多齒輪并聯(lián)驅動機械系統(tǒng)偏載特性實驗與仿真研究.pdf

1、多齒輪并聯(lián)驅動機械系統(tǒng)是利用多個小齒輪驅動一個大齒輪,形成功率分流,是一種多點嚙合傳動機械系統(tǒng),特別適用于大扭矩,低轉速等應用場合。這種傳動形式廣泛應用于盾構掘進機的回轉系統(tǒng)。這種冗余并聯(lián)驅動方式固然能夠提供巨大的驅動力,但由于在生產(chǎn)裝配過程中,不可避免產(chǎn)生的制造和安裝誤差,以及驅動電機不同的安裝布置形式會使各個驅動支路傳遞的載荷大小不均勻,造成驅動電機偏載,嚴重的偏載會造成生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此,有必要對多齒輪并聯(lián)傳動系統(tǒng)的載荷傳遞特性

2、進行研究,分析驅動電機不同布置形式對系統(tǒng)均載特性的影響,為工程實踐提供參考。
　　本文通過多齒輪并聯(lián)驅動回轉系統(tǒng)力傳遞實驗,建立多齒輪并聯(lián)傳動系統(tǒng)的有限元計算模型,進行系統(tǒng)的模態(tài)分析和靜力學、動力學載荷傳遞分析,研究了三個小齒輪不同安裝布置形式對系統(tǒng)均載特性的影響。最后建立了系統(tǒng)的集中參數(shù)模型,定義多齒輪并聯(lián)傳動系統(tǒng)的均載系數(shù),利用Matlab/Simulink進行動力學仿真,研究分析了重合度、小齒輪支承剛度以及安裝布置形式對系統(tǒng)

3、均載特性的影響。結果表明重合度和小齒輪支撐剛度越大,系統(tǒng)的均載性越好;270°-180°-60°和180°-60°-0°兩種布置形式系統(tǒng)均載性較好,270°-180°-0°和270°-60°-0°兩種布置形式系統(tǒng)均載性較差。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先以模擬盾構機實驗平臺的多齒輪并聯(lián)驅動回轉系統(tǒng)為對象,建立多齒輪同步驅動機械系統(tǒng),設計完成相應的控制軟件,采用實驗平臺的加載器施加空載、扭矩和彎扭耦合三種不同的工況,通過控制軟件實現(xiàn)驅

4、動電機的主、同兩種不同控制方式,通過變換驅動電機的安裝位置實現(xiàn)三個驅動電機四種不同安裝布置形式,分析研究不同工況、不同控制形式和不同安裝位置下驅動電機的載荷傳遞特性。
　　其次利用有限元軟件ABAQUS建立試驗臺回轉系統(tǒng)有限元分析模型,通過系統(tǒng)的模態(tài)分析研究機械系統(tǒng)在約束工況下自身固有特性對傳動偏載的影響,設置不同的載荷施加方式實現(xiàn)純扭矩和彎扭耦合兩種不同的工況,分析小齒輪變載荷工況下,四種不同的布置形式下力傳遞特性,并建立多齒輪