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簡介:國近代第一所大學(xué)TLANJINUNIVERSITYFOUNDEDIN1895I2005年1月ABSTRACTTHETHREERINGGEARREDUCERTRGR,INVENTEDBYACHINESEENGINEERIN1985,ISANOVELTYPEOFPLANETARYTRANSMISSIONDEVICESWITHFEWTOOTHDIFFERENCES.ITHASNUMEROUSADVANTAGESOVERCONLMONREDUCERS,SUCHASLARGETRANSMISSIONRATIO,HIGHLOADINGCAPACITY,COMPACTVOLUME,LOWFABRICATINGCOSTANDWIDEADAPTABILITY.THEGEARCOUPLERISTHEKEYELEMENTOFTHETROLL,WHICHACTSASTHECONNECTINGRODOFTHEPARALLELOGRAMMECHANISMANDMESHESWITHTHEEXTERNALGEAROFTHEOUTPUTSHAFT.INTHISTHESIS,THEFINITEELEMENTMODELOFTHEGEARCOUPLERISESTABLISHEDBYUTILIZINGTHEANSYSSOFTWAREFORTHESYMMETRICALTRGRFEATURINGAPHASEDIFFERENCEOF120DEGREES.THEDISPLACEMENTS,SUESSESANDELASTICDEFORMATIONSOFTHREEGEARCOUPLERSARECALCULATEDINAWHOLEMOTIONCYCLEOFTHETRGR。RESULTSOFCOMPUTERSIREULATIONREVEALTHATBOTHLONGITUDINALANDLATERALDEFORMATIONSOFTHEGEARCOUPLERSWILLGREATLYAFFECTTHEKINEMATICANDDYNAMICPERFORMANCEOFTHETRGRTHEREFORE,ITISNECESSARYTOTAKEINTOACCOUNTELASTICDEFORMATIONSOFTHEGEARCOUPLERSINTHEANALYSISANDDESIGNOFTHETRGR.THETRGRISINFACTANOVERCONSTRAINEDMECHANISMWHOSEACTUALLOADINGSTATECANNOTBEANALYZEDBYRIGIDBODYMECHANICS。HEREIN,ANIMPROVEDELASTOSTATIEMODELOFTHETRGRISFORMULATEDBYCONSIDERINGELASTICDEFORMATIONSOFTHEELEMENTSSUCHASHIGHSPEEDSHALKS,GEARCOUPLERS,MESHINGTEETHANDPLANETARYBEARINGS.INCONJUNCTIONWITHTHEANSYSBASEDFINITEELEMENTANALYSISOFTHEGEARCOUPLERS,THEACTUALLOADINGSTATEOFTHETRGRISFINALLYACHIEVED.ITISPROVEDTHATTHERATINGLIFEOFPLANETARYBEARINGSWILLBESHORTENEDASARESULTOFELASTICDEFORMATIONSOFTHEGEARCOUPLERS.TH延CONCLUSIONMAYBEUSEDFORSERIESDESIGNOFTHETRGR.FINALLY,OPTIMALDESIGNOFTHEGEARCOUPLERSISINVESTIGATEDBASEDONFITITEELEMENTANALYSISANDELASTOSTATICANALYSIS,SEVERALSTRUCTUREMODIFICATIONMETHODSAREPROPOSEDWHICHINCLUDEENLARGINGEDGESIZES,DRILLINGHOLESANDCUTTINGARCS.BYCOMPARINGTHERATINGLIFEOFPLANETARYBEARINGS,RNAXIMUNLS括ESSESOFGEARCOUPLERSANDSHAKINGFORCESOFHI垂一SPEEDSHAFTS,SOMESUGGESTIONSAREPUTFORWARDFORIMPROVINGGENERALPERFORMANCEOFTHETRGR.KEYWORDSTHREERINGGEARREDUCER,GEARCOUPLER,F(xiàn)INITEELEMENTANALYSIS,ELASTOSTATICANALYSISN
