本文關(guān)鍵詞：雙行星立磨減速機(jī)動(dòng)態(tài)嚙合性能仿真及可靠性分析

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【摘要】：立式磨機(jī)廣泛運(yùn)用于煤炭、水泥、化工等礦山機(jī)械生產(chǎn)行業(yè),減速機(jī)作為立式磨機(jī)的關(guān)鍵部件,對(duì)立式磨機(jī)的綜合性能有著重要的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,立式磨機(jī)正朝著輕量化、大功率、低振動(dòng)、高可靠性的方向發(fā)展,這對(duì)減速機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、嚙合性能及可靠性提出了更高的要求。然而,雙行星立磨減速機(jī)齒輪系統(tǒng)承受的動(dòng)載荷較為復(fù)雜,且齒輪傳動(dòng)部件可能發(fā)生疲勞破壞和共振失效,將嚴(yán)重影響立磨減速機(jī)的正常運(yùn)行。因此,對(duì)雙行星立磨減速機(jī)開(kāi)展動(dòng)態(tài)嚙合性能的仿真及可靠性分析具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本論文來(lái)源于國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。對(duì)雙行星立磨減速機(jī)齒輪系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)激勵(lì)、修形參數(shù)優(yōu)化、振動(dòng)特性、疲勞及共振可靠性等問(wèn)題開(kāi)展了較為全面的研究。論文的主要研究工作如下:(1)在ANSYS軟件中,采用APDL建立了雙行星立磨減速機(jī)齒輪系統(tǒng)有限元模型,通過(guò)模態(tài)分析求得齒輪系統(tǒng)的固有頻率及固有振型。在此基礎(chǔ)上,采用模態(tài)疊加法對(duì)齒輪系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)響應(yīng)分析,得到系統(tǒng)的振動(dòng)位移、振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度,并繪制了各評(píng)價(jià)點(diǎn)的時(shí)域及頻域振動(dòng)曲線。(2)借助ROMAX軟件,建立了雙行星立磨減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的模型,分析了行星級(jí)齒輪副的傳動(dòng)誤差、齒面載荷及輪齒應(yīng)力分布;采用遺傳算法,對(duì)行星級(jí)齒輪副進(jìn)行修形參數(shù)優(yōu)化,得到最優(yōu)修形量,對(duì)比分析了優(yōu)化前后齒輪副的嚙合性能及減速機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。(3)對(duì)于雙行星立磨減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng),采用一次二階矩法對(duì)錐齒輪副、行星輪系的彎曲疲勞可靠性、接觸疲勞可靠性及靈敏度進(jìn)行了分析;利用蒙特卡洛法分析了兩級(jí)行星架的靜強(qiáng)度可靠性及靈敏度;建立了傳動(dòng)系統(tǒng)的疲勞可靠性模型,計(jì)算了傳動(dòng)系統(tǒng)的疲勞可靠度。(4)建立了雙行星立磨減速機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)參數(shù)化有限元模型,選取材料參數(shù)、尺寸參數(shù)作為隨機(jī)輸入變量,將激勵(lì)頻率與固有頻率的接近程度設(shè)定成輸出變量,通過(guò)響應(yīng)面法構(gòu)建輸入與輸出的近似關(guān)系式,而后利用蒙特卡洛模擬技術(shù)進(jìn)行抽樣,統(tǒng)計(jì)得出結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的共振可靠性及靈敏度。
【關(guān)鍵詞】：立磨減速機(jī) 修形參數(shù)優(yōu)化 嚙合性能 疲勞可靠性 共振可靠性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41
【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(shí)用意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 輪齒修形的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)激勵(lì)及振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 可靠性分析的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-17
• 2 雙行星立磨減速機(jī)模態(tài)及動(dòng)響應(yīng)分析17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 齒輪系統(tǒng)振動(dòng)分析理論17-19
• 2.2.1 模態(tài)分析17-18
• 2.2.2 動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析18-19
• 2.3 立磨減速機(jī)有限元建模及模態(tài)分析19-22
• 2.3.1 減速機(jī)參數(shù)化建模19
• 2.3.2 減速機(jī)軸承剛度分析19-20
• 2.3.3 減速機(jī)模態(tài)分析20-22
• 2.4 齒輪系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)數(shù)值模擬22-28
• 2.4.1 錐齒輪副剛度激勵(lì)23-24
• 2.4.2 錐齒輪副誤差激勵(lì)24
• 2.4.3 錐齒輪副嚙合沖擊激勵(lì)24-25
• 2.4.4 各級(jí)齒輪副內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)25-28
• 2.5 立磨減速機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析28-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 雙行星立磨減速機(jī)嚙合性能分析及修形參數(shù)優(yōu)化33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 立磨減速機(jī)齒輪副嚙合性能分析33-37
• 3.2.1 傳動(dòng)誤差及輪齒載荷33-34
• 3.2.2 齒面及齒根應(yīng)力分析34-37
• 3.3 立磨減速機(jī)齒輪副修形參數(shù)優(yōu)化37-40
• 3.3.1 遺傳算法的工作原理37
• 3.3.2 齒輪副修形原理37-38
• 3.3.3 行星級(jí)齒輪副修形參數(shù)優(yōu)化38-40
• 3.4 優(yōu)化后減速機(jī)嚙合性能及動(dòng)響應(yīng)分析40-49
• 3.4.1 優(yōu)化后立磨減速機(jī)嚙合性能分析40-43
• 3.4.2 優(yōu)化后立磨減速機(jī)動(dòng)響應(yīng)分析43-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 4 雙行星立磨減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)疲勞可靠性分析51-69
• 4.1 引言51
• 4.2 機(jī)械可靠性分析基本方法51-55
• 4.2.1 疲勞可靠性模型及靈敏度分析51-52
• 4.2.2 概率分布和分布參數(shù)52-54
• 4.2.3 可靠性及靈敏度分析方法54-55
• 4.3 立磨減速機(jī)齒輪可靠性及靈敏度分析55-59
• 4.3.1 齒輪彎曲疲勞可靠性及靈敏度分析55-57
• 4.3.2 齒輪接觸疲勞可靠性及靈敏度分析57-59
• 4.4 立磨減速機(jī)行星架可靠性及靈敏度分析59-65
• 4.4.1 行星架可靠性分析模型59-61
• 4.4.2 行星架可靠度分析61-64
• 4.4.3 行星架靈敏度分析64-65
• 4.5 立磨減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)疲勞可靠性分析65-66
• 4.5.1 系統(tǒng)可靠性經(jīng)典模型65-66
• 4.5.2 雙行星立磨減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性66
• 4.6 本章小結(jié)66-69
• 5 雙行星立磨減速機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振可靠性分析69-81
• 5.1 引言69
• 5.2 機(jī)械系統(tǒng)共振可靠性及靈敏度分析方法69-71
• 5.2.1 共振問(wèn)題失效分析69-70
• 5.2.2 ANSYS概率設(shè)計(jì)技術(shù)70-71
• 5.3 立磨減速機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振可靠性及靈敏度分析71-79
• 5.3.1 系統(tǒng)共振失效范圍71
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振可靠性分析模型71-72
• 5.3.3 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振可靠性分析72-76
• 5.3.4 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共振靈敏度分析76-79
• 5.4 本章小結(jié)79-81
• 6 結(jié)論與展望81-83
• 6.1 結(jié)論81-82
• 6.2 展望82-83
• 致謝83-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 附錄91
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄91
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目91
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)91

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