簡介：目前CAD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計的各個領(lǐng)域它的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的變化產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益在此背景下該文在UG統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上通過二次開發(fā)實現(xiàn)設(shè)計、建模、裝配及運動仿真的集成構(gòu)建2KH行星減速器計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)在完成行星減速器設(shè)計后作者總結(jié)和提出了基于UG的行星減速器三維特征造型系統(tǒng)及參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)重點研究了行星減速器特征參數(shù)化及其實體三維造型和設(shè)計數(shù)據(jù)共享技術(shù)建立了一套行星減速器設(shè)計系統(tǒng)利用三維實體建模及特征參數(shù)化設(shè)計技術(shù)將產(chǎn)品設(shè)計和三維造型相結(jié)合實現(xiàn)系統(tǒng)集成論文的主要研究成果如下1針對行星減速器系列化、規(guī)格化建立基于特征參數(shù)化的行星減速器新產(chǎn)品開發(fā)的框架以UG、VC等軟件平臺為基礎(chǔ)建立一套行星減速器三維設(shè)計系統(tǒng)它包括產(chǎn)品性能設(shè)計、特征造型、虛擬裝配等功能模塊2通過對行星減速器建模特征進行分解實現(xiàn)基于UG三維建模的特征參數(shù)化造型以及通過UG二次開發(fā)實現(xiàn)行星減速器傳動系統(tǒng)特征參數(shù)化建模3利用UG二次開發(fā)實現(xiàn)行星減速器零件設(shè)計、三維參數(shù)化特征建模、虛擬裝配及仿真的系統(tǒng)解決方案解決了設(shè)計過程中的自動化孤島問題實現(xiàn)系統(tǒng)集成4修正了現(xiàn)有UG文獻中齒輪付仿真比率定義的疏漏給出通用公式

簡介：無側(cè)隙雙滾柱包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，是一種新型包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，這種新型傳動形式不僅效率高、承載能力大，而且無側(cè)隙、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長、安裝維護方便，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。本文以這種新型傳動的一種應(yīng)用實例無側(cè)隙雙滾柱包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動減速器為研究對象，對其嚙合理論、幾何參數(shù)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維實體建模與制造技術(shù)、運動仿真、蝸桿減速器的模態(tài)有限元分析展開研究。主要研究內(nèi)容如下首先，在回顧無側(cè)隙雙滾柱包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的嚙合理論、模型坐標(biāo)系的建立與轉(zhuǎn)換、傳動嚙合方程的推導(dǎo)等理論知識的基礎(chǔ)上，應(yīng)用無側(cè)隙雙滾柱包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的嚙合模型，對齒面方程求解，并在PROE平臺上對系列嚙合點、嚙合線進行擬合，生成了蝸桿齒面并進而完成蝸桿三維實體建模，為后續(xù)仿真分析奠定基礎(chǔ)。通過SOLIDWKS軟件的實體造型功能，快速、準(zhǔn)確的實現(xiàn)蝸桿減速器的建模和裝配。借鑒環(huán)面蝸桿減速器的制造技術(shù)，探討了無側(cè)隙雙滾柱包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器的制造工藝和技術(shù)。基于MASTERCAM軟件完成了減速器箱體的加工。其次，基于COSMOSMOTION機械運動仿真平臺完成了該蝸桿傳動的運動仿真分析，得到了蝸桿、蝸輪和滾子的角速度、角加速度和運動副反力圖，研究了該機構(gòu)的滾子運動狀態(tài)及其運動學(xué)參數(shù)，為動力學(xué)分析提供依據(jù)。應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件，對減速器模型劃分網(wǎng)格后，定義接觸單元，采用規(guī)模比較小的單元劃分方法和高精度計算，求出無側(cè)隙雙滾柱包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動減速器箱體和裝配體的固有頻率和振型，為減速器的設(shè)計和改進奠定基礎(chǔ)。