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簡介:內(nèi)齒行星輪齒輪傳動,相比較以前通用的漸開線少齒差傳動,有一系列獨特的優(yōu)點,如傳動效率高;承載能力強;體積??;結(jié)構(gòu)簡單;傳動比大。但其振動大,噪聲高,至少需要三個內(nèi)齒行星輪,必須滿足一定的裝配條件等。這些缺點,不是加工或結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇造成的,而是這種傳動原理本身所決定的。三軸式內(nèi)齒行星齒輪減速器像傳統(tǒng)的外齒輪行星齒輪傳動那樣,可以采用三個以下的行星輪,且單個行星輪上的嚙合力在理論上恒定。本文就是在借鑒前人對三環(huán)減速機研究的工作基礎(chǔ)上,對三軸式內(nèi)齒行星齒輪減速器進行動力特性分析。以對其動力學(xué)本質(zhì)有一定的了解,對其設(shè)計、制造有一定的借鑒作用。三軸式內(nèi)齒行星齒輪減速器屬于過約束機構(gòu),要對其進行系統(tǒng)的動力學(xué)分析,必須考慮各個運動副變形。本文對這些運動副變形進行了系統(tǒng)的分析,建立了變形協(xié)調(diào)條件。建立模型時,用集總參數(shù)法分別建立四根軸的彎曲運動方程和扭轉(zhuǎn)運動方程;內(nèi)齒板視為剛體,考慮其附加平面運動,建立剛體運動方程;將變形協(xié)調(diào)關(guān)系和齒輪嚙合力公式代入運動方程,第一次建立了三軸式內(nèi)齒行星齒輪減速器彎扭耦合動力學(xué)方程。在模型中,考慮了齒輪嚙合剛度、嚙合阻尼、支承軸承的剛度及行星軸承的剛度。分析了阻尼系統(tǒng)特征值問題的求解方法及求解響應(yīng)的復(fù)振型疊加法。應(yīng)用阻尼系統(tǒng)特征值問題的求解方法首次分析了三軸式內(nèi)齒行星齒輪減速器的時變固有頻率及設(shè)計參數(shù)對其動態(tài)特性的影響趨勢,這些參數(shù)包括輸入軸、支承軸、輸出軸支承軸承的剛度,輸入軸、支承軸行星軸承的剛度,齒輪綜合嚙合剛度,軸間的距離。
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簡介:隨著油田開發(fā)的逐步深入,各種難動用儲量稠油井、出砂井開始投入開采,這給采油工藝的配套提出了新的要求。電動潛油螺桿泵采油系統(tǒng)的研制就是在上述背景下提出的。電潛螺桿泵對于稠油出砂的斜井、定向井和水平井的開采具有無可比擬的優(yōu)勢。并且,由于該系統(tǒng)具有低投入和低運行成本等特點,在降低油田開發(fā)投資和運行費用等方面具有重要意義。潛油行星減速器是電潛螺桿泵采油系統(tǒng)中的重要傳動部件,需在高溫、高壓的工況下長時間連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)。本文在分析了國內(nèi)外現(xiàn)有潛油減速器的基本參數(shù)及現(xiàn)場使用或試驗情況后,在邑有的適合井下作業(yè)的傳動方案基礎(chǔ)上,提出了新型潛油減速器方案,即采用星輪減速器輸出結(jié)構(gòu)的KHV型漸開線少齒差行星齒輪傳動。然后,本文以7英寸油井套管中的2極潛油電機為減速設(shè)計對象,基于常規(guī)機械設(shè)計計算,并利用變位系數(shù)封閉圖法加以輔助,得到了合適的內(nèi)嚙合副齒輪參數(shù)設(shè)計方案。以星輪減速器輸出機構(gòu)為設(shè)計參考起點,針對井下現(xiàn)場要求,合理分配減速器內(nèi)部設(shè)計空間,布置緊湊,經(jīng)計算,各關(guān)鍵零件強度足夠。其中,本文對該機構(gòu)的行星齒輪進行受力分析得到了校核強度所需的時變載荷的顯式表達,并指出前人文獻里對該部分公式推導(dǎo)的錯誤。最后,總結(jié)了該新型減速器在限徑約束下布置結(jié)構(gòu)需要綜合考慮的因素,并簡要說明了潛油減速器完整設(shè)計還需考慮的工況及其它結(jié)構(gòu)問題。本文的研究成果在某種程度上為我國潛油行星減速器設(shè)計領(lǐng)域提供了新的思路,同時也為星輪減速器在外徑限制條件下的設(shè)計積累了理論計算及結(jié)構(gòu)布置經(jīng)驗。
