本文關(guān)鍵詞：立磨減速機(jī)動態(tài)特性模擬及疲勞壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：立磨減速機(jī)作為立式磨機(jī)的核心部件,其動態(tài)特性、疲勞壽命及可靠性是立式磨機(jī)綜合性能的主要衡量指標(biāo)。立式磨機(jī)在粉磨水泥、陶瓷等工業(yè)原料時,工況條件十分惡劣,這對減速機(jī)動態(tài)特性及可靠性提出了較高的要求。然而,立磨減速機(jī)齒輪系統(tǒng)承受的動載荷較為復(fù)雜,給減速機(jī)動態(tài)特性精確分析帶來困難,且動載荷作用下齒輪傳動部件容易發(fā)生疲勞失效和可靠性故障,將嚴(yán)重影響立磨減速機(jī)的正常運行。因此,開展立磨減速機(jī)動態(tài)特性及疲勞壽命分析對提高減速機(jī)綜合性能具有重要的理論意義和工程價值。本課題結(jié)合國家科技支撐計劃項目(2013BAF01B04)的主要內(nèi)容,針對立磨減速機(jī)齒輪系統(tǒng)的動態(tài)激勵模擬、振動特性仿真、疲勞壽命預(yù)估及可靠性分析等問題開展了較為全面的研究。論文的主要研究工作如下:①在計算軸承支承剛度、齒輪副時變嚙合剛度等結(jié)合部參數(shù)的基礎(chǔ)上,建立了立磨減速機(jī)各級齒輪傳動的動力學(xué)模型,求解各級傳動系統(tǒng)振動微分方程,得到各齒輪副的動態(tài)激勵,進(jìn)而研究了偏心誤差和太陽輪浮動對行星級齒輪副均載特性的影響。②借助ANSYS軟件,建立了立磨減速機(jī)齒輪系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型,通過有限元模態(tài)分析求解了齒輪系統(tǒng)的固有頻率和固有振型,計算了各傳動軸轉(zhuǎn)頻及齒輪副嚙合頻率與固有頻率的接近率。在此基礎(chǔ)上,采用模態(tài)疊加法求解了齒輪系統(tǒng)的振動響應(yīng),并評價了箱體的加速度級結(jié)構(gòu)噪聲。③針對立磨減速機(jī)行星齒輪傳動,編制了疲勞分析的載荷譜,按GL規(guī)范計算材料的S-N曲線,結(jié)合靜力接觸分析所得的應(yīng)力結(jié)果,采用ANSYS/Fe-safe軟件進(jìn)行基于累積損傷理論的疲勞壽命預(yù)估,并研究了表面粗糙度和載荷大小對疲勞壽命的影響規(guī)律。④利用二階矩法分別對立磨減速機(jī)傳動系統(tǒng)中錐齒輪傳動、斜齒輪傳動和行星傳動部件進(jìn)行彎曲疲勞可靠性分析;采用快速響應(yīng)面法,建立行星架疲勞可靠性分析模型,計算其疲勞可靠度及靈敏度;而后將兩者結(jié)合起來,實現(xiàn)立磨減速機(jī)整個傳動系統(tǒng)的可靠性建模及分析。
【關(guān)鍵詞】：立磨減速機(jī) 動態(tài)特性 疲勞壽命 可靠性 有限元法
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.46
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題學(xué)術(shù)意義及實用意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 齒輪系統(tǒng)動態(tài)激勵及均載特性研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 齒輪系統(tǒng)疲勞壽命預(yù)估研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 齒輪系統(tǒng)可靠性分析研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-17
• 2 立磨減速機(jī)動態(tài)激勵模擬及均載特性研究17-45
• 2.1 引言17
• 2.2 立磨減速機(jī)結(jié)合部剛度分析17-20
• 2.2.1 軸承支承剛度18-19
• 2.2.2 齒輪副時變嚙合剛度19-20
• 2.3 立磨減速機(jī)傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型20-27
• 2.3.1 錐齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型20-22