簡介：行星減速器具有功率分流和動軸線的運動特點，使其相對于定軸齒輪減速器在技術(shù)上和經(jīng)濟上具有眾多優(yōu)點在很多場合被廣泛用來代替普通減速器作為減速、增速和變速裝置。然而，行星減速器由于體積小，散熱面積小，影響行星減速器傳動的可靠性和效率，因此，分析減速器在工作時溫度場分布在行星減速器傳動設(shè)計中顯得越來越重要。本論文主要完成了以下幾個方面的工作。首先，對齒輪、軸承工作時的接觸狀態(tài)以及運動進行理論分析，作為有限元模擬分析的基礎(chǔ)；其次，通過ANSYS軟件分別對漸開線齒輪以及滾動軸承摩擦生熱過程進行有限元分析，利用APDL語言參數(shù)化建模與數(shù)組循環(huán)加載的方法，模擬出齒輪嚙合與軸承接觸各部位熱量的產(chǎn)生和傳遞關(guān)系，確定穩(wěn)態(tài)溫度場的大小和分布，并以齒輪穩(wěn)態(tài)分析的結(jié)果作為初始條件，利用載荷步加載的方法模擬移動熱流量在齒面各節(jié)點上的加載過程，得出齒輪瞬態(tài)溫度分布，更合理的模擬出齒輪齒面嚙合中的生熱及傳遞過程；再次，對行星機構(gòu)進行受力與運動分析，并通過對行星減速器整體建模，利用ANSYS加載熱流量與對流載荷的方法進行整體分析，得出減速器整體溫度場分布。最后，通過實驗測試了實際減速器的溫度分布，并與模擬分析結(jié)果進行了相比較，證實模擬分析方法的正確性，通過總結(jié)為齒輪、軸承的熱應(yīng)力、熱變形以及整體行星減速器分析提供溫度數(shù)據(jù)。

簡介：機器人操作機是由若干個構(gòu)件和關(guān)節(jié)組成的多自由度空間機構(gòu)，機器人傳動裝置要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量和體積小，關(guān)節(jié)運動最常用的形式是采用伺服電機經(jīng)機械傳動裝置減速后驅(qū)動。日本HARMONIC公司生產(chǎn)的精密諧波減速器具有傳動比大、體積小、承載能力強、傳動精度高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)機器人中。本文結(jié)合機器人的研究開發(fā)，主要進行了以下工作1對某五自由度機器人機械臂的腕關(guān)節(jié)進行設(shè)計，并對影響其定位精度的因素進行分析2對腕關(guān)節(jié)的核心元件HARMONIC諧波減速器傳動精度和機械效率的影響因素進行了分析，并對該諧波減速器的傳動誤差和效率進行了理論估算3在對諧波傳動原理研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS120，分別采用三維實體結(jié)構(gòu)單元和板單元建立了柔輪輪齒的參數(shù)化有限元分析模型，并分別對負(fù)載作用下兩種模型的彈性變形進行求解4設(shè)計了一個檢測該諧波減速器傳動誤差和效率的實驗系統(tǒng)，通過實驗得出了該減速器在不同轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速條件下的傳動誤差及機械效率，并對其變化規(guī)律進行了總結(jié)。在實驗結(jié)果中，選取特定負(fù)載和轉(zhuǎn)速條件下的傳動誤差分別與同樣條件下理論估算和有限元分析的結(jié)果進行對比，可以得出以下結(jié)論本文中有限元分析方法相對來說最為精確和可靠，實驗方法的分析效果次之，理論估算的方法相對來說是最差的。本文所做的工作對機械臂的設(shè)計、精度分析及控制有一定的參考價值，同時文中所采用的一些分析方法也可供同類諧波減速器的研究和開發(fā)參考。

簡介：本文依托“車輛傳動國家重點實驗室基金項目”高效液力減速器優(yōu)化設(shè)計，首先介紹了論文的研究背景，液力減速器的發(fā)展以及國內(nèi)外應(yīng)用情況；介紹了液力減速器目前存在的問題和今后的發(fā)展趨勢；對液力減速器的設(shè)計方法發(fā)展歷程進行了簡要的概述，目前液力減速器設(shè)計開發(fā)主要是依賴一維束流理論，這種方法無法研究液力減速器內(nèi)部的流動及規(guī)律，本文以D375型液力減速器為研究對象，采用CFD軟件FLUENT對液力減速器內(nèi)流場進行了數(shù)值模擬分析。首先利用流體一維束流理論和相似原理對葉片傾角為30°、40°、45°的三種液力減速器進行了特性初算，并得出了參考結(jié)論。使用UG建立了三維實體模型，對流道進行了一定的簡化處理后建立了流道模型，利用映射法生成了液力減速器周期流道網(wǎng)格。在計算中采用了混合平面模型，計算分析中湍流模型選用標(biāo)準(zhǔn)ΚΕ模型，速度壓力耦合算法選擇SIMPLE算法，離散方法選擇最簡單的一階迎風(fēng)格式。根據(jù)束流理論，以等過流截面積原則確定了動輪和定輪的出、入口邊界。迭代計算時對制動力矩進行監(jiān)視，待制動力矩穩(wěn)定后，得到了制動力矩的大小。對比一維束流理論計算結(jié)果與CFD數(shù)值計算結(jié)果，選定了葉片傾角，對液力減速器的相關(guān)幾何參數(shù)與結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)選，對葉片厚度進行了優(yōu)選，利用有限元分析軟件進行了葉片強度校核；對動輪葉片葉形進行了改進，提高了液力減速器充液效率；對原有的降低鼓風(fēng)損失裝置進行改進，使得降低鼓風(fēng)損失裝置更加新穎，更加合理，工作更加可靠；最后對液力減速器花鍵連接進行了強度校核。本文對液力減速器的設(shè)計開發(fā)過程進行了探討，初步建立了一套以CFD分析為主，一維束流理論為輔的液力減速器設(shè)計方法。為提高液力減速器的設(shè)計水平做出了貢獻。

