簡介：點(diǎn)擊查看更多雙環(huán)減速器運(yùn)動特性及其故障診斷研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：本文基于CADCAM技術(shù)，利用SOLIDWKS軟件和MASTERCAM軟件平臺，對一種新型的“雙擺線鋼球減速器”進(jìn)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，具有傳動比大、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，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?；陔p擺線鋼球減速器的上述優(yōu)點(diǎn)，近年來國內(nèi)外對此課題的研究發(fā)展很快，取得了一些研究成果。本課題在前人研究的基礎(chǔ)上，對擺線鋼球減速器的傳動原理、機(jī)構(gòu)特性、設(shè)計(jì)參數(shù)做了深入研究。在擺線鋼球減速器零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用SOLIDWKS三維建模軟件設(shè)計(jì)了擺線鋼球減速器的虛擬樣機(jī)，以虛擬樣機(jī)為原型，對核心部件如擺線盤、輸入軸、輸出軸、轉(zhuǎn)臂軸承等進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)，即利用VIASUALBASIC60編程對SOLIDWKS進(jìn)行二次開發(fā)，研發(fā)一套實(shí)用的擺線鋼球減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，從而為該減速器系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。論文的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)介紹了雙擺線鋼球行星傳動減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，選取一組設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析了影響減速器性能的參數(shù)。使用三維實(shí)體造型軟件SOLIDWKS建立了擺線鋼球減速器零件的三維實(shí)體模型，并研究了擺線槽加工方法。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行了參數(shù)化系列化的研究。利用VB編程設(shè)計(jì)了參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)了擺線鋼球減速器的參數(shù)的自動計(jì)算，并通過SOLIDWKS軟件的二次開發(fā)接口，直接驅(qū)動SOLIDWKS完成擺線鋼球減速器的三維參數(shù)化建模。本文研究內(nèi)容創(chuàng)新之處在于（1）在系統(tǒng)總結(jié)擺線鋼球減速器的設(shè)計(jì)原理基礎(chǔ)上，利用VB60編寫了擺線鋼球減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件PDR（PARAMETRICDESIGNFREDUCER），實(shí)現(xiàn)了擺線鋼球減速器參數(shù)的自動計(jì)算、自動繪制擺線圖的功能。（2）利用VB對SOLIDWKS進(jìn)行了二次開發(fā)，以獨(dú)立軟件的形式，驅(qū)動SOLIDWKS自動完成減速器的參數(shù)化建模，從而實(shí)現(xiàn)擺線鋼球減速器的參數(shù)化系列化設(shè)計(jì)。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(jì)和改進(jìn)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(yàn)。

簡介：本文旨在設(shè)計(jì)新的三環(huán)減速器產(chǎn)品系列新產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)中的彈性嚙合效應(yīng)分析和少齒差內(nèi)嚙合齒輪變位系數(shù)選擇的研究分別是由我的同事應(yīng)廣池和余躍海完成三環(huán)減速器是一種少齒差內(nèi)嚙合行星傳動裝置具有傳動比大、承載能力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等諸多優(yōu)點(diǎn)在很多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用三環(huán)減速器屬于過約束機(jī)構(gòu)其受力情況比較復(fù)雜本文分析了減速器各構(gòu)件的彈性變形推導(dǎo)了相應(yīng)的彈性變形協(xié)調(diào)條件建立了系統(tǒng)的彈性靜力分析模型并分析了系統(tǒng)的受力狀況在這個模型中計(jì)入了輸入軸和支承軸的彈性彎曲變形、齒輪副的彈性變形、輸入軸與支承軸行星軸承的彈性變形以及輸出軸支承軸承的變形等新產(chǎn)品系列中樣機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果也驗(yàn)證了其比原規(guī)格大小的三環(huán)減速器的承載能力有了很大提高

