三環(huán)減速器動力學分析及裂紋影響研究
發(fā)布時間:2020-07-12 21:34
【摘要】: 三環(huán)減速器是為適應工程發(fā)展需要,在綜合分析平行軸少齒差減速器技術(shù)發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型傳動裝置,已經(jīng)用在寶鋼、武鋼、成鋼、首鋼、漣鋼等鋼鐵企業(yè)和其它行業(yè),取得一致好評。隨著機械工業(yè)日益向高速重載發(fā)展,使得三環(huán)減速器的動態(tài)特性日益突顯,并直接影響到整個設(shè)備能否正常、高效的運行。這就使對三環(huán)減速器動態(tài)特性的研究成為一個十分緊迫和意義重大的課題。 隨著國內(nèi)外各場合該種減速器的使用越來越廣泛,專家們對三環(huán)減速器的研究也越來越多。對比目前國內(nèi)外的各種研究報告或資料可以發(fā)現(xiàn),對三環(huán)減速器的研究主要是在承載、潤滑和齒型參數(shù)等方面,對其斷裂力學分析和系統(tǒng)動力學研究的相關(guān)學術(shù)論文至今還未見發(fā)表。 基于漣源鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐三環(huán)減速器在使用中環(huán)板發(fā)生斷裂這一故障,本文做了如下主要研究工作: 1.在建立三環(huán)減速器環(huán)板的斷裂力學模型及推導其應力強度因子公式的基礎(chǔ)上,研究裂紋對環(huán)板剩余壽命的影響。 2.通過分析建立三環(huán)減速器鍵合圖模型并推導其系統(tǒng)狀態(tài)方程。 3.通過仿真分析三環(huán)減速器系統(tǒng)的動態(tài)特性,研究系統(tǒng)中各主要參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。 4.利用鍵合圖法對系統(tǒng)進行模態(tài)分析,分析裂紋對系統(tǒng)固有頻率及模態(tài)振型的影響,為三環(huán)減速器系統(tǒng)故障診斷提供參考。 5.研究裂紋對三環(huán)減速器嚙合齒對應力分布的影響。
【學位授予單位】:中南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2008
【分類號】:TH132.46
【圖文】:
2.2.1模型的建立漣源鋼鐵廠的三環(huán)減速器在使用過程中發(fā)生故障,經(jīng)過開箱檢查,發(fā)現(xiàn)其中一塊環(huán)板的軸承處至齒根處有裂紋,如圖2一2所示。圖2一2減速器環(huán)板裂紋圖
\:‘(a)(b)圖3一2行星傳動系統(tǒng)鍵合圖可見按照一定的規(guī)則構(gòu)成的鍵合圖可用簡單的結(jié)及變換器來表示行星齒輪傳動相對復雜的關(guān)系。本文在建立三環(huán)減速器系統(tǒng)的鍵合圖模型時靈活運用了以上行星齒輪傳動鍵合圖建模方法。3.2三環(huán)減速器鍵合圖模型的建立本文建模的對象是漣源鋼鐵廠連鑄鋼包回轉(zhuǎn)臺上使用的SHL·5430一109/168型的三環(huán)減速器,模型如圖3一3所示。圖3一 3SHL·5430一109/168型三環(huán)減速器模型該減速器為單軸輸入,電動機通過一對斜齒輪將轉(zhuǎn)速輸入到高速軸,高速軸帶動三塊環(huán)板高速運轉(zhuǎn),并通過環(huán)板內(nèi)齒輪與大齒輪的嚙合將轉(zhuǎn)速從輸出軸輸出,其工作簡圖如圖3一4。