簡介：隨著國民經(jīng)濟和城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)利用越來越迫切，盾構(gòu)機作為一種快速、安全有效、自動化程度高的隧道掘進設(shè)備，受到廣泛的應(yīng)用。盾構(gòu)減速器作為盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的核心關(guān)鍵設(shè)備，由于其特殊的工作條件，要求其振動噪聲小、可靠性高。因此，開展變工況下盾構(gòu)減速器齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)特性研究以及基于動力學(xué)的可靠性評估，有助于提高盾構(gòu)減速器的性能，從而進一步加快盾構(gòu)減速器的國產(chǎn)化進程。本論文依托國家863計劃先進制造技術(shù)領(lǐng)域全斷面掘進機關(guān)鍵技術(shù)項目土壓平衡盾構(gòu)大功率減速器課題研究開發(fā)任務(wù)，以自主設(shè)計制造的63M土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象，研究了在時變外部激勵和時變內(nèi)部激勵共同作用下土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)特性，求得了各級齒輪副嚙合的使用系數(shù)和動載系數(shù)，并在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行了可靠性評估和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，為土壓平衡盾構(gòu)減速器的國產(chǎn)化應(yīng)用提供了科學(xué)合理的方法和理論支撐。具體的研究工作如下①采用集中質(zhì)量法建立了包含時變嚙合剛度，傳動誤差和阻尼影響的土壓平衡盾構(gòu)減速器三級行星齒輪傳動系統(tǒng)純扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型，針對土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動系統(tǒng)的特性，分析了系統(tǒng)的外載荷，時變嚙合剛度，傳動誤差和阻尼。②根據(jù)機械動力學(xué)理論求得了系統(tǒng)振動的固有頻率和振型，并分析了其動力學(xué)特性。求得了包含變載荷和時變嚙合剛度下系統(tǒng)各級齒輪副的振動位移響應(yīng)和動態(tài)嚙合力響應(yīng)，分析了系統(tǒng)各齒輪副的振動位移以及動態(tài)嚙合力隨外部激勵的變化規(guī)律。③分析了變載荷下，系統(tǒng)各級齒輪副嚙合的動載系數(shù)和使用系數(shù)的表達式，并通過動力學(xué)分析，求得了其使用系數(shù)和動載系數(shù)變化曲線，分析了其變化規(guī)律，為載荷系數(shù)的取值提供了科學(xué)合理的方法。④分析了系統(tǒng)的失效模式，建立了系統(tǒng)的可靠性評估模型，并計算了自主設(shè)計制造的63M土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動系統(tǒng)的可靠度。⑤建立了行星齒輪傳動系統(tǒng)基于動力學(xué)和可靠性的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型，針對盾構(gòu)減速器第三級行星齒輪系統(tǒng)可靠度偏低的問題，對盾構(gòu)減速器第三級行星齒輪傳動系統(tǒng)進行了以可靠度最高為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后的設(shè)計參數(shù)能明顯的提高第三級行星齒輪傳動的可靠度。本文所做的研究工作，為土壓平衡盾構(gòu)減速器的設(shè)計提供了一定的理論參考，為土壓平衡盾構(gòu)減速器的工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

簡介：齒輪減速器作為一種典型的傳動機構(gòu)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機械傳動之中。其運動學(xué)和動力學(xué)特性關(guān)系到減速器本身乃至整個設(shè)備性能的發(fā)揮。虛擬樣機技術(shù)在傳動機構(gòu)動力學(xué)仿真中的成功應(yīng)用不僅可以提高仿真精度，而且可以縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，對于工程實際具有重要的應(yīng)用價值。通過虛擬樣機技術(shù)，工程師可以通過機械系統(tǒng)運動仿真，在產(chǎn)品設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計中的潛在問題，并快速進行修改，減少了對于物理樣機的依賴，這樣不僅可以節(jié)省成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，而且可以提高產(chǎn)品性能，增強產(chǎn)品競爭力。本文在統(tǒng)籌分析減速器動力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人利用虛擬樣機技術(shù)對齒輪減速器動力學(xué)性能的研究，以某一級齒輪減速器為研究對象，通過對齒輪動力學(xué)進行深入分析研究，進一步了解齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式、幾何參數(shù)、加工方法對系統(tǒng)動力學(xué)行為的影響，從而指導(dǎo)高質(zhì)量減速器的設(shè)計和制造。