簡介：武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文高速驅(qū)動橋主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪特性分析姓名冷文明申請學(xué)位級別碩士專業(yè)機(jī)械制造及其自動化指導(dǎo)教師趙燕20090401武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTHYPOIDGEARISASPECIALKINDOFBEVELGEARS，COMPAREDTOBEVELGEARSITSHAVELARGEROVERLAPFACTOR，SMOOTHTRANSMISSION，LOWIMPACTANDNOISE，LOWERCENTEROFGRAVITYTOMOTORVEHICLES，HIGHLOADBEARINGCAPACITYANDTHEADVANTAGESOFLONGLIFE，ALLTHISMADETHEMAINREDUCERINTHECARRECEIVEDAWIDERANGEOFAPPLICATIONS．INTHEDRIVENOFHYPOIDGEAR，THEOFFSETDISTANCEISAVERYIMPORTANTPARAMETER，F(xiàn)ROMTHEEXISTENCEOFTHEBIAS，THEMAINSHAFTDRIVENGEARRELATIVEOFFSET，THEHYPOIDGEARSCANBEUSEDTOCONVEYTHEWRONGROOMFORTHETWOPHASEVERTICALAXISROTARYMOVEMENT．REDUCERISANIMPORTANTCOMPONENTOFTHEMAINVEHICLEPOWERTRAIN，ANDHYPOIDGEARSUSEDINAUTOMOTIVEMAINSHAFTREDUCERCANREDUCETHEINSTALLATIONHEIGHT，THEREBYREDUCINGTHEHEIGHTOFAUTOMOTIVECHASSIS，TOIMPROVETHESMOOTHDRIVINGOFMOTORVEHICLESANDCALLGETGREATFACILITATETOTHEOVERALLLAYOUTOFVEHICLES．THENOISECOMEFROMREDUCERISANIMPORTANTSOURCEOFVEHICLENOISE，REDUCESTHENOISEOFREDUCERFORIMPROVINGTHERIDECOMFORTISVERYIMPORTANT．THESMOOTHTRANSMISSIONOFHYPOIDGEARSRELATEDTOTHEBIAS，THEVALUEOFBIASINTHEAUTOMOBILEINDUSTRYISSELECTEDFROMTHEEXPERIENCERANGE，ITISDIFFICULTTOSELECTTHEMOSTAPPROPRIATEVALUEFORTHEBIAS．THEREFORE，TOANALYSISTHERELATIONSHIPOFTHEBIASANDSMOOTHDRIVEN，RESEARCHAMETHODTODETERMINETHEOPTIMUMBIASFORLOWERINGTHENOISEOFTHEMAINREDUCERISAGREATSIGNIFICANCE．THISPAPERDESCRIBESTHEMAINAUTOMOTIVEHYPOIDGEARREDUCERKNOWLEDGEANDDESIGNMETHODSTODETERMINETHEMODELOFHYPOIDGEARGEOMETRYPARAMETERS，ESTABLISHHYPOIDGEARSTHREEDIMENSIONALMODEL．BYSETTING5GROUPSFROMTHEVALUEOFBIASWHICHCOMEFROMTHEEXPERIENCERANGE，ANDESTABLISHTHECORRESPONDINGKINEMATICMODELOFTHE5GROUPS．RESPECTIVELY,DYNAMICMOTIONSIMULATIONINLLIGHSPEEDANDLOWSPEEDCONDITIONS．ANDANALYSISOFTHEMOVEMENTCURVEOFTHEDRIVENGEARANDDRIVINGGEAROFTHETORQUECURVE．USETHESAMPLINGANDMETHODSOFMATHEMATICALSTATISTICSTOPROCESSCURVESOFTHEPROCEEDSFROMTHESAMPLEVALUESANDOBTAINEDTHESAMPLEVARIANCEOFTHECURVESTODETERMINETHESTABILITYOFTHISMOTIONMODELSETINTHISCAMPAIGNUNDERTHECONDITIONSOFTHEPAPER,ANDANALYSISTHERELATIONSHIPBETEENOFBIASANDSTEADYOFHYPOIDGEARSMOVEMENT．GEARSATMODALANALYSISTOCALCULATETHESIZEOFTHEFIRST30NATURALFREQUENCIES，ANDMODESHAPESAREIL