• 2.3.2 斜齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型22-24
• 2.3.3 行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型24-27
• 2.4 立磨減速機(jī)傳動齒輪副動態(tài)嚙合力27-34
• 2.4.1 振動微分方程求解27-28
• 2.4.2 錐齒輪及斜齒輪傳動動態(tài)嚙合力28-30
• 2.4.3 無偏心誤差時行星傳動齒輪副動態(tài)嚙合力30-32
• 2.4.4 有偏心誤差時行星傳動齒輪副動態(tài)嚙合力32-34
• 2.5 立磨減速機(jī)行星級動態(tài)均載分析34-42
• 2.5.1 不同偏心誤差下行星傳動的均載特性34-40
• 2.5.2 太陽輪不浮動時行星傳動的均載特性40-42
• 2.6 本章小結(jié)42-45
• 3 立磨減速機(jī)參數(shù)化建模及動態(tài)響應(yīng)有限元仿真45-63
• 3.1 引言45
• 3.2 齒輪系統(tǒng)振動分析理論45-48
• 3.2.1 固有頻率及振型45-47
• 3.2.2 模態(tài)疊加法47-48
• 3.3 立磨減速機(jī)有限元建模及模態(tài)分析48-53
• 3.3.1 減速機(jī)參數(shù)化建模48
• 3.3.2 減速機(jī)箱體模態(tài)分析48-50
• 3.3.3 減速機(jī)齒輪系統(tǒng)模態(tài)分析50-53
• 3.4 立磨減速機(jī)動態(tài)響應(yīng)分析53-61
• 3.5 本章小結(jié)61-63
• 4 立磨減速機(jī)關(guān)鍵零部件疲勞壽命預(yù)估及影響因素分析63-81
• 4.1 引言63
• 4.2 疲勞壽命分析理論及方法63-66
• 4.2.1 疲勞累積損傷理論63-64
• 4.2.2 材料S-N曲線64-65
• 4.2.3 疲勞壽命分析方法65-66
• 4.3 立磨減速機(jī)行星傳動齒輪靜強(qiáng)度分析66-69
• 4.3.1 靜力分析有限元模型66-67
• 4.3.2 行星傳動各齒輪應(yīng)力67-69
• 4.4 立磨減速機(jī)行星傳動齒輪疲勞壽命分析69-76
• 4.4.1 行星級齒輪副疲勞分析載荷譜69-71
• 4.4.2 行星傳動各齒輪材料S-N曲線71-74
• 4.4.3 行星傳動各齒輪疲勞壽命預(yù)估及安全系數(shù)計算74-76
• 4.5 立磨減速機(jī)行星傳動齒輪疲勞壽命影響因素分析76-80
• 4.5.1 表面粗糙度對疲勞壽命的影響76-78
• 4.5.2 載荷譜對疲勞壽命的影響78-80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 5 立磨減速機(jī)傳動系統(tǒng)疲勞可靠性分析81-99
• 5.1 引言81
• 5.2 機(jī)械可靠性分析基本理論81-86
• 5.2.1 可靠性分析所涉及的基本概念81-83
• 5.2.2 概率分布和分布參數(shù)83-84
• 5.2.3 可靠性及參數(shù)靈敏度分析方法84-86
• 5.3 立磨減速機(jī)齒輪彎曲疲勞可靠性及靈敏度分析86-88
• 5.4 立磨減速機(jī)行星架可靠性及靈敏度分析88-96
• 5.4.1 行星架可靠性分析模型88-90
• 5.4.2 響應(yīng)面90-91
• 5.4.3 采樣歷程91-93
• 5.4.4 概率累積分布函數(shù)93-94
• 5.4.5 可靠性靈敏度94-95
• 5.4.6 散點圖95-96
• 5.5 立磨減速機(jī)傳動系統(tǒng)疲勞可靠性分析96-98
• 5.6 本章小結(jié)98-99
• 6 結(jié)論與展望99-101
• 6.1 結(jié)論99-100
• 6.2 展望100-101
• 致謝101-103
• 參考文獻(xiàn)103-109
• 附錄109
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄109
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項目109

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本文編號：374868