本論文主要做了以下工作針對一具體實例，設(shè)計出該減速器，并在PROE的平臺上基于參數(shù)化建模建立了該減速器中各部件的模型，然進行了減速器的虛擬裝配和仿真分析。在運動仿真過程中，進行干涉檢查，從而驗證了減速器幾何參數(shù)設(shè)計的合理性。在MSCADAMS中建立了減速器傳動機構(gòu)的多剛體動力學(xué)仿真模型，基于HERTZ靜力彈性接觸理論推導(dǎo)出斜齒輪的接觸力仿真參數(shù)計算公式。仿真得到的輸出軸的轉(zhuǎn)速和角加速度以及傳動齒輪的嚙合力的大小及頻率都和理論計算結(jié)果一致，從而驗證了虛擬樣機和公式的正確性。在此基礎(chǔ)上，分析了齒輪減速器內(nèi)外部因素對其動力學(xué)性能的影響，用有限元分析的辦法對減速器輸出軸進行模態(tài)分析，生成了用于柔性體動力學(xué)仿真分析的輸出軸模念中性文件MNF。在此基礎(chǔ)上在ADAMS中建立了減速器的柔性體虛擬樣機模型，并進行柔性體減速器虛擬樣機仿真，分析了輸出軸的柔性對減速器動力學(xué)性能的影響。本文基于以上虛擬樣機分析得出的載荷譜，將其導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中，對其進行進行強度分析，得到齒輪軸上的應(yīng)力、應(yīng)變分布及變形，為齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了分析依據(jù)。

簡介：齒輪裝置具有體積小、重量輕、使用壽命長、承載能力高和傳動效率高等優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用在國防和民用行業(yè)。隨著裝備制造技術(shù)的進步，齒輪裝置正朝著大型化、高速化、輕量化、高精度和自動化方向發(fā)展，對其引起的振動噪聲也提出了更高的要求。因此，開展齒輪裝置振動噪聲分析和動力優(yōu)化設(shè)計的研究，對解決齒輪裝置減振降噪問題具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。論文課題來源于國家科技支撐計劃項目和重慶市自然科學(xué)基金項目。綜合應(yīng)用動力學(xué)、聲學(xué)和優(yōu)化設(shè)計理論以及有限元法、邊界元法數(shù)值仿真方法，對雙環(huán)減速器進行非線性振動噪聲分析及動力優(yōu)化。本文的主要研究工作如下①利用ANSYS軟件的參數(shù)化語言APDL，建立了雙環(huán)減速器的參數(shù)化有限元分析模型，采用分塊LANCZOS法分別對減速器箱體和系統(tǒng)進行模態(tài)分析，得到減速器的固有頻率及固有振型。②采用有限元法模擬了包括剛度激勵、誤差激勵和嚙合沖擊激勵在內(nèi)的齒輪系統(tǒng)內(nèi)部激勵；將內(nèi)部激勵施加在齒輪嚙合線上，借助ANSYS軟件對雙環(huán)減速器進行瞬態(tài)動力響應(yīng)分析，得出減速器的振動位移、速度、加速度及結(jié)構(gòu)噪聲，并與試驗結(jié)果進行對比分析。③以箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計變量、箱體體積和靜強度為約束條件，構(gòu)建雙環(huán)減速器動力優(yōu)化模型，對減速器箱體進行多頻模態(tài)優(yōu)化，使其固有頻率有效地避開齒輪嚙合頻率；以箱體表面加速度均方根值最小為目標(biāo)函數(shù)，采用一階優(yōu)化方法對進行減速器動力響應(yīng)優(yōu)化，得到一組最優(yōu)化設(shè)計變量。④以雙環(huán)減速器箱體表面節(jié)點的頻域響應(yīng)為輻射噪聲計算的邊界條件，建立箱體聲學(xué)邊界元分析模型，運用SYSNOISE軟件中的直接邊界元法計算箱體表面聲壓，并求解減速器外場場點輻射噪聲。通過試驗實測了減速器的A計權(quán)倍頻程輻射噪聲，并與仿真結(jié)果比較，兩者吻合良好。

簡介：盾構(gòu)施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法，它使用盾構(gòu)機在地下掘進，在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時，在機內(nèi)安全地進行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)，整個隧道一次成型。經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，越來越多的工程建設(shè)單位首選盾構(gòu)機來代替效率低下的傳統(tǒng)掘進法進行隧道挖掘。作為盾構(gòu)機的關(guān)鍵部件之一的減速器是驅(qū)動刀盤運轉(zhuǎn)的唯一部件，它一邊與液壓馬達相連，一邊與驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)的主軸齒輪嚙合，是連接兩者的樞紐，不僅起著傳遞運動和動力的作用，還能在發(fā)生緊急制動的情況下承受載荷沖擊，其受載情況是我們相當(dāng)關(guān)心的。對于土壓平衡盾構(gòu)機來說，來自軸向和徑向的壓力可以由承壓隔板以及開挖室內(nèi)積累的泥土進行平衡，而周向的壓力主要來自于由刀盤上所受摩擦力產(chǎn)生的扭矩，它將通過主軸齒輪直接傳遞到減速器上，減速器將接受各種工況下各種扭矩的沖擊，特別是在土層突變和緊急制動的情況，沖擊特別明顯，這就有可能造成減速器某些零件的失效，導(dǎo)致停機。