簡介：掘進(jìn)機(jī)減速器是礦山機(jī)械設(shè)備中的一種不可或缺的機(jī)械傳動裝置，其工作環(huán)境惡劣、承載扭矩大和作業(yè)時間長，因此，對掘進(jìn)機(jī)減速器的安全可靠性要求較高。齒輪的性能直接決定著減速器的綜合性能，疲勞破壞是齒輪失效的主要形式，齒輪的傳統(tǒng)疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法具有一定的局限性，不能夠準(zhǔn)確地反映出齒輪的疲勞強(qiáng)度，只是一種近似的估計(jì)計(jì)算，因此，采用有限元仿真的方法對行星輪系進(jìn)行疲勞強(qiáng)度研究是非常有必要的。行星輪系的情況比較復(fù)雜，基于APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言建立了行星輪系精確的參數(shù)化有限元模型，特別是對齒根過渡曲線的精確建模，并完成了行星輪系有限元模型的自適應(yīng)裝配，為后續(xù)的分析奠定了重要的基礎(chǔ)。對行星輪系進(jìn)行非線性接觸分析的研究，基于ANSYS平臺進(jìn)行非線性瞬態(tài)動力學(xué)分析，得到了齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力隨時間歷程變化的總體趨勢，獲取了行星輪系的最劣嚙合狀態(tài)。為了方便在接觸分析時對行星輪系的模型進(jìn)行調(diào)整，推導(dǎo)出了行星輪系在任意位置嚙合的通用計(jì)算公式，在最劣嚙合接觸位置進(jìn)行非線性靜接觸分析，研究了行星輪系在靜接觸狀態(tài)下的相關(guān)情況。疲勞失效是行星輪系失效的主要形式，分別在各自的最劣嚙合位置進(jìn)行齒面接觸疲勞分析和齒根彎曲疲勞分析，得到行星輪系的壽命、安全系數(shù)以及損傷等疲勞特性，為行星輪系的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了可靠保證。開發(fā)了行星輪系非線性接觸的參數(shù)化分析軟件，可以對不同設(shè)計(jì)參數(shù)和工況參數(shù)的NGW型行星輪系進(jìn)行參數(shù)化分析，軟件界面和ANSYS系統(tǒng)以宏文件為連接樞紐進(jìn)行參數(shù)化傳遞，實(shí)現(xiàn)行星輪系了非線性接觸分析的人機(jī)交互，提高了行星輪系的分析效率。

簡介：三環(huán)減速器是中國科技人員發(fā)明的一種少齒差行星傳動裝置，其傳動原理新穎，具有傳動比大、承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉和適應(yīng)性廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。但實(shí)際生產(chǎn)中故障率一直居高嚴(yán)重制約生產(chǎn)冶煉節(jié)奏，大量占用生產(chǎn)時間，經(jīng)濟(jì)損失巨大。急需找出解決減速機(jī)故障的辦法，來延長使用壽命。該課題基于三環(huán)減速機(jī)損壞機(jī)理的研究，從中找出該設(shè)備頻繁損壞的原因，加以改造治理。以期達(dá)到延長使用壽命，減少維修費(fèi)用，縮短冶煉周期，保證正常生產(chǎn)運(yùn)行的目的。本文首先介紹三環(huán)減速器的組成及工作原理。以重合度及齒廓重疊干涉為設(shè)計(jì)少齒差齒輪副的主要限制條件，從內(nèi)、外齒輪的變位系數(shù)著手，對齒輪嚙合參數(shù)進(jìn)行綜合分析。并利用MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算編程，形成設(shè)計(jì)軟件，為三環(huán)減速器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。根據(jù)上述多參數(shù)綜合設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)行三維實(shí)體建模，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(jìn)行應(yīng)力分析。求出輪齒嚙合在一點(diǎn)接觸時的擠壓應(yīng)力，并考慮三環(huán)減速器輪齒嚙合齒輪接觸點(diǎn)所受的接觸應(yīng)力，以驗(yàn)證接觸應(yīng)力對齒輪破壞的影響。結(jié)合上兩章的理論分析基礎(chǔ)，針對冶金用三環(huán)減速機(jī)現(xiàn)場損壞的現(xiàn)象，逐一制定了相應(yīng)的解決方案，按照實(shí)施步驟進(jìn)行落實(shí)并通過現(xiàn)場的性能測試，得出結(jié)論及預(yù)期效果，使理論分析與現(xiàn)場實(shí)際得到了有機(jī)的結(jié)合。

簡介：隨著生活水平的提高，人們?nèi)找孀非髠€性化產(chǎn)品和服務(wù)，大規(guī)模生產(chǎn)模式逐漸陷入了尷尬的境地。此時，大規(guī)模定制應(yīng)運(yùn)而生。這種新型的生產(chǎn)模式能在不犧牲企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的前提下，滿足客戶的個性化需求，因?yàn)槿绱?，它成為企業(yè)經(jīng)營的必然趨勢。大規(guī)模定制MASSCUSTOMIZATION，MC生產(chǎn)模式是企業(yè)以大規(guī)模生產(chǎn)的效率和成本向客戶提供定制產(chǎn)品的一種生產(chǎn)模式，被認(rèn)為是21世紀(jì)企業(yè)發(fā)展的新前沿。傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)模式以產(chǎn)品為中心，在日趨全球化、動態(tài)和分散的市場競爭環(huán)境下，必須轉(zhuǎn)向以客戶為中心的大規(guī)模定制生產(chǎn)模式，才能在國際市場中占有一席之地。面向大規(guī)模定制生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)DESIGNFMASSCUSTOMIZATION，DFMC是實(shí)施大規(guī)模定制的核心，產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的改變將對整個企業(yè)的生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響。對大規(guī)模定制進(jìn)行了整體性的描述，包括背景、概念及本質(zhì)特征等，分析了實(shí)施DFMC的環(huán)境需求，確定了DFMC實(shí)施的工作過程，分析了兩段業(yè)務(wù)流程的特點(diǎn)。研究了大規(guī)模定制的基本方法，包括面向產(chǎn)品族設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等。分析了企業(yè)存在的產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，并給出面向MC的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系。探討了產(chǎn)品分類編碼的基本原理與方法，建立了企業(yè)的產(chǎn)品編碼體系，給出了減速器編碼體系結(jié)構(gòu)。鑒于模塊化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中的作用，分析了模塊化在大規(guī)模定制生產(chǎn)模式下的特點(diǎn)，提出了面向模塊化的DFMC方法，描述了模塊化設(shè)計(jì)的實(shí)施過程及技術(shù)關(guān)鍵，利用質(zhì)量功能配置技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品定義，把客戶需求轉(zhuǎn)換為企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)需求，以減速器為結(jié)合對象對產(chǎn)品族進(jìn)行功能、原理和結(jié)構(gòu)的規(guī)劃，之后建立了產(chǎn)品模型。根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)劃分了裝配層次，建立了層次裝配模型和裝配關(guān)系，通過產(chǎn)品數(shù)字化預(yù)裝配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)減速器產(chǎn)品的虛擬裝配。

簡介：本文詳細(xì)介紹了減速器軸系部件CAD系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)原理與技術(shù)實(shí)現(xiàn)。論文介紹了減速器CAD總體設(shè)計(jì)方案，軸系部件CAD系統(tǒng)的構(gòu)成及各模塊的功能。本系統(tǒng)是以AUTOCAD2002（中文版）作為開發(fā)平臺，以VBA為編程環(huán)境進(jìn)行的二次開發(fā)，開發(fā)出了與AUTOCAD自身風(fēng)格一致的用戶接口，人機(jī)交互界面友好，操作簡單便捷。論文根據(jù)模糊設(shè)計(jì)方法，針對齒輪傳動設(shè)計(jì)中有關(guān)設(shè)計(jì)參量的模糊性，以及設(shè)計(jì)過程中諸多模糊因素，如設(shè)計(jì)者的水平、材質(zhì)優(yōu)劣等對設(shè)計(jì)結(jié)果的影響，建立了減速器中齒輪傳動的模糊優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，從而使所設(shè)計(jì)的齒輪傳動更加符合客觀實(shí)際，設(shè)計(jì)效果更好。本系統(tǒng)在軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中采用了基于特征的參數(shù)化建模技術(shù)，有利于完整全面描述零件信息，便于零件的設(shè)計(jì)、圖形繪制中的信息傳遞。