针对滚动轴承剩余寿命预测中存在的振动信号噪声干扰及不同工况下数据分布偏移问题，提出一种结合深度残差收缩网络（Deep Residual Shrinkage Network, DRSN）与对抗式领域自适应（Adversarial Domain Adaptation, ADA）的健康状态评估方法，以提高寿命预测的精度与泛化能力。

首先，构建了深度残差收缩网络和对抗式领域自适应健康状态评估模型，并利用DRSN可以规避振动信号中的噪声并自适应提取轴承退化特征的性能，构建了健康指标曲线；其次，利用ADA使测试集健康指标和训练集健康指标分布对齐；最后，将DRSN-ADA模型输出的健康指标输入到卷积长短时记忆（Convolutional Long Short-Term Memory, ConvLSTM）网络模型中，实现了剩余寿命预测。

结果表明，在XJTU-SY数据集及工程试验中，DRSN-ADA所构建的健康指标在单调性、鲁棒性和关联性上均优于对比方法，其均值分别达0.61、0.97与0.98；寿命预测结果的均方误差与平均绝对误差均值分别为2.52%与2.19%，平均得分为0.86，显著优于ResNet、主成分分析及均方根方法，验证了该方法在噪声抑制与跨工况预测方面的有效性。

既有的柔性铰链研究都对应着复杂的柔度和回转精度计算式。为了解决该问题，设计了一种新型悬链线形柔性铰链，提出一种用直线段逼近弧段建立铰链柔度和回转精度模型的方法。

首先，将柔性铰链定义为渐缩段与渐扩段的串联组合，将渐缩段中曲线段分割成若干弧段，用直线段逼近弧段；基于卡氏第二定理，计算铰链渐缩段柔度，由矩阵运算建立铰链柔度和回转精度模型；其次，结合具体算例，采用推出公式、文献公式和有限元法计算，当曲线分割段数较大时，计算结果吻合较好，验证了公式正确性；再次，分析了结构参数对悬链线铰链柔度、回转精度和柔度精度比的影响；最后，分析了相同结构参数下悬链线、圆锥曲线及其混合铰链的弯曲柔度和柔度精度比。

结果表明，单一参数对悬链线铰链柔度和回转精度的影响成负相关，减小最薄处厚度是提升其柔度的最佳方式。相同结构参数下，悬链线铰链弯曲柔度和柔度精度比介于抛物线和圆弧形之间。选择柔度大的为渐缩段、柔度小的为渐扩段的混合型铰链可兼顾柔度和回转精度；柔度悬殊越大，越有利于提升柔度精度比。

为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮（Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears, MDRMGs）的磁力与动力学特性，改善摆线式磁力齿轮（Cycloidal Permanent Magnetic Gear, CPMG）转臂轴承工况并延长使用寿命，将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合，设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。

提出一种磁场单元归类法，进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型；同时，基于Riccati传递矩阵法，建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。

将磁场单元归类法与有限元法进行对比，发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致，但磁场单元归类法的计算耗时更短；分析还发现，环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数，使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加，偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性；同时，环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。

针对纯滚接触锥齿轮在安装误差作用下易产生角速度突变、诱发振动和噪声的问题，提出一种对安装误差低敏感的齿面设计方法。

首先，基于安装误差对角速度的影响，将传动误差曲线预置为抛物线形；其次，利用预置的传动误差曲线对小轮理论齿面进行修形，建立了小轮目标齿面的数学模型；最后，构建了修形后的锥齿轮三维实体模型，并进行了齿面接触分析。

结果表明，实际导出的传动误差曲线与预置曲线基本一致，验证了齿面修形的有效性；优化后的齿面实际啮入、啮出点偏离齿面边缘，整体接触区向齿面中部靠拢，可有效避免边缘接触及应力集中。

针对永磁体助磁式磁力齿轮运行时存在的不平衡磁拉力和高速转子结构强度低的问题，开展了相关研究。

首先，利用相位调谐法研究不同传动比对不平衡磁拉力的影响；其次，针对磁力齿轮高速永磁转子的结构特点，采用等效质量圆环法求解转子强度的解析解；最后，以降低最大应力和确保一定的输出转矩为优化目标，对隔磁桥与磁障的相关参数进行多目标优化。

分析结果表明，导磁块数与低速转子极对数的最大公因数G_{\mathrm{C}\mathrm{D}}=\mathrm{2}时的传动比可有效降低不平衡磁拉力；利用等效质量圆环法得到的最大应力的解析解与有限元仿真结果的相对误差小于等于1%，验证了解析方法的准确性；经优化设计，转子的最大应力显著下降。