為了避免零件失效的出現(xiàn)同時也是為了盾構(gòu)機能適應(yīng)各種條件下的土層結(jié)構(gòu)，有必要對盾構(gòu)機減速器進行實際載荷工況下的計算分析。本文以給定的盾構(gòu)機減速器空間結(jié)構(gòu)尺寸和動載荷條件下減速器各傳動零部件等強度等壽命為約束，以提高盾構(gòu)機減速器的承載能力為目標(biāo)，對各傳動零部件的參數(shù)和結(jié)構(gòu)進行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計，以提高盾構(gòu)機行星齒輪減速器功率傳遞密度和可靠性。傳統(tǒng)的設(shè)計計算方法是解析方法，該方法只能以簡化方式作粗略計算，只能得到局部的應(yīng)力、位移、強度及剛度情況，通過加大安全系數(shù)的方法來保證結(jié)構(gòu)的強度和剛度。而應(yīng)用有限元軟件進行計算能夠快速、準(zhǔn)確、直觀的得到結(jié)構(gòu)上各部位的應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)的分布情況。同時，通過對盾構(gòu)減速器關(guān)鍵零部件的有限元分析，對可進行優(yōu)化的部件進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，在保證其強度和剛度的條件下，實現(xiàn)減速器的結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計。本文的研究工作如下1）以土壓平衡盾構(gòu)機減速器三級行星架為研究對象，運用ANSYSWKBENCH中的DESIGNMODELER模塊對其建模，然后對其進行靜態(tài)仿真分析，得到了應(yīng)力分布的規(guī)律，并得到了危險截面處的應(yīng)力數(shù)據(jù)，同時校核出了行星架的剛性。在此基礎(chǔ)，返回幾何模型建立界面，直接對其危險截面進行修正，提高了整個行星架的承載能力。分別就5個設(shè)計變量對質(zhì)量及強度和剛度的影響進行討論，然后利用AWEDESIGNXPLER模塊對行星架進行拓?fù)鋬?yōu)化，得出了在滿足其承載能力的基礎(chǔ)上的質(zhì)量最優(yōu)值（比原始質(zhì)量減輕11％）以及限定了剛度條件的質(zhì)量最優(yōu)值。2）以土壓平衡盾構(gòu)機減速器三級齒輪嚙合副為研究對象，采用CAXA軟件輔助PROE建立出精確的變位傳動齒輪，并運用有限元分析軟件模擬其嚙合狀態(tài)，得出嚙合副在嚙合瞬間的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力值，與傳統(tǒng)計算方法得出的數(shù)值進行比較，并分析兩種方法產(chǎn)生差異的原因。3）以土壓平衡盾構(gòu)機減速器箱體為研究對象，先通過理論分析得出其載荷，然后運用有限元軟件ANSYSWKBENCH對其進行靜態(tài)分析，將得出的最大應(yīng)力值與許用應(yīng)力比較得出箱體強度是滿足使用要求的。在此基礎(chǔ)上，進一步討論了箱體軸線的偏移對齒輪嚙合的影響。最后，為了保證箱體在運行時不發(fā)生共振，對箱體進行了必要的模態(tài)分析，得到箱體的前8階固有頻率和振型。本文通過對土壓平衡盾構(gòu)機減速器裝置的關(guān)鍵部件進行數(shù)值仿真分析，得到一些有用的結(jié)論，為盾構(gòu)機減速器的設(shè)計提供了依據(jù)，對實際工程應(yīng)用具有重要意義。

簡介：計算機虛擬設(shè)計作為產(chǎn)品設(shè)計的一項新技術(shù)對傳統(tǒng)的設(shè)計方法是一次革命運用此新技術(shù)可以解決傳統(tǒng)設(shè)計周期長、工作量大、設(shè)計過程重復(fù)利用率低、工作效率低等許多的弊端縮短產(chǎn)品開發(fā)周期提高產(chǎn)品性能增強產(chǎn)品競爭能力該論文主要介紹一種產(chǎn)品開發(fā)的方法以圓柱齒輪減速器為例詳細(xì)的闡述了計算機虛擬設(shè)計的方法論文完成的主要工作包括1利用PROENGINEER軟件創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的參數(shù)化造型的設(shè)計程序和驅(qū)動程序2對齒輪傳動的各種裝配方法做了一定的探討研究引起裝配干涉的原因3分析主要參數(shù)對齒輪傳動性能的影響特別是對齒輪動力學(xué)方程的求解分析其結(jié)果對指導(dǎo)設(shè)計和實際生產(chǎn)均有一定的價值4研究以中心距最小為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立并編制了優(yōu)化設(shè)計程序在已知原始設(shè)計數(shù)據(jù)的條件下可方便求出中心距最小時齒輪的主要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的自動參數(shù)化造型、齒輪主要參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計和傳動性能分析三者有機結(jié)合是一種有價值的虛擬設(shè)計方法