采用了基于專家系統(tǒng)的智能技術(shù)，建立了知識庫，使系統(tǒng)能通過推理判斷，保證了在軸結(jié)構(gòu)與軸系部件設(shè)計(jì)時的智能性，即系統(tǒng)能自動確定軸段的直徑、長度、精度等特征參數(shù)。開發(fā)了以菜單、對話框?yàn)橹黧w的圖形用戶界面，由此實(shí)現(xiàn)軸零件參數(shù)的智能設(shè)計(jì)及相關(guān)圖樣的自動繪制。論文研究了軸系部件中軸承壽命計(jì)算、鍵強(qiáng)度及軸強(qiáng)度校核問題，開發(fā)了CAD系統(tǒng)的計(jì)算模塊。計(jì)算模塊中重點(diǎn)分析了據(jù)模糊模式識別方法，使系統(tǒng)自動確定能滿足軸結(jié)構(gòu)與壽命要求的軸承型號的方法，提高了設(shè)計(jì)效率。通過在ACCESS2000中建立軸零件的共享數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)訪問對象，來操作ACCESS2000數(shù)據(jù)庫表，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的存取、查詢和修改，比較有效地解決了設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖過程中相互影響的問題。

簡介：該文主要討論了一種新型傳動裝置雙擺線鋼球行星傳動減速器的運(yùn)動學(xué)與力學(xué)問題通過對擺線鋼球行星傳動減速器的運(yùn)動學(xué)分析與綜合給出了內(nèi)、外擺線滿足定比傳動的嚙合條件、正確嚙合條件并利用MATHCAD進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證建立了傳動比公式、內(nèi)外擺線理論齒廓曲線和實(shí)際齒廓曲線方程、曲率半徑計(jì)算式以及內(nèi)、外擺線嚙合過程中鋼球的位置方程并根據(jù)減速器的嚙合副結(jié)構(gòu)和鋼球運(yùn)動狀態(tài)分析論證了這種傳動裝置的無回差傳動、重合度大等傳動特性通過對行星盤、中心盤和鋼球組成的鋼球擺線槽嚙合副行星盤、輸出盤和鋼球組成的鋼球環(huán)形槽嚙合副工作狀況的分析研究建立了多鋼球嚙合的力學(xué)模型指出它們均屬于點(diǎn)接觸且屬于過約束空間力系對中心盤、行星盤、鋼球、轉(zhuǎn)臂軸承、輸出機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的靜力學(xué)分析與計(jì)算分析確定了擺線鋼球行星傳動的主要失效形式導(dǎo)出了中心盤、行星盤及輸出機(jī)構(gòu)的接觸強(qiáng)度、剛度的計(jì)算公式根據(jù)傳動的輸出力矩或輸入功率推導(dǎo)出間隙調(diào)節(jié)力矩的理論計(jì)算公式利用嚙合功率法研究分析了擺線鋼球行星傳動的功率以及傳動效率計(jì)算公式

簡介：擺線針輪減速器實(shí)體建模和嚙合特性分析擺線針輪減速器實(shí)體建模和嚙合特性分析SOLIDMODELINGMESHINGACTERISTICANALYSISONCYCLOIDALPINWHEELREDUCER學(xué)科專業(yè)機(jī)械制造及其自動化研究生戴文婷指導(dǎo)教師楊玉虎教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二零一三年十二月I摘要擺線針輪減速器是一種少齒差行星減速傳動裝置，具有體積小，重量輕，傳動比大且范圍寬，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，機(jī)械效率高，使用壽命長等特點(diǎn)，已在礦山、冶金、化工、國防、起重運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)得到廣泛的應(yīng)用。本文以該類減速器為對象，針對擺線輪與針輪在任一瞬時均為多齒嚙合的特點(diǎn)，在構(gòu)建減速器整機(jī)實(shí)體模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元軟件分析了擺線輪與針輪的嚙合特性。全文的主要研究工作如下（1）介紹了擺線針輪減速器的結(jié)構(gòu)與工作原理，繪制了機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。運(yùn)用反轉(zhuǎn)法原理推導(dǎo)了機(jī)構(gòu)的傳動比計(jì)算公式，建立了標(biāo)準(zhǔn)的擺線輪齒廓方程。初步分析了擺線輪與針輪無隙嚙合時的受力問題。（2）在PROE50環(huán)境下，建立了擺線針輪減速器的擺線輪、針輪組件及軸承等主要零部件的三維實(shí)體模型，組裝了擺線針輪減速器樣機(jī)的實(shí)體模型，進(jìn)行了運(yùn)動仿真與零部件的干涉校驗(yàn)，為進(jìn)行擺線輪和針輪之間的嚙合特性分析奠定基礎(chǔ)。（3）針對擺線針輪減速器的結(jié)構(gòu)與傳動特點(diǎn)，在SOLIDWKS軟件環(huán)境下，建立了擺線輪的有限元模型，分析了擺線輪與針輪在輸出軸回轉(zhuǎn)一周的過程中接觸應(yīng)力的變化規(guī)律。本文研究內(nèi)容可為該類減速器零部件的強(qiáng)度分析與設(shè)計(jì)提供借鑒。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞擺線針輪減速器三維建模運(yùn)動仿真應(yīng)力有限元分析

