响应研究

摘要：针对斜撑式超越离合器高速楔合容易产生故障的实际情况，对其楔合动态过程进行研究。工作过程中，斜撑式超越离合器内部楔块之间、楔块与内外环间以及各部件同保持架间存在碰撞。首先基于Hertz接触理论，求解了碰撞刚度，为明确各参数对高速斜撑超越离合器动态响应的影响程度，建立了包括楔合延迟时间、冲击力矩、最大转速差等在内的评价指标。同时，将高速斜撑超越离合器的楔合动态过程进行划分，以研究几何参数对不同响

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目录

设计与研究 | 基于改进鲸鱼算法的搬运机器人运动规划

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设计与研究 | 基于MTF-gcForest的带钢表面缺陷分类方法研究

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设计与研究 | 冲击载荷下某船用起重机贮存强度评估

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交通工程技术 | 列车万向轴故障电机端识别方法研究

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交通工程技术 | 铁路车轴微动磨损对微动裂纹扩展的影响研究

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交通工程技术 | 含膨胀元件的接触网与受电弓动力学特性分析

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产品开发与设计 | 基于改进EfficientNet的化纤色泽品质分类系统

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产品开发与设计 | 一种防风固沙植被培养机械的设计

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产品开发与设计 | 一种立根自动输送装置的设计

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零部件分析与设计 | 基于参数化直动滚子从动件盘形凸轮仿真加工研究

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零部件分析与设计 | 分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

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零部件分析与设计 | 高速斜撑超越离合器楔合动态响应研究

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