簡介：裝配設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的重要環(huán)節(jié)對產(chǎn)品的成本、質(zhì)量和上市時間有重大影響虛擬裝配是虛擬制造技術(shù)的一個重要組成部分是當(dāng)前裝配設(shè)計技術(shù)的一種嶄新的思路和方法具有非常重要的研究價值該文對虛擬裝配的體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進行了研究包括三維建模、虛擬環(huán)境、裝配規(guī)劃和優(yōu)化評價等方面內(nèi)容并且對裝配規(guī)劃中的碰撞檢測技術(shù)進行了較為深入的研究在此基礎(chǔ)上我們利用虛擬現(xiàn)實建模語言VRML結(jié)合高級編程語言JAVA構(gòu)建了虛擬裝配的交互環(huán)境并用面向?qū)ο蟮姆椒ㄍㄟ^JAVRIPT在VRML內(nèi)部構(gòu)建了碰撞對象實現(xiàn)了碰撞檢測功能在我們構(gòu)建的虛擬環(huán)境下用戶可以與裝配對象進行實時的交互操作可以從零件庫中選擇零件的裝配順序并根據(jù)裝配環(huán)境和碰撞信息調(diào)整裝配零部件的裝配路徑和姿態(tài)并以減速器為實例實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配

簡介：扭矩平衡是機械動力學(xué)研究的經(jīng)典問題?，F(xiàn)有的平衡方法主要為優(yōu)化機構(gòu)內(nèi)部參數(shù)的被動平衡法和附加各種平衡構(gòu)件的主動平衡法。這些方法中較為簡單的如附加飛輪法雖已在工程中廣泛使用但飛輪巨大的轉(zhuǎn)動慣量會給機器的起動和制動帶來額外的負(fù)擔(dān)。而其它的一些方法雖能適當(dāng)?shù)母纳七@一問題但卻普遍不能根據(jù)工況的變化和工作機的改變進行相應(yīng)的調(diào)整且在結(jié)構(gòu)上不方便實施故較難在工業(yè)界推廣應(yīng)用。近年來提出的主動控制平衡法是通過引入控制系統(tǒng)來實現(xiàn)機器的扭矩平衡其在增加平衡效果的可控性和提高平衡裝置的適應(yīng)性方面都具有良好的作用。本文基于對已有平衡方法較難廣泛使用的考慮通過繼承主動控制思想的優(yōu)點提出將主動扭矩平衡裝置與機器必需部件減速器在結(jié)構(gòu)與功能上集成為一體的新設(shè)計理念。此新思想的提出以期推動扭矩平衡技術(shù)的工程應(yīng)用。本文首次提出將扭矩平衡功能與減速功能集成設(shè)計為一獨立整體的設(shè)計思路構(gòu)建了相應(yīng)的研究框架并進行了深入的理論分析和系統(tǒng)的設(shè)計方法研究。根據(jù)扭矩平衡部件與減速部件的位置以及共用元件數(shù)量的不同提出了四種集成度依次遞進的新概念裝置。此系列新型裝置在結(jié)構(gòu)上具有獨立性能方便地安裝和拆卸且可在不影響原機器運動特性的前提下實現(xiàn)扭矩平衡和減速的目的。首先提出輸出軸式伺服差動輪系主動扭矩平衡裝置OATBD。此裝置由兩自由度的差動輪系和提供可控功能的伺服電機組成安裝于工作機構(gòu)的輸出軸上。因其在結(jié)構(gòu)上獨立于減速器故集成度為第一級也即最低級。本文對此裝置的設(shè)計理念進行了具體的描述；通過深入分析扭矩補償原理提出了獨立設(shè)計伺服電機輸入函數(shù)和集成設(shè)計差動輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)與伺服電機輸入函數(shù)兩種優(yōu)化方法；采用學(xué)習(xí)控制算法進行了控制伺服電機實現(xiàn)扭矩波動補償?shù)姆抡?；建立了相?yīng)的設(shè)計步驟和流程并通過算例對設(shè)計方案的可行性和設(shè)計方法的有效性進行了驗證。然后提出輸入軸式伺服差動輪系主動扭矩平衡裝置IATBD。此裝置也是由兩自由度的差動輪系和提供可控功能的伺服電機組成安裝于工作機構(gòu)的輸入軸上。因其在結(jié)構(gòu)上與減速器共用同一軸故集成度為第二級。本文對此裝置設(shè)計理念進行了具體的描述；通過分析扭矩補償原理提出了獨立設(shè)計差動輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)、獨立設(shè)計伺服電機輸入函數(shù)以及集成設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)與輸入函數(shù)三種優(yōu)化方法；采用學(xué)習(xí)控制算法進行了控制伺服電機實現(xiàn)扭矩波動補償?shù)姆抡妫唤⒘讼鄳?yīng)的設(shè)計步驟和流程并通過算例對設(shè)計方案的可行性和設(shè)計方法的有效性進行了驗證；完成了相應(yīng)實驗平臺硬件部分的搭建和軟件部分的初步調(diào)試。隨后提出伺服差動輪系減速平衡集成裝置SDGT。此裝置由扭矩補償單元和減速單元組成。其中扭矩補償單元是由差動輪系與伺服電機組成用于實現(xiàn)扭矩平衡功能；減速單元是由兩級行星齒輪傳動組成用于實現(xiàn)減速功能。因減速單元與扭矩補償單元集成于同一獨立整體中故集成度為第三級。本文對此裝置的設(shè)計理念進行了具體的描述；通過分析扭矩補償單元的平衡原理提出了獨立設(shè)計差動輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)、獨立設(shè)計伺服電機輸入函數(shù)以及集成設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)與輸入函數(shù)三種優(yōu)化方法；采用學(xué)習(xí)控制算法進行了控制伺服電機實現(xiàn)扭矩波動補償?shù)姆抡?