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簡介:隨著機械制造業(yè)市場競爭的加劇,如何提高產(chǎn)品質(zhì)量,加快產(chǎn)品的研發(fā)及縮短制造周期一直是機械制造業(yè)面臨的一個問題。當今計算機技術(shù)在機械設(shè)計和制造中發(fā)揮著重要的作用,多種設(shè)計軟件在機械設(shè)計的各方面得到了廣泛的應(yīng)用。計算機技術(shù)的飛速發(fā)展為產(chǎn)品的制造裝配集成化和智能化發(fā)展創(chuàng)造了條件,特別是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用將機械設(shè)計及制造工藝過程可視化變?yōu)榱丝赡?。本文基于先進的CADCAM技術(shù),利用UNIGRAPHICS軟件和MASTERCAM軟件平臺,對一種新型的“雙擺線鋼球減速器”進行了研究。這種新型減速器與國內(nèi)外已有的齒輪減速器相比較,有如下特點1傳動比范圍大,最大可達幾千。若制作成多級減速器,則更顯示出本減速器的優(yōu)點。2結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。3機械效率高。由于用滾動摩擦代替了滑動摩擦,減少了摩擦,提高了傳動效率。這是別的許多減速器所不及的。論文的主要內(nèi)容包括介紹了雙擺線鋼球行星傳動減速器的結(jié)構(gòu)特點和工作原理,選取一組設(shè)計參數(shù)進行了詳細的設(shè)計,分析了影響減速器性能的參數(shù)。提出了一種復(fù)合齒形擺線盤設(shè)計和實體模型構(gòu)造的方法,為擺線盤的三維模型設(shè)計提供了一種新思路,使用三維實體造型軟件UNIGRAPHICS建立二級雙擺線鋼球行星傳動減速器的三維實體模型,并進行了整機運動仿真分析和擺線槽加工的研究。研究UNIGRAPHICS軟件與專業(yè)數(shù)控加工軟件MASTERCAM的接口,并將在UNIGRAPHICS中建立的模型成功導(dǎo)入MASTERCAM中。在MASTERCAM軟件中對模型進行計算機的模擬加工,再通過軟件進行刀具路徑模擬、實體驗證等操作,用來確定加工過程的正確性。最后由MASTERCAM的后處理程序生成加工用的NC代碼,由數(shù)控銑床進行數(shù)控加工。本文的研究結(jié)果為雙擺線鋼球行星傳動減速器的設(shè)計和改進提供了重要的參考依據(jù),也為新產(chǎn)品的開發(fā)提供了有效的方法與經(jīng)驗。
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簡介:武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文大型起重機變幅水平位移差動減速器補償研究姓名李芳申請學(xué)位級別碩士專業(yè)機械設(shè)計及理論指導(dǎo)教師胡吉全20100501武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTWITHBOOMINGDEVELOPMENTOFIMPORTANDEXPORTTRADEOFPORT,THEDIRECTIONOFPORTHANDLINGCRANESISLARGESCALE,HIGHSPEED,LIGHTWEIGHT,HIGHEFFICIENCYANDENERGYCONSERVATIONINORDERTOADAPTTOTHISDEVELOPMENTDIRECTION,ASERIESOFTECHNICALINNOVATIONSAREUSEDONPORTMACHINERYTHEAPPLICATIONOFMECHANICALDIFFERENTIALDECELERATORONBRIDGETYPE黟ABSHIPUNLOADERCANREALIZETHECOMBINEDMOVERNENTSOFLILTINGMECHANISM,SWITCHINGMECHANISMANDTROLLEYTRAVELINGMECHANISMTHISDECELERATORCANLARGELYSIMPLIFYACTUATINGDEVICE,GETCRAMPEDCONSTRUCTIONRELIEVETHESELFWEIGHTOFCOMPLETEAPPLIANCE,ANDINLINEWITHTHEFUTUREDEVELOPMENTTRENDSOFPORTCRANESINSPIREDBYTHEAPPLICATION,THISTHESISAPPLIESTHEPLANETDIFFERENTIALTECHNIQUEONLIFTINGMECHANISMANDLUFFINGMECHANISMOFSINGLEBOOMPORTALCRANETHEDIFFERENTIALDECELERATORCANREALIZETHEHORIZONTALMOTIONOFHOISTINGDURINGTHELUFFINGPROCESSOFCRANETHISALSOCANREDUCETHEPOWERLOSSOFDRIVINGMECHANISMANDTHESELFWEIGHTOFCOMPLETEAPPLIANCETHISTHESISTAKESLARGESINGLEBOOMPORTALCRANEASTHERESEARCHOBJECTACCORDINGTOPLANETDIFFERENTIALPRINCIPLE,THETHESISUSESADIFFERENTIALDECELERATORTOCOMBINETHELIFTINGMECHANISMANDTHESWITCHINGMECHANISMASONEITUSESTHEDIFFERENTIALCOMPENSATIONGEARTRAINTOREALIZETHEMOTIONPATHOFCARGOISALONGHORIZONTALLINEORAPPROXIMATELYHORIZONTALLINEBYLIFTINGDRUMTHISTHESISBUILDSMODELABOUTHORIZONTALMOVEMENTCOMPENSATIONOFHOISTINGOFSINGLEBOOMPORTALCRANETHISMODELINCLUDETHEARRANGEMENTPATTERNOFPLANETARYGEARTRAININDIFFERENTIALDECELERATORCOMPUTATIONMODELANDCALCULATIONFORMULAOFHORIZONTALMOVEMENTOFHOISTINGITALSOANALYZESTHEMOTIONSOFCRANEJIBANDHOISTINGWHICHAREREALIZEDBYTHEPLANETARYDIFFERENTIALDECELERATORDURINGDIFFERENTWORKINGCONDITIONSOFLIFTINGANDLUFFINGMECHANISMTHEPAPERDEDUCESTHERELATIONSHIPOFTHENUMBEROFTEETHOFEXTERNALRINGGEARSWHICHDIFFERENTLYCONNECTEDTOLIFTINGDRUMANDLUFFINGDRUMTHESEGEARSAREIMPORTANTCOMPONENTOFTHEPLANETARYGEARTRAINOFDIFFERENTIALDECELERATORCOMBINEDWITLLTHEDIFFERENTIALDECELERATORTHETHESISMAINLYINTRODUCES2K_HNGWTYPEGEARTRAINTHECONTENTLI
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簡介:行星齒輪減速器具有體積小、傳動比大、承載能力大等特點,在機械工程上有著廣泛的應(yīng)用,采煤機截割部就是運用行星齒輪減速器來傳遞采煤截割工作扭矩的,其性能的優(yōu)劣對采煤機的開采性能影響較大。由于采煤機的工作場所受空間限制,要求行星齒輪減速器在滿足所傳遞功率的條件下,外形尺寸越小越好,這樣有利于改善采煤機的工作性能,但是行星齒輪減速器又需要傳遞較大的功率,結(jié)構(gòu)尺寸過小,會造成零件強度不足而降低使用壽命,結(jié)構(gòu)上必須進行優(yōu)化。傳統(tǒng)的行星齒輪減速器設(shè)計方法是根據(jù)總傳動比,初步確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù),再根據(jù)安裝條件、鄰接條件、同心條件等逐步配齒計算獲得一組參數(shù),然后進行強度校核,如果強度不滿足要求,就需要重新驗算,因此計算量大、重復(fù)次數(shù)多,參數(shù)之間也難以優(yōu)化組合。為了解決這一實際問題,本文對行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計進行了深入細致的研究。根據(jù)其結(jié)構(gòu)最緊湊的設(shè)計要求,確定了以行星輪和太陽輪總體積為最小的目標函數(shù),同時根據(jù)行星齒輪減速器相關(guān)的設(shè)計準則,確定了約束條件,建立了優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。通過運用該模型對MG1370型采煤機截割部行星齒輪減速器進行優(yōu)化設(shè)計,使結(jié)構(gòu)在滿足傳遞額定功率的前提下,體積減小了2022%,徑向尺寸減小了1103%,改善了其工作性能。