簡介：近年來3K型行星齒輪輪邊減速器在特大型工程機(jī)械輪邊減速器中得到廣泛應(yīng)用。由于特大型工程機(jī)械一般在相對惡劣的環(huán)境下工作，對輪邊減速器的可靠性和穩(wěn)定性要求比較高。目前針對3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)研究已經(jīng)趨于成熟，但對動力學(xué)的研究還尚處于起步階段。隨著工程機(jī)械向高速、重載方向發(fā)展，輪邊減速器齒輪傳動在應(yīng)用中存在的振動、噪聲、齒輪嚙合面相對滑動、齒輪的熱彈變形及磨損失效等問題因此研究3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)激勵對系統(tǒng)動力特性的影響，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)，對推動我國特大型工程機(jī)械的發(fā)展有重要影響。本文首先對近年來特大型工程機(jī)械采用的新型3K型行星齒輪輪邊減速器的齒輪傳動系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，然后對3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行多體動力學(xué)仿真分析，獲取各齒輪軸的角速度、傳遞扭矩及齒輪嚙合力，研究其在不同動態(tài)激勵下的動力特性并基于多體動力學(xué)仿真軟件LMSVIRTUALLABMOTION平臺進(jìn)行二次開發(fā)，提高3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)建模分析的自動化程度。本文的主要的內(nèi)容如下1對3K型行星齒輪傳動的幾種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行綜合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，對傳動形式進(jìn)行統(tǒng)一，計(jì)算相關(guān)傳動參數(shù)。2建立3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)平移耦合模型，推導(dǎo)3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程，進(jìn)而建立矩陣形式的動力學(xué)方程。3基于LMSVIRTUALLABMOTION對某3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行多體動力學(xué)仿真分析，研究其動力特性，比較分析不同動態(tài)激勵對動態(tài)特性的影響。4根據(jù)VIRTUALLAB提供的OLEAUTOMATION的編程接口和自動化接口，開發(fā)3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)仿真平臺，提高其自動化程度，減少動力學(xué)建模過程中的重復(fù)性操作。通過本文的研究，對3K型行星齒輪傳動系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，從傳動形式的角度出發(fā)，建立統(tǒng)一的平移扭轉(zhuǎn)耦合多體動力學(xué)模型，為進(jìn)一步對齒輪動力特性的研究提供理論基礎(chǔ)和分析實(shí)例并進(jìn)行多體動力學(xué)仿真平臺的開發(fā)，大大提高動力學(xué)建模自動化程度。

簡介：從土壓平衡盾構(gòu)EARTHPRESSUREBALANCESHIELDMACHINE，EPBSM刀盤所需力矩著手，探討其大功率行星減速器PLAARYGEARREDUCER，PGR的載荷均衡與分配，從而為行星減速器的優(yōu)化界定“土壓平衡盾構(gòu)”環(huán)境。同時，在行星減速器的4大構(gòu)件輪系、軸、行星架及箱體中，因輪系是個全局性的“統(tǒng)帥”，故可采取對各構(gòu)件分別加以優(yōu)化的方式來實(shí)現(xiàn)整機(jī)的最優(yōu)化。為此，就可遵照穩(wěn)健設(shè)計(jì)的要求，分別建立其多目標(biāo)的數(shù)力模型，從當(dāng)今頗受關(guān)注的計(jì)算智能COMPUTATIONALINTELLIGENCE，CI中挑選出一種或幾種算法并加以改進(jìn)，使之成為或再融合成一種收斂性更好的新算法之后，再用來求解所建模型。最后，對優(yōu)化后的行星減速器作仿真試驗(yàn)。其具體的原因、方法、原理及效果依次如下為克服灰色理論本身的固有缺陷與粒子群優(yōu)化PARTICLESWARMOPTIMIZATION，PSO算法在求解整數(shù)或混合整數(shù)規(guī)劃過程中出現(xiàn)的問題，將方差的概念引入灰色關(guān)聯(lián)度，提出可靠灰色關(guān)聯(lián)度的概念及計(jì)算公式，并通過圓整粒子的初始位置與每次飛行速度，以使PSO算法滿足求解過程中對整數(shù)解的要求。