；建立了相?yīng)的設(shè)計步驟和流程通過算例對設(shè)計方案的可行性和設(shè)計方法的有效性進行了驗證。最后提出非圓齒輪減速平衡集成裝置NGD。此裝置通過利用兩對可產(chǎn)生變化傳動比函數(shù)的非圓齒輪將減速功能與扭矩平衡功能融合為一體故其集成度為第四級也即最高級。本文對此裝置的設(shè)計理念進行了具體的描述；通過分析扭矩平衡原理提出了獨立設(shè)計兩級非圓齒輪傳動的傳動比函數(shù)和集成設(shè)計非圓齒輪傳動比函數(shù)與變速軸轉(zhuǎn)動慣量兩種優(yōu)化方法；建立了相應(yīng)的設(shè)計步驟和流程通過算例對設(shè)計方案的可行性和設(shè)計方法的有效性進行了驗證；完成了兩對非圓齒輪的設(shè)計加工和整個裝置的樣機研制并進行了初步的調(diào)試。與減速器類似本文所提出的新型裝置具有結(jié)構(gòu)獨立安裝拆卸方便的特點且可在不影響機器正常工作的情況下平衡系統(tǒng)的扭矩其中SDGT和NGD兩種方案還可同時滿足機器減速的需求。在此系列裝置中OATBD、IATBD和SDGT三種方案均引入了伺服控制系統(tǒng)且都具有通用性可實現(xiàn)扭矩波動的柔性補償當(dāng)工作機發(fā)生改變或機器外部工況和內(nèi)部參數(shù)發(fā)生變化時所提出裝置仍可主動地平衡機器的扭矩波動。NGD方案則是純機械式的裝置可在滿足機器減速比設(shè)計需求的同時利用非圓齒輪傳動所主動產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速波動效應(yīng)來平衡機器的輸入扭矩。綜合而言本論文提出一種新概念的集扭矩平衡功能與減速功能于一體的設(shè)計思想并據(jù)此進行了系統(tǒng)的主動扭矩平衡裝置與減速器集成設(shè)計研究所提出的新型裝置為推進扭矩平衡方法的工程應(yīng)用提供了一個新的技術(shù)途徑。

簡介：液力減速器是應(yīng)用較為廣泛的一種車輛輔助制動裝置。研究大功率液力減速器的設(shè)計方法與制動力矩控制技術(shù)，對提升重型車輛的行駛安全性與制動舒適性，提高我國液力減速器系統(tǒng)自主設(shè)計水平具有重要意義。本文基于車輛傳動國家重點實驗室基金項目，對大功率液力減速器的優(yōu)化設(shè)計與制動力矩控制方法進行研究。主要工作包括基于CATIA的二次開發(fā)平臺，根據(jù)一維束流理論建立了液力減速器三維參數(shù)化設(shè)計模塊。根據(jù)性能指標(biāo)，選取合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)，快速生成相應(yīng)的實體模型。對三維參數(shù)化設(shè)計模塊生成的液力減速器流道進行網(wǎng)格劃分，通過CFD計算仿真獲取液力減速器內(nèi)流場特性及制動力矩特性，確定液力減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)，并以樣機試驗驗證性能。根據(jù)CFD仿真得到的壓力場，基于有限元理論分析減速器結(jié)構(gòu)強度，并改進了定輪結(jié)構(gòu)，保證其結(jié)構(gòu)強度。整體而言，本文對液力減速器設(shè)計采用了以CFD為主，一維束流理論為輔的思路。根據(jù)性能指標(biāo)與若干預(yù)定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，基于一維束流理論初選減速器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用三維建模軟件的二次開發(fā)功能，實現(xiàn)參數(shù)化的液力減速器設(shè)計與自動建模，避免了大量的人工計算，簡化了繁復(fù)的實體建模過程。分析了液力減速器充放油液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，基于AMESIM對其進行精確建模，通過仿真分析了系統(tǒng)特性。本文根據(jù)一維束流理論推導(dǎo)出液力減速器工作壓力的基本規(guī)律。對試驗獲得的工作壓力數(shù)據(jù)進行詳細(xì)的統(tǒng)計分析，首次提出了液力減速器充油壓力與排油過流面積對其工作壓力具有影響。以獲得的特性規(guī)律為基礎(chǔ)，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于試驗數(shù)據(jù)獲得了工作壓力的辨識模型，并獲得了良好的外推能力。這種建模方法為目前理論難以解決的建模問題提供了新的思路。建立了整車制動動力學(xué)模型，基于聯(lián)合仿真進行了整車制動仿真與液力減速制動力矩控制分析，與樣機系統(tǒng)制動試驗進行對比分析，驗證了仿真模型的準(zhǔn)確性?；诜抡娣治稣{(diào)整液力減速器充放油控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合PID控制算法，獲得的了良好的恒制動力矩控制效果。首次在液力減速器恒力矩控制上提出了一種模糊并聯(lián)PID控制算法，并基于遺傳算法優(yōu)化獲取了最優(yōu)控制參數(shù)。根據(jù)仿真結(jié)果，該控制算法對于不同制動工況具有優(yōu)于PID控制算法的適應(yīng)能力。