在求解計算過程中,運用MATLAB軟件的優(yōu)化函數(shù)工具箱進行求解,避免了復(fù)雜計算機程序的編制,簡化了求解過程,提高了工作效率。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,運用PROE軟件強大的三維實體造型功能,創(chuàng)建了行星齒輪減速器的三維實體模型,該模型的創(chuàng)建有利于產(chǎn)品的改進、制造以及工程分析,提高了產(chǎn)品的數(shù)字化程度。另外,通過虛擬裝配有利于校驗零件間的裝配關(guān)系,減少了審圖的工作量和裝配錯誤發(fā)生的可能性,縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。為了驗證行星齒輪機構(gòu)中最薄弱環(huán)節(jié)的零件強度,對太陽輪進行了彎曲強度有限元分析。在分析過程中,探討了單元類型選擇、網(wǎng)格劃分、精確加載位置和加載方法的合理性,并通過分析得到了齒輪彎曲強度等值應(yīng)力云圖,證明了所設(shè)計的太陽輪滿足強度要求。
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簡介:擺線鋼球行星減速器是一種新型減速器,它利用鋼球作為介體傳遞同軸間的運動和動力,純滾動傳動代替滑動傳動,具有結(jié)構(gòu)簡單、制造簡便、成本低、摩擦損耗低、傳動效率高。其在機器人等精密機械中具有較好的應(yīng)用前景?,F(xiàn)代工業(yè)對傳動的精度要求越來越高,故對擺線鋼球行星減速器傳動誤差分析就顯得尤為重要。由于它的公差標準還沒有制定,從工程實際的角度來講,在給定精度要求下,公差的選擇還無章可循;另外用傳統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計的擺線鋼球行星傳動雖能滿足要求,但設(shè)計參數(shù)不一定是最合理的,且設(shè)計效率低,成本高。這些都制約了其推廣和應(yīng)用。所以本文從擺線鋼球行星傳動的傳動誤差、優(yōu)化設(shè)計兩個方面對其進行了研究。主要研究內(nèi)容如下1參照擺線齒輪精度標準,結(jié)合擺線盤的齒廓特點,對擺線鋼球行星減速器的精度標準進行研究,研究其中心盤、行星盤精度項目及其公差;通過擺線針輪行星傳動減速器和擺線鋼球行星減速器各項特性的對比,說明選擇其中心盤、行星盤公差時可以借用擺線齒輪公差;根據(jù)使用效果等效原則,以其行星盤和中心盤半徑和短副系數(shù)為線索查取行星盤和中心盤公差。通過分析擺線盤傳動誤差和W機構(gòu)誤差,建立了其傳動誤差統(tǒng)計公式,根據(jù)各項誤差的概率分布規(guī)律,運用蒙卡洛特模擬方法模擬系統(tǒng)誤差的生成。通過擺線鋼球行星傳動的實例計算與已有的實際試驗測試結(jié)果的比較,從而驗證了所建立的擺線齒輪及擺線鋼球行星傳動誤差統(tǒng)計式的正確性,說明了此方法的可行性和準確性。運用該方法不僅能在預(yù)先給定精度的情況下選擇公差,滿足精度要求,還可避免不必要的精度浪費。2為了使擺線鋼球行星傳動具有良好的傳力性能,建立了體積最小和傳動效率最高為目標函數(shù)的的雙目標有約束優(yōu)化問題,并將遺傳算法運用于其參數(shù)化設(shè)計當中。在優(yōu)化計算過程中采用等權(quán)重分配法把多目標問題轉(zhuǎn)化為單目標問題,采用懲罰函數(shù)法把有約束優(yōu)化轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)化問題,實現(xiàn)了其多目標優(yōu)化,為擺線鋼球行星傳動的設(shè)計提供了一種新的優(yōu)化設(shè)計思路。給出了優(yōu)化實例,通過遺傳算法所得結(jié)果與傳統(tǒng)的優(yōu)化算法計算結(jié)果的對比,說明將遺傳算法應(yīng)用于擺線鋼球行星傳動優(yōu)化設(shè)計中是可行和有效的。為其優(yōu)化設(shè)計提供了一種新的有效可行的方法。