针对传统磁瓦式磁轮在锅炉爬壁机器人应用中存在的磁场分布不明确、经验公式安全系数冗余、磁铁利用率低及磁轮过重等核心问题，旨在找出磁轮相同体积与质量约束下，N-S交替排布中磁吸力更优的磁瓦排布方案，并明确磁轮压3根与压2根锅炉水冷壁管时的磁场分布差异及磁吸力大小。

以火电锅炉水冷壁检测机器人为例，建立了4种外形尺寸相同但磁铁排布方式不同的磁轮模型；运用Maxwell软件，对4种不同结构形式磁轮在距离火电厂锅炉水冷壁2 mm时的磁吸力进行了仿真分析。

结果表明，磁轮磁瓦拼接处吸附比磁瓦中间处吸附时的磁吸力大5%~20%；在磁瓦中间处吸附时，无论磁轮压3根壁管还是压2根壁管，4块磁瓦排布方式的磁轮磁吸力均最大；磁轮压3根水冷壁管比压2根水冷壁管的磁吸力大10%~20%。

针对低速重载输送链传动存在的爬行现象及运动平稳性差的问题，基于多刚体动力学理论，建立了低速重载输送链传动动力学模型，开展了动力学特性研究，为提高低速重载输送链传动系统的平稳性提供参考。

考虑低速重载输送链传动系统的结构特点及输送载荷的影响，利用胡克定律模拟输送链节点的力学特性，构建了输送链107自由度动力学模型；采用模态叠加法对动力学模型进行求解，得到了低速重载输送链的动力学特性，研究了输送链的松边悬垂度和紧边摩擦力对传动速度变化的影响规律。

结果表明，降低松边悬垂度、减小链条与导轨间的摩擦因数，可有效减少输送链传动爬行现象的产生，提高输送链传动系统的运动平稳性。

针对传统电磁抓取器存在的断电失磁风险与高能耗，以及永磁抓取器存在磁力主动调控功能缺失等问题，提出一种磁极旋转式轻型抓取器及优化方法。

基于磁通连续原理与磁场叠加效应，通过协同调控磁极旋转角、几何尺寸与提离间隙，构建了“理论分析-数值仿真-试验验证”的寻优策略，最终获取磁极结构参数的全局最优解。

仿真和试验结果表明，设计的磁力抓取器在一定单位质量下的磁吸附性能均优于现有模型，具有结构紧凑、控制简单、近似线性控制的特点，应用场景广泛。

接触疲劳是高速、重载服役工况下齿轮的主要失效形式，已成为限制航空装备朝着高可靠、长寿命、高功率密度方向发展的主要技术瓶颈。为探究齿轮接触疲劳寿命的定量预测，开展了相关工作。

首先，制备了400余件9310航空齿轮钢滚动接触疲劳试件并进行了5 000余小时的接触疲劳试验，探究了接触应力、滑差率等服役工况及渗碳磨削、喷丸强化、微粒喷丸、滚磨光整等工艺创成的表面完整性状态对滚动接触疲劳寿命的影响；其次，采用多元线性回归方法对伦德伯格-帕尔姆格伦（Lundberg-Palmgren, LP）理论进行修正，形成了基于服役工况和表面完整性参数的LP滚动接触疲劳寿命预测公式。

研究发现，当滑差率从10%提升至30%时，在接触应力为3 000 MPa的条件下，接触疲劳寿命从2.28×10⁶ r下降52.6%至1.08×10⁶ r；当二次喷丸工艺的强化效果较好时，接触应力为3 000 MPa、滑差率为20%时的寿命从渗碳磨削状态的1.52×10⁶ r提升113.8%至3.25×10⁶ r；考虑服役工况和表面完整性的LP接触疲劳寿命预测公式的预测结果误差控制在2倍分散带以内，能够满足工程应用的要求。

为提高磁流变制动器的转矩体积比，提出一种具有内外液流通道的磁流变制动器。

首先，阐述了内外液流通道式磁流变制动器的结构和工作原理，基于Bingham本构模型建立了制动转矩数学模型；其次，基于非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-Ⅱ）对制动器进行优化设计，得到最优结构尺寸；最后，加工磁流变制动器样机并搭建转矩性能测试系统，对制动器进行了制动性能试验。

该制动器具备内外两条液流通道，通过合理设置导磁和隔磁材料，获得了6条有效阻尼间隙，从而使该制动器在外形尺寸不变的前提下具备优良的转矩性能。理论计算结果显示，优化后的制动转矩和可调范围比优化前分别提升了30.23%、16.58%。试验结果表明，当外加电流为2.0 A时，制动转矩最大可达44.28 N·m，动态可调范围为17.88；试验值与理论计算值的相对误差分别为6.5%和16.1%，验证了设计的合理性。