【摘要】：減速器是掘進機截割部的一個重要組成部分,其性能的優(yōu)劣決定了掘進機的工作能力。由于行星齒輪傳動具有傳動比大、傳動效率高和體積小重量輕等特點,因此在減速器的設(shè)計上得到了十分廣泛的應(yīng)用。 通過結(jié)合CAD/CAM/CAE軟件和MATLAB優(yōu)化設(shè)計模塊的綜合運用,論文對掘進機截割部減速器進行了優(yōu)化設(shè)計,以達到縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、節(jié)約成本的目的。 首先通過UG以及CAXA兩種軟件,對掘進機截割部減速器進行三維建模以及虛擬裝配。利用軟件CAXA生成齒輪廓線,通過輸入齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、變位系數(shù)等相關(guān)參數(shù),直接生成齒輪廓線,進而導(dǎo)出IGES格式文件,然后導(dǎo)入到UG中進行詳細的三維建模,并完成虛擬裝配； 其次,通過理論計算為優(yōu)化程序的編寫提供依據(jù)。論文中對行星齒輪傳動配齒計算條件以及齒輪的強度條件進行驗證,同時對減速器的輸入軸、傳動軸以及輸出軸進行了強度校核； 最后,通過MATLAB軟件對掘進機截割部減速器進行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計以減速器體積最小為目標函數(shù),以行星齒輪傳動配齒計算條件(傳動比條件、同心條件、鄰接條件、裝配條件)以及齒輪的設(shè)計條件(齒面接觸重合度限制條件、齒數(shù)與變位系數(shù)的限制條件、齒寬系數(shù)限制條件、齒輪齒面接觸強度、齒輪齒根彎曲條件)作為約束條件。 通過對所建立的優(yōu)化模型進行優(yōu)化計算,得到了滿足所有約束條件的優(yōu)化結(jié)果。通過對個別設(shè)計變量的適當圓整,在滿足雙級行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的條件下,得出最終優(yōu)化結(jié)果。優(yōu)化結(jié)果表明,減速器的體積減少了3.5%,能夠有效降低產(chǎn)品成本。
[Abstract]:The reducer is an important part of the cutting part of the roadheader, and its performance determines the working ability of the roadheader. Planetary gear transmission has been widely used in the design of reducer because of its high transmission ratio, high transmission efficiency and light weight. Combined with the comprehensive application of CAD/CAM/CAE software and MATLAB optimization design module, the paper optimizes the design of the reducer of the cutting part of the tunneling machine, in order to shorten the product design cycle and save the cost. Firstly, through UG and CAXA software, the 3D modeling and virtual assembly of the cutting part reducer of the roadheader are carried out. The tooth contour line is generated by software CAXA, and the tooth contour line is generated directly by inputting some parameters, such as tooth number, modulus, pressure angle, modification coefficient and so on, and then the IGES format file is exported, and then imported into UG to carry on the detailed 3D modeling. And the virtual assembly is completed. Secondly, the theoretical calculation provides the basis for the programming of the optimization program. At the same time, the input shaft, the drive shaft and the output shaft of the reducer are checked. Finally, the paper verifies the calculation condition and the strength condition of the planetary gear transmission. Finally, the paper makes a strength check on the input shaft, the drive shaft and the output shaft of the reducer. The optimum design of cutting part reducer of roadheader is carried out by MATLAB software. The optimal design takes the minimum volume of the reducer as the objective function, the calculation conditions (transmission ratio condition, concentric condition, contiguity condition, assembly condition) and the design condition of gear (the limit condition of tooth surface contact coincidence degree) for planetary gear transmission. The limiting conditions of tooth number and displacement coefficient, tooth width coefficient, gear tooth surface contact strength, gear tooth root bending condition) are taken as constraint conditions. Through the optimization calculation of the established optimization model, the optimization results satisfying all the constraints are obtained. Through the proper roundness of individual design variables, the final optimization results are obtained under the condition of satisfying the design requirements of the two-stage planetary gear transmission structure. The optimization results show that the volume of the reducer is reduced by 3.5%, which can effectively reduce the cost of the product.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.46

【參考文獻】

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1 楊照山,陳明;漸開線行星齒輪傳動的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J];中國紡織大學學報;1998年05期

2 舒慶,張晶;NGW型行星齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計[J];黑龍江商學院學報(自然科學版);1997年01期

3 方志淮;試論掘進機掘進技術(shù)的發(fā)展趨勢[J];淮南職業(yè)技術(shù)學院學報;2003年02期

4 傅曉錦;遺傳優(yōu)化隨機模糊性時封閉行星齒輪機構(gòu)[J];機械傳動;2001年04期

5 李愛軍，，沈慧芬，劉殿輝;曲柄式漸開線行星齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計[J];機械傳動;1994年04期

6 成經(jīng)平;單級2K-H行星齒輪裝置的模糊優(yōu)化設(shè)計[J];機械科學與技術(shù);2002年05期

7 范元勛,王華坤;基于遺傳算法的少齒差行星齒輪傳動參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[J];機械設(shè)計與制造工程;2002年06期

8 王述彥,馬鵬飛;2K-H型行星齒輪系傳動的優(yōu)化設(shè)計[J];建筑機械化;2002年05期

9 左賢彬;行星齒輪機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型的建立[J];交通科技與經(jīng)濟;2004年05期

10 江渡;QX型二級行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計[J];遼寧工學院學報;1995年03期

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1 尚珍;高可靠性行星齒輪傳動設(shè)計技術(shù)及均載研究[D];機械科學研究總院;2009年

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1 康正生;TY420履帶式推土機行星齒輪變速箱設(shè)計研究[D];大連理工大學;2003年

2 劉春喜;汽車主減速器低噪聲雙曲面齒輪優(yōu)化設(shè)計[D];吉林大學;2006年

3 劉世華;有無相位差的行星齒輪傳動系中太陽輪振動特性研究[D];吉林大學;2006年

4 蔣仁科;同軸雙輸出行星齒輪減速器研發(fā)設(shè)計及分析[D];重慶大學;2007年

5 張俊良;采煤機截割部行星齒輪減速器三維優(yōu)化設(shè)計研究[D];哈爾濱理工大學;2007年

6 王利花;并聯(lián)混合動力汽車用行星齒輪機構(gòu)的研究[D];西安理工大學;2008年

7 李迪;NGW型行星齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計研究[D];南京航空航天大學;2009年

8 柴少彪;重型載貨汽車行星齒輪輪邊減速器動力學性能分析與研究[D];太原理工大學;2010年

本文編號：2293464