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簡介:隨著機械系統(tǒng)的復(fù)雜化程度越來越高,對構(gòu)件強度的要求也不斷提高,因此如何獲得動態(tài)工況下的載荷、強度等信息,逐漸成為研究的熱點問題。相關(guān)方法主要包括有限元法和多體動力學(xué)方法。其中,有限元法可以進行靜力學(xué)分析獲得強度信息,但不能很好地關(guān)注產(chǎn)品的動態(tài)特性;多體系統(tǒng)動力學(xué)則適用于運動學(xué)和非線性大位移的動力學(xué)計算,能獲得系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和動態(tài)載荷,但卻無法更深入地關(guān)注內(nèi)部強度。本文在廣泛調(diào)查研究目前計算機發(fā)展水平和仿真技術(shù)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上,試圖運用有限元法和多體系統(tǒng)動力學(xué)混合仿真的方法,通過多體仿真獲取系統(tǒng)響應(yīng)及動態(tài)載荷,并將動態(tài)載荷作為輸入,使具有大位移的動態(tài)問題轉(zhuǎn)換為靜態(tài)問題,從而進行有限元強度分析。研究過程主要主要體現(xiàn)為1通過對同一系統(tǒng)應(yīng)用傳統(tǒng)理論計算、有限元方法和多體動力學(xué)仿真方法的結(jié)果進行對比分析,提出本文的研究目的和思路。2通過對混合仿真方法的深入分析,概括出混合仿真方法的問題和難點所在,并研究其相應(yīng)的處理辦法。3通過仿真試驗來檢驗混合仿真方法的可行性。本文的主要工作可以概括為①通過對幾種計算方法的對比分析,提出并深入研究混合仿真思路,提煉出混合仿真方法所需解決的主要問題是混合建模及模型一致性、載荷數(shù)據(jù)獲取及管理。②從同一CAD模型出發(fā),通過分析比較各種圖形接口,應(yīng)用模態(tài)分析和模型降階準則,解決了混合仿真方法所需的模型轉(zhuǎn)換問題,從而保證了混合建模的一致性。③通過研究不同仿真平臺輸入輸出文件的結(jié)構(gòu),按照節(jié)點間相應(yīng)的關(guān)系,實現(xiàn)了載荷文件在不同平臺間的順利轉(zhuǎn)換及載荷的正確施加問題。④以三級齒輪減速器為具體的應(yīng)用對象,實施了混合仿真方法的步驟和流程,并進行仿真試驗,以驗證混合仿真方法的可行性。研究結(jié)果表明,混合仿真方法可以同時獲得系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和近似的動態(tài)強度信息,驗證了該方法的可行性。
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簡介:本文以二級斜齒圓柱齒輪減速器為研究對象,運用機械系統(tǒng)動力學(xué)理論,建立了減速器的動力學(xué)模型,并分析齒輪系統(tǒng)的時域和頻域特性。在此基礎(chǔ)上,運用模糊物元分析法,建立了綜合考慮系統(tǒng)動態(tài)性能、結(jié)構(gòu)和可靠性的多目標的模糊物元動態(tài)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。在優(yōu)化過程中,采用了蟻群仿生優(yōu)化算法,并通過改進全局搜索方式、引入模擬退火算法進行局部搜索、采用信息殘留系數(shù)自適應(yīng)更新策略和最優(yōu)個體變異策略得到了能夠求解連續(xù)解空間問題的多維函數(shù)蟻群算法。作者運用改進后的蟻群算法,在C環(huán)境下實現(xiàn)了具有混合設(shè)計變量的二級斜齒圓柱齒輪減速器的動態(tài)優(yōu)化。最后,對優(yōu)化后的減速器進行三維精確實體建模,并運用大型計算機輔助分析軟件ANSYS對優(yōu)化后的減速器進行了模態(tài)分析。優(yōu)化后的減速器,瞬態(tài)響應(yīng)振動幅值降低,阻尼增大,動態(tài)性能顯著提高,結(jié)構(gòu)緊湊,同時仍保持了較高的可靠性。本文將改進的可應(yīng)用于連續(xù)空間的蟻群算法、模糊物元分析法引入到機械系統(tǒng)多目標動態(tài)優(yōu)化設(shè)計中,是對現(xiàn)代設(shè)計理論在新的發(fā)展方向上進行的有益探索和嘗試。特別是本文對蟻群算法的改進,提高了算法的求解速度和收斂性。