然后，將可靠灰色關(guān)聯(lián)度作為變異策略來駕馭PSO算法，并詳盡闡述其算法機(jī)理與流程，從而為復(fù)雜非線性約束條件下求解多目標(biāo)混合整數(shù)規(guī)劃問題提供一套切實(shí)可行的便捷方法。建立盾構(gòu)三級行星減速器的輪系在滿足配齒、變位系數(shù)、干涉、強(qiáng)度、等強(qiáng)度、等壽命等約束條件下其體積最小、效率最高、接觸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度可靠性最高的四目標(biāo)函數(shù)的數(shù)力模型，再運(yùn)用上述可靠灰色PSO算法編寫MATLAB程序來求解所建數(shù)力模型。研究表明1與懲罰函數(shù)法PENALTYFUNCTIONMETHOD，PFM相比見P2931，所提算法有更快的收斂速度；2該算法的泛化能力不但解決了該行星減速器原第三級強(qiáng)度偏弱的問題，而且在保證高可靠性條件下，使輪系體積減少1155％，效率提高056％，傳動比提高367％，各級強(qiáng)度與壽命基本相等。鑒于現(xiàn)有免疫遺傳算法IMMUNEGEICALGITHM，IGA其收斂性不理想的問題，剖析其理論體系本身存在的6大不足，并提出6條全新的策略，以加快算法的收斂。同時，闡明實(shí)碼抗體與變量向量之間的關(guān)系，用圖形直觀描述復(fù)雜的算法機(jī)理，以便于對IGA的理解與實(shí)際操作；將可靠性分析的隨機(jī)攝動法與其靈敏度分析結(jié)合起來，導(dǎo)出隨機(jī)參數(shù)的概率分布為任意形狀的機(jī)械零件計(jì)算其可靠度及靈敏度的函數(shù)表達(dá)式，由此創(chuàng)建行星減速器其軸的可靠度對設(shè)計(jì)變量的靈敏度最低與體積最小的兩目標(biāo)數(shù)力模型；提出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)值之間保持動態(tài)平衡的全新模型，順利實(shí)現(xiàn)上述兩目標(biāo)函數(shù)與像集法的對接；最后，編寫所改進(jìn)IGA的MATLAB程序?qū)υ摐p速器的軸進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明該算法的魯棒性不僅使行星減速器軸的總體積減小1365％，與改進(jìn)前相比，所提IGA有更快的收斂速度與更高的收斂精度見P5051。為解答實(shí)際工程中變量相關(guān)情況下的高維小概率失效問題，將子集模擬、MONTECARLO法與重要抽樣法結(jié)合起來，根據(jù)重要抽樣的概率密度函數(shù)獲取的相關(guān)變量的樣本點(diǎn)來構(gòu)造中間失效事件，從而將小失效概率轉(zhuǎn)化為一條由一系列易于求解的較大條件失效概率的連乘積組成的雜交馬爾可夫鏈，并直接抽取相關(guān)樣本點(diǎn)來高效模擬結(jié)構(gòu)的可靠性靈敏度。由此創(chuàng)建盾構(gòu)行星減速器的三個行星架其失效概率對各變量均值、方差包括相關(guān)系數(shù)的可靠性靈敏度最低及體積最小的多目標(biāo)優(yōu)化問題，并提出多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化的思想。同時，針對可靠性靈敏度作為目標(biāo)函數(shù)因誤差導(dǎo)致多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化難以收斂的問題，提出利用誤差的思想與方法；為加速遺傳算法GEICALGITHM，GA與PSO算法的收斂，提出克隆與進(jìn)化同時并舉的精英策略及在相似個體之間進(jìn)行交配的思想，并用此GA得到的優(yōu)秀個體與PSO算法雜交，以實(shí)現(xiàn)種群續(xù)代更新的同時，進(jìn)一步提高算法的收斂性；最后，運(yùn)用上述算法對所建數(shù)力模型進(jìn)行求解，結(jié)果表明1所提直接抽取相關(guān)樣本的HMC能很好地模擬相關(guān)變量的可靠性及其靈敏度，免除了變量獨(dú)立化過程反復(fù)轉(zhuǎn)換的繁瑣；2所提雜交GAPSO協(xié)同算法較GA與PSO算法有更快的收斂速度見P7981，當(dāng)相關(guān)系數(shù)為07時，可使三個行星架的總體積減小706％；3證實(shí)了將可靠性靈敏度作為目標(biāo)函數(shù)時所提利用誤差的思想與方法的可行性與正確性。