簡介：該文將在考慮機械系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上建立了比較實用的機械系統(tǒng)可靠性設(shè)計模型以齒輪減速器傳動系統(tǒng)為例進行了詳細(xì)地分析在傳統(tǒng)相關(guān)性分析過程中通常以相關(guān)系數(shù)Ρ作為判據(jù)來決定功能函數(shù)的互相包含關(guān)系但這種做法是有偏頗的在該文中提出了新的判據(jù)用以判定能否忽略某些功能函數(shù)并且將應(yīng)力強度干涉模型進一步發(fā)展為強度干涉模型和應(yīng)力應(yīng)力干涉模型以便進一步簡化系統(tǒng)可靠性計算模型在該文的最后采用蒙特卡洛模擬法進行檢驗計算驗證了模型的合理性蒙特卡洛模擬法的結(jié)果證明通過該文實例計算得出的系統(tǒng)可靠度比現(xiàn)有的模型得出的系統(tǒng)可靠度高1222﹪計算結(jié)果與實際相符程度大大提高

簡介：行星齒輪傳動因其具有單位體積承載能力大、傳動效率高、傳動比大等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于各種高速重載設(shè)備的傳動機構(gòu)上。封閉差動式行星齒輪傳動是多級行星齒輪傳動常用的一種結(jié)構(gòu)形式，相比于一般的行星齒輪傳動其結(jié)構(gòu)更加緊湊，因而單位體積承載能力更強。目前市場上還沒有見到我國自主研發(fā)的封閉差動式行星齒輪減速器的成型產(chǎn)品，為了打破國外在大型高速重載傳動設(shè)備上的壟斷，提高我國機械產(chǎn)品的競爭力，本文以封閉差動式行星齒輪減速器為研究對象，在大量閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻和理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，利用傳統(tǒng)設(shè)計方法和現(xiàn)代分析手段進行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真研究。本文的主要工作內(nèi)容如下1利用傳統(tǒng)設(shè)計理論對所要研究的封閉差動式行星齒輪減速器的主要構(gòu)件進行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計計算，對齒輪嚙合中容易受損的齒面和齒根進行齒面接觸強度校核和齒根彎曲強度校核，并對系統(tǒng)的核心構(gòu)件柔性銷進行強度校核最后根據(jù)設(shè)計得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立行星齒輪減速器的三維模型。2利用多體系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件ADAMS對導(dǎo)入的行星齒輪減速器三維模型進行整機的運動學(xué)分析，將仿真得到的傳動比與理論計算值進行對比，二者數(shù)值相同修改約束后進行多剛體動力學(xué)分析，將仿真得到的各級齒輪嚙合副的嚙合力與理論計算值進行對比，發(fā)現(xiàn)數(shù)值有一定波動，這是由于輪齒在不同的嚙合位置嚙合力不同以及嚙合時有沖擊碰撞所造成的。3利用大型有限元分析軟件ANSYS對第二級行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)中承載較大的系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)件柔性銷進行靜力學(xué)有限元仿真分析以及對理論計算中應(yīng)力較大的第一級行星齒輪傳動的太陽輪與行星輪這一對齒輪嚙合副進行三維有限元接觸分析，仿真結(jié)果均能夠滿足相應(yīng)的強度要求。4在多剛體系統(tǒng)動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，考慮系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)件柔性銷的彈性變形，利用有限元分析軟件ANSYS對柔性銷進行柔性化處理，得到柔性銷的模態(tài)中性文件，導(dǎo)入ADAMS中進行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真分析，得到柔性體柔性銷的應(yīng)力云圖，其最大值比靜力學(xué)有限元仿真結(jié)果稍大，但遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力將齒輪副嚙合力仿真結(jié)果與多剛體系統(tǒng)動力學(xué)分析的仿真結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)使用剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M行動力學(xué)仿真所得到的嚙合力曲線的數(shù)值波動明顯比使用剛體模型進行動力學(xué)仿真得到的嚙合力曲線的數(shù)值波動要小很多。封閉差動式行星齒輪減速器因其使用了集成式柔性銷軸承這一構(gòu)件從而有效減小了齒輪接觸時的峰值載荷，相比于一般的行星齒輪減速器具有更強的單位體積承載能力。本文以國內(nèi)外重載設(shè)備中普遍使用的行星齒輪減速器的性能參數(shù)為例介紹了封閉差動式行星齒輪減速器的設(shè)計計算和仿真分析方法，為以后該類型產(chǎn)品的深入研究和實際生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。