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簡介:該文結(jié)合工程需要針對NGW行星齒輪減速器主要做了如下工作1該文首次提出了NGW行星齒輪減速器回差的概率計算方法推導(dǎo)出了計算公式并通過實例驗證了計算方法和公式的正確性采用概率計算方法可以避免極值法導(dǎo)致不經(jīng)濟設(shè)計的缺點2該文較全面地分析了影響行星齒輪減速器靜態(tài)回差的主要因素所研究的回差來源包括了行星齒輪減速器主要零部件的制造、裝配誤差以及溫度變化、彈性變形等對軸線平行度誤差、部件誤差等誤差與回差間的數(shù)學(xué)關(guān)系進行了定量分析3在分析偏心類誤差對回差的影響時考慮了偏心的相位角在齒輪工作過程中是否變化偏心矢量的模單獨影響回差以及模與相位角共同影響回差的不同在分析間隙類誤差對回差的影響時考慮了受力大小不同的影響從而使分析結(jié)果更接近實際4該文通過分析各回差來源對行星輪系回差的作用規(guī)律和影響程度按照對輪系回差影響的大小將回差源分為三類明確了控制行星輪系回差的方向與重點根據(jù)分析結(jié)果提出了在技術(shù)設(shè)計階段如何在零件選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面減小回差的具體措施5該文指出了末級回差對減小減速器回差的重要性討論了如何合理分配各級傳動比以減小減速器回差分析了太陽輪分度圓直徑對于減速器回差的影響
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簡介:三環(huán)減速器是一種新型少齒差內(nèi)嚙合行星齒輪傳動裝置,和傳統(tǒng)的減速器相比,它具有諸多優(yōu)點,如結(jié)構(gòu)簡單,傳動比大,承載能力強等,該產(chǎn)品已在很多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。本文首先介紹了三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)特點和工作原理,探討應(yīng)用模糊理論進行參數(shù)選擇的過程。在設(shè)計少齒差齒輪副時,以重合度及齒廓重疊干涉為限制條件,從內(nèi)外齒輪的變位系數(shù)著手,對齒輪嚙合參數(shù)進行綜合分析。利用嚙合角和減速器輸出軸、輸入軸、支撐軸以及環(huán)板等零件強度的關(guān)系,建立內(nèi)嚙合齒輪參數(shù)和后者之間的聯(lián)系,達到多參數(shù)綜合設(shè)計的目的。并選用MATLAB編程軟件進行求解。根據(jù)上述多參數(shù)綜合設(shè)計程序,將所得到的參數(shù)導(dǎo)入到AUTOCAD軟件中,使齒輪嚙合圖形得以呈現(xiàn),進而直觀地判斷參數(shù)是否發(fā)生干涉現(xiàn)象。將未干涉的參數(shù)導(dǎo)入到PROE軟件中,進行三維實體建模,利用動畫模擬進行模擬仿真,以檢查干涉和驗證運動的平穩(wěn)性。利用有限元分析軟件建立三環(huán)減速器的輪齒接觸有限元模型,進行應(yīng)力分析。求出輪齒嚙合在一點接觸時的米塞斯應(yīng)力(擠壓應(yīng)力),并考慮三環(huán)減速器輪齒嚙合齒輪接觸點所受的接觸應(yīng)力,以驗證接觸應(yīng)力對齒輪破壞的影響。
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簡介:三環(huán)減速器是我國首創(chuàng)的一種新型齒輪傳動裝置,具有傳動比大、承載能力強、成本低等優(yōu)點,已經(jīng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域。由于三環(huán)減速器應(yīng)用時間不長,目前的設(shè)計及系列化工作只能靠簡單的類比方法進行,缺乏可靠的理論依據(jù),在使用過程中普遍存在嚴重的振動和噪聲,尤其在重載、高速、大傳動比的情況下問題更為突出,影響了三環(huán)減速器的推廣進程。全文對三環(huán)減速器的振動原因進行了系統(tǒng)分析,提出三環(huán)減速器產(chǎn)生劇烈振動的主要原因是由于三環(huán)減速器平行四邊形機構(gòu)的傳動特性和環(huán)板結(jié)構(gòu)特點造成的。三環(huán)減速器屬于過約束機構(gòu),環(huán)板是受載荷最多且結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的構(gòu)件,環(huán)板的變形對傳動系統(tǒng)的運動、動力學(xué)性能會產(chǎn)生很大的影響。由于環(huán)板的結(jié)構(gòu)特點,使得環(huán)板沿內(nèi)齒圈的剛度是變化的,這就造成三相環(huán)板在傳動過程中受力的不均勻,會出現(xiàn)在某一瞬時一相環(huán)板所傳遞的功率比另兩相傳遞功率的總和還要大,這種現(xiàn)象的出現(xiàn)進一步加劇了平行四邊形機構(gòu)在止點位置的沖擊問題。這也是造成三環(huán)減速器環(huán)板斷裂和行星軸承燒傷的主要原因。