為解決非正態(tài)變量空間中復(fù)雜多變的隱式非線性功能函數(shù)的可靠性及靈敏度的問題，融合鞍點(diǎn)估計(jì)與線抽樣法的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合二分法的特點(diǎn)與黃金分割法的求解效率，提出基于黃金分割二分法的鞍點(diǎn)線抽樣法，即可在標(biāo)準(zhǔn)化變量空間中沿重要線抽樣方向利用黃金分割點(diǎn)的二分法快速找到各樣本點(diǎn)對應(yīng)于功能函數(shù)的零點(diǎn)，從而將結(jié)構(gòu)的失效概率轉(zhuǎn)化為一系列線性功能函數(shù)失效概率的平均值，由此求出可靠性靈敏度，從而導(dǎo)出行星減速器的三級箱體其失效概率對基本變量均值與方差的可靠性靈敏度及結(jié)構(gòu)輕量化的多目標(biāo)優(yōu)化問題；為提高算法的收斂性，對PSO算法與混合蛙跳算法SHUFFLEDFLOGLEAPINGALGITHM，SFLA進(jìn)行改進(jìn)，使前者變?yōu)樽赃m應(yīng)PSOSELFADAPTIVEPSO，SAPSO算法后再與改進(jìn)后的SFLA進(jìn)行雜交，從而導(dǎo)致了雜交SAPSOSFIA的產(chǎn)生，然后用來求解上述多目標(biāo)問題。研究表明1基于黃金分割二分法的鞍點(diǎn)線抽樣法在求解復(fù)雜非線性功能函數(shù)的可靠性及靈敏度時精度高，速度快；2與SAPSO和SFLA相比，所提雜交SAPSOSFLA不僅具有更快的收斂速度見P106108，其魯棒性還能使該三級箱體體積減小842％。從行星減速器4大構(gòu)件的優(yōu)化可得出1上述所建4大數(shù)力模型與所提4大計(jì)算智能的泛化能力不僅解決了盾構(gòu)原行星減速器第三級強(qiáng)度偏弱的問題，在保證高可靠性條件下，還可使整個行星減速器的體積減小2158％，效率提高056％，傳動比提高367％；2當(dāng)用輪系的體積減小率來近似預(yù)估整個行星減速器的體積減小情況時，其實(shí)際效果是輪系體積減小量的512倍。此外，仿真試驗(yàn)表明，優(yōu)化后的行星減速器其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，可靠性較好。

簡介：本文應(yīng)用大型有限元分析軟件ANSYS，對某型雷達(dá)天線座方位減速器箱體的性能進(jìn)行數(shù)值模擬。主要工作如下對減速器箱體進(jìn)行了有限元建模和靜態(tài)分析，直觀地展現(xiàn)了箱體的應(yīng)力場和位移場，并考察了箱體的強(qiáng)度以及分析誤差。對減速箱箱體進(jìn)行了有限元模態(tài)分析，獲得了箱體結(jié)構(gòu)的固有頻率和固有振型，并給出分析評價(jià)。模擬減速器工作過程繪制加載圖，運(yùn)用全瞬態(tài)動力學(xué)分析法對箱體進(jìn)行了動態(tài)分析，獲得應(yīng)力時間響應(yīng)曲線、應(yīng)力場，與靜態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行比較，并分析了時間響應(yīng)曲線。運(yùn)用ANSYS參數(shù)設(shè)計(jì)語言APDL建模，采用零階法進(jìn)行優(yōu)化，考察了優(yōu)化結(jié)果，所得數(shù)據(jù)對箱體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)有一定的參考價(jià)值。

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簡介：該文注重探索利用ANSYS軟件對齒輪減速器工作時的應(yīng)力狀態(tài)分析的方法ANSYS軟件是大型通用有限元分析軟件ANSYS的前處理器中有建模功能但由于直接在ANSYS軟件中建立精確的齒輪齒廓比較困難該文是應(yīng)用CAXA電子圖板軟件中的繪制高級曲線功能建立齒輪的端面輪廓把其導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中在ANSYS前處理器中建立了減速器齒輪的三維實(shí)體模型為在ANSYS中精確建立零件模型提供了一種方法劃分網(wǎng)格的質(zhì)量是進(jìn)行有限元分析的關(guān)鍵由于直接利用ANSYS的自由網(wǎng)格劃分功能對齒輪實(shí)體劃分網(wǎng)格劃分出的輪齒和輪體單元大小相差很大計(jì)算時易形成病態(tài)的剛度矩陣故該文對齒輪三維實(shí)體模型進(jìn)行了合理的分塊形成若干個相互粘接的小實(shí)體利用體掃掠方法對每個小實(shí)體劃分了較均勻的網(wǎng)格形成齒輪的有限元模型在對減速器的齒輪進(jìn)行三維接觸分析時探索了在ANSYS中用不同方式對齒輪進(jìn)行加載找到在ANSYS中計(jì)算齒輪接觸應(yīng)力的正確加載方式對齒輪和軸都選用SOLID185單元約束大、小齒輪的中心軸線上所有節(jié)點(diǎn)的所有自由度對小齒輪施加繞Z軸轉(zhuǎn)動的位移載荷在大齒輪分度圓柱上與嚙合齒廓較遠(yuǎn)處的分度線上的所有節(jié)點(diǎn)上施加切向力載荷并討論了實(shí)常數(shù)FTOLN、FKN的選擇對齒輪接觸分析的影響分析結(jié)果表明實(shí)常數(shù)FTOLN、FKN取ANSYS程序的默認(rèn)值即可該文還對減速器的箱體、齒輪簡化為齒輪的分度圓柱體、軸和軸承部分進(jìn)行三維實(shí)體建模和有限元分析分析軸和箱體在減速器工作時其應(yīng)力分布狀況在ANSYS中對于軸承的處理該文分別用LINK8單元和BEAM4單元來模擬軸承對比分析兩種模擬方法的適用條件