剛?cè)狁詈闲行驱X輪減速器仿真研究.pdf

1、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(xiàn)

2、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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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

3、齒輪減速器三維模型進(jìn)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(jìn)行對比，二者數(shù)值相同;修改約束后進(jìn)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(jìn)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(jìn)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

4、動的太陽輪與行星輪這一對齒輪嚙合副進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行對

5、比，發(fā)現(xiàn)使用剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)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(jìn)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