針對三環(huán)減速器存在的問題,采取對環(huán)板的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,改善三相環(huán)板受力不均問題,可以同時從兩個方面減小平行四邊形機構(gòu)止點位置的沖擊力幅值。一是通過在三相環(huán)板在傳動過程中載荷的均勻分配來減小沖擊力的幅值。二是提高平行四邊形連桿環(huán)板的柔性來減小沖擊力的幅值。本文采用了在環(huán)板上開孔的方式,在不明顯降低環(huán)板一階模態(tài)的同時,優(yōu)化環(huán)板的開孔參數(shù)實現(xiàn)在載荷作用下沿內(nèi)齒圈各個位置嚙合時,環(huán)板各點位移值的差距最小。最后得到的結(jié)果是,優(yōu)化前位移的最大點的位移值與位移最小點的位移值的比值是543倍,優(yōu)化以后比值只有213倍,有效地改善了環(huán)板的受力不均的問題。使得環(huán)板在止點沖擊力的幅值減小了近一半。
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簡介:隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加快,我國機電產(chǎn)品不僅要承受國內(nèi)市場的激烈競爭,而且要面臨國外產(chǎn)品的猛烈沖擊。制造企業(yè)為擴大競爭和生存空間,必須增強產(chǎn)品創(chuàng)新能力、縮短設(shè)計周期、提高用戶化程度,同時又要降低成本,保證質(zhì)量及良好的售后服務(wù)。以數(shù)字化、集成化、并行化、網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ),以縮短產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期為目標的快速設(shè)計技術(shù)是使企業(yè)在市場競爭中占據(jù)有利地位的關(guān)鍵技術(shù)。減速器作為機電產(chǎn)品的重要總成之一,在其以往的設(shè)計中,都是針對某種特定型號進行研究,其適用面比較窄。為了彌補這種設(shè)計方法的不足,進而提高產(chǎn)品的市場競爭能力,本文在研究快速設(shè)計的理論、方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過對常用圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)的深入分析,采用實體建模、模塊化、參數(shù)化等技術(shù)開發(fā)了漸開線圓柱齒輪傳動和雙圓弧圓柱齒輪傳動的三維參數(shù)化快速設(shè)計系統(tǒng)。系統(tǒng)是以PROENGINEER三維CAD軟件為開發(fā)平臺,利用其提供的接口程序進行二次開發(fā)的。該系統(tǒng)對提高減速器的生產(chǎn)效率,縮短開發(fā)周期,提高設(shè)計質(zhì)量,降低設(shè)計費用,具有一定的實用價值,同時為產(chǎn)品的有限元分析和生產(chǎn)加工提供了實體模型,符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的發(fā)展要求。論文主要完成了以下工作1以VISUALC60為開發(fā)工具,結(jié)合ACCESS數(shù)據(jù)庫建立了圓柱齒輪傳動設(shè)計計算與校核及查詢系統(tǒng),可以通過人機交互信息的輸入,實現(xiàn)圓柱齒輪減速器主要零件的查詢及其快速設(shè)計與校核。2對快速設(shè)計及其相關(guān)技術(shù)進行了深入探討。3對交互參數(shù)化和程序參數(shù)化進行了研究,把交互參數(shù)化和程序參數(shù)化的優(yōu)點結(jié)合起來,將其應(yīng)用于圓柱齒輪減速器的快速設(shè)計系統(tǒng)。4以PROENGINEER為開發(fā)平臺,建立了圓柱齒輪減速器主要零件的三維參數(shù)化實體模型系統(tǒng),通過交互式參數(shù)化方法改變零件的主要參數(shù)實現(xiàn)了模型尺寸的實時修改、更新、生成新的模型,快速完成圓柱齒輪減速器的三維模型設(shè)計。5對減速器設(shè)計中所需要的計算公式、線圖、表格等,進行了程序化處理,減少了減速器設(shè)計過程中大量的重復(fù)性工作。6建立了圓柱齒輪減速器主要零件的三維參數(shù)化圖形庫。
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