圖中穩(wěn)定值為16r/s的是錐齒輪轉(zhuǎn)速曲線;穩(wěn)定值為gr/S的分別為環(huán)板轉(zhuǎn)速曲線;穩(wěn)定值為lr/s的是輸出軸轉(zhuǎn)速曲線。表示扭矩的系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時間變化的曲線如圖4一3所示。圖中三條曲線分別為三環(huán)板輸入軸上扭矩曲線,可見其最后穩(wěn)定值相等。由圖4一2對應的速度曲線可以看出,這些狀態(tài)變量的響應曲線都是經(jīng)過短暫的振蕩后達到平衡點。系統(tǒng)中的振蕩峰值大小可以反應出系統(tǒng)超調(diào)量大小,而振蕩達到平衡點所需的時間,則反映出系統(tǒng)過渡時間的快慢。輸入轉(zhuǎn)軸的速度曲線峰值約為22.sr/s,大約經(jīng)過3秒鐘后達到穩(wěn)定值,輸出軸的穩(wěn)定時間也約為3秒。環(huán)板的穩(wěn)定時間稍大于3秒,說明環(huán)板在運動中相互之間的干擾相對較大。這是因為環(huán)板在嚙合中會產(chǎn)生彈性形變
本文編號:2752517
【學位授予單位】:中南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2008
【分類號】:TH132.46
【圖文】:
2.2.1模型的建立漣源鋼鐵廠的三環(huán)減速器在使用過程中發(fā)生故障,經(jīng)過開箱檢查,發(fā)現(xiàn)其中一塊環(huán)板的軸承處至齒根處有裂紋,如圖2一2所示。圖2一2減速器環(huán)板裂紋圖
\:‘(a)(b)圖3一2行星傳動系統(tǒng)鍵合圖可見按照一定的規(guī)則構(gòu)成的鍵合圖可用簡單的結(jié)及變換器來表示行星齒輪傳動相對復雜的關(guān)系。本文在建立三環(huán)減速器系統(tǒng)的鍵合圖模型時靈活運用了以上行星齒輪傳動鍵合圖建模方法。3.2三環(huán)減速器鍵合圖模型的建立本文建模的對象是漣源鋼鐵廠連鑄鋼包回轉(zhuǎn)臺上使用的SHL·5430一109/168型的三環(huán)減速器,模型如圖3一3所示。圖3一 3SHL·5430一109/168型三環(huán)減速器模型該減速器為單軸輸入,電動機通過一對斜齒輪將轉(zhuǎn)速輸入到高速軸,高速軸帶動三塊環(huán)板高速運轉(zhuǎn),并通過環(huán)板內(nèi)齒輪與大齒輪的嚙合將轉(zhuǎn)速從輸出軸輸出,其工作簡圖如圖3一4。
圖中穩(wěn)定值為16r/s的是錐齒輪轉(zhuǎn)速曲線;穩(wěn)定值為gr/S的分別為環(huán)板轉(zhuǎn)速曲線;穩(wěn)定值為lr/s的是輸出軸轉(zhuǎn)速曲線。表示扭矩的系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時間變化的曲線如圖4一3所示。圖中三條曲線分別為三環(huán)板輸入軸上扭矩曲線,可見其最后穩(wěn)定值相等。由圖4一2對應的速度曲線可以看出,這些狀態(tài)變量的響應曲線都是經(jīng)過短暫的振蕩后達到平衡點。系統(tǒng)中的振蕩峰值大小可以反應出系統(tǒng)超調(diào)量大小,而振蕩達到平衡點所需的時間,則反映出系統(tǒng)過渡時間的快慢。輸入轉(zhuǎn)軸的速度曲線峰值約為22.sr/s,大約經(jīng)過3秒鐘后達到穩(wěn)定值,輸出軸的穩(wěn)定時間也約為3秒。環(huán)板的穩(wěn)定時間稍大于3秒,說明環(huán)板在運動中相互之間的干擾相對較大。這是因為環(huán)板在嚙合中會產(chǎn)生彈性形變
【引證文獻】
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1 張博宇;多點嚙合柔性傳動裝置的設(shè)計及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年
本文編號:2752517
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