【摘要】：行星變速箱由于傳動效率高、體積小、傳動比大、運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強等優(yōu)點被廣泛用在石油、礦山、工程機械、汽車等眾多的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。 應(yīng)用常規(guī)的設(shè)計方法和以往設(shè)計者的經(jīng)驗,可以設(shè)計出符合要求的變速箱。但是隨著社會的發(fā)展,對變速箱的可靠性、傳動效率以及振動噪音提出了更高的要求,且行星輪系結(jié)構(gòu)復(fù)雜,行星架是一個不規(guī)則的實體,其受力變形后會對整個行星輪系產(chǎn)生影響。常規(guī)的可靠性設(shè)計假設(shè)部件處于完全正�；蛘呤У臓顟B(tài)試圖精確的描述部件的運行狀態(tài),但實際運行中存在大量模糊的隨機的現(xiàn)象。為了準(zhǔn)確的計算產(chǎn)品的可靠性將常規(guī)的可靠性設(shè)計與模糊數(shù)學(xué)結(jié)合起來,應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法綜合優(yōu)化設(shè)計以及有限元分析,以提高行星傳動系統(tǒng)效率和增大系統(tǒng)可靠性并盡量減輕整機的重量為目標(biāo)函數(shù),通過線性加權(quán)函數(shù)法確定目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型,采用設(shè)計變量規(guī)格化的方法確定加權(quán)因子,基于模糊數(shù)學(xué)理論的可靠性約束條件以及功能約束幾何約束,運用MATLAB優(yōu)化工具箱進行優(yōu)化,對三個局部最優(yōu)解疊加計算,保證了優(yōu)化參數(shù)是滿足目標(biāo)函數(shù)的全局最優(yōu)解。優(yōu)化結(jié)果表明運用多目標(biāo)可靠性設(shè)計優(yōu)化方法后傳遞效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性比初始設(shè)計方案提高了,輪系質(zhì)量也有所減輕。其中整個行星輪系的質(zhì)量較之前降低了2.43%,重合度和嚙合效率分別提高了2.70%和2.84%。由此證明模糊可靠性多目標(biāo)設(shè)計不僅能客觀的反映產(chǎn)品設(shè)計和運行的真實情況,而且在設(shè)計階段保證了產(chǎn)品在運行中的可靠性要求,是一種更具科學(xué)性更符合客觀事實的設(shè)計方法,在工程實踐中具有廣泛的應(yīng)用。 基于模糊可靠性多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計得到的結(jié)果,建立整個行星輪系的三維模型,在產(chǎn)品的設(shè)計階段進行裝配干涉檢查,保證了零件設(shè)計的正確性。 行星架是行星齒輪傳動主要的受力部件,其變形的大小對整個輪系齒輪的嚙合影響情況,且設(shè)計完成之后需要校核檢驗齒輪嚙合情況。因此,須對行星架做ANSYS有限元分析,得到行星架的受力情況和變形情況,利用有限元接觸分析計算行星架的變形對太陽輪-行星輪間的嚙合力的影響情況,防止輪齒失效。由于行星輪的旋轉(zhuǎn)速度比較高,為防止行星輪系在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生共振,有必要對行星輪進行模態(tài)分析。通過設(shè)計、校核、分析,保證了產(chǎn)品的可靠性。
【圖文】：

變速箱作為工程機械的核心動力傳遞裝置，其性能的優(yōu)劣直接決定了整機的質(zhì)量和市場競爭力。根據(jù)變速操縱方式的不同，工程機械變速器可分為以下幾種，見圖1一1所示:機械式換檔變速器飛點1.結(jié)構(gòu)簡單2.加工及裝配方便定軸州。·造價低{缺.戈二電液牲剎技術(shù)水平受限迸程機工箱變法動力換檔變速箱優(yōu)點行星式1.體積小結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大2.傳動效率，熟3.傳動比較犬4.運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強義缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配要求很高的精度圖1一l工程機械用變速箱的分類動力換擋變速箱通過換擋離合器實現(xiàn)換擋。動力換擋變速箱按齒輪傳動形式分為以下兩種:定軸式動力換擋變速箱和行星式動力換擋變速箱，行星式變速箱具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、結(jié)構(gòu)剛度大等優(yōu)點，中大功率的工程機械變速箱中行星式變速箱用的比較多。課題開發(fā)設(shè)計的新型變速箱為行星齒輪動力換擋變速箱，主要應(yīng)用在工程機械產(chǎn)品中。今年在良好的經(jīng)濟形勢拉動下，工程機械行業(yè)得到了如火如茶的發(fā)展。裝載機作是一種應(yīng)用最為廣泛的工程機械產(chǎn)品

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文國工程機械工業(yè)協(xié)會鏟土運輸機械分會報表歸納統(tǒng)計了國內(nèi)20對裝載機類型需求情況，對3一5噸的變速箱需求占到總銷量的68噸以上的裝載機需求量很小，具體見圖1一4所示。由此，開發(fā)3采用國內(nèi)比較成熟的行星式齒輪傳動，液壓動力換擋變速箱，可場的需求。星齒輪傳動比起定軸式變速箱具有體積小大約1/2一1/5，這就減輕并且傳動比大，，傳遞的效率要高等優(yōu)點，且行星式的液力控制系的幾率遠(yuǎn)小于電液比例控制的定軸式傳動，所以行星式齒輪傳動在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活的各個領(lǐng)域中，如工程機械產(chǎn)品、礦山業(yè)中的坦克等裝備中。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.46

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本文編號：2530075