基于挖掘机行走液压马达总成的特性研究

发布时间：2017-06-01 03:19

  本文关键词：基于挖掘机行走液压马达总成的特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近些年随着国家经济的高速发展,基础设施建设和房地产等行业持续升温,工程机械的需求与日俱增。作为核心部件的液压马达总成,是挖掘机等工程机械的重要组成部分。挖掘机液压马达减速总成是将轴向柱塞马达、控制阀组、减速机构三大部分集成于一个整体。由于挖掘机液压马达减速总成的功率密度比较大,这对挖掘机液压马达减速总成的设计制造提出了较高要求。同时,考虑到液压马达减速总成的体积小和重量轻、承载能力大,功率高效化、抗冲击与振动等的技术要求,所以挖掘机液压马达减速总成中的减速机构通常采用行星轮减速机构和摆线轮减速机构,而综合考虑经济性和技术成熟性,挖掘机液压马达减速总成大多采用行星轮减速机构。对于挖掘机而言,无论是行走机构、回转机构、提升机构大多均采用行星齿轮减速机构来传递速度和力矩。齿轮的失效和损伤经常会造成系统或整机产生不同程度的故障,可能导致重大生产安全事故。因此,研究减速机齿轮特性能为提高机械传动系统性能等提供理论依据。目前企业对行星齿轮减速器的研发一般都停留在传统的设计和测试方法,这不仅严重地制约了其研发进度,而且还使得其研发成本较高,使得其在市场的竞争优势不是很明显。利用计算机辅助设计和计算机辅助工程技术对液压马达总成中行星减速机的齿轮啮合系统进行分析,不仅为该机构相关零部件结构改进以及物理样机的测试提供了理论依据,而且还缩短了研发周期,节约了成本,提高了竞争力,因此其具有重要的理论和现实意义。本文在研究挖掘机行走液压马达减速总成的特点时,以某型号挖掘机行走减速机为对象,在UG软件中建立了行星齿轮减速机的各零件部分的三维模型,并根据实际物理位置进行虚拟装配体,再将此虚拟装配体导入到ADAMS软件中搭建其虚拟样机。通过对该虚拟样机进行运动学和动力学仿真分析,可得到的各机构的速度、各啮合齿轮的接触力以及接触力的频域分析等相关数据和曲线。之后再将模型导入到ANSYS Workbench环境中,对行星减速机的关键零部件进行模态分析,得到该零件的固有频率和振型。并进行减速机行星轮系静力学有限元分析和行星轮系的动态有限元分析,得出相应应力云图和变形云图等。最后,对总成中的液压马达进行建模,在AMESim中调试运行,得到液压马达的相应曲线和结论。
【关键词】：行走减速总成 ADAMS 仿真分析 液压马达 特性研究
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU621
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 论文研究背景及意义9-10
• 1.2 行星齿轮传动机构的产生背景10-11
• 1.3 行星传动机构的特点11-12
• 1.4 国内外研究发展的现状12-14
• 1.4.1 国外研究发展的现状12-13
• 1.4.2 国内研究发展的现状13-14
• 1.5 课题研究的目的与意义14-15
• 1.6 主要的研究内容15-16
• 1.7 本章小结16-17
• 第二章 总成中减速机相关的理论分析及零部件三维建模和虚拟装配17-33
• 2.1 挖掘机行走总成中减速机的理论分析17-21
• 2.1.1 行星机构传动的减速比理论计算17-19
• 2.1.2 行星减速机齿轮传动的受力分析19-21
• 2.1.3 减速机各级轮系重合度的理论计算21
• 2.2 UG三维建模软件的介绍21-23
• 2.2.1 UG的发展历程简介22
• 2.2.2 UG软件所包括的常用模块22-23
• 2.3 三维模型的建立方法23-28
• 2.3.1 UG软件的三维建模方法23
• 2.3.2 非标准件的建模方法23
• 2.3.3 参数化建模方法23-28
• 2.3.3.1 渐开线变位圆柱齿轮参数化建模24-28
• 2.3.4 完成的减速机零部件的三维模型28
• 2.4 减速机的虚拟装配28-32
• 2.4.1 减速机的整机虚拟装配29-31
• 2.4.2 减速机虚拟装配体的检查31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 液压马达总成中减速机部分虚拟样机的建立及运动学与动力学仿真分析33-55
• 3.1 虚拟样机技术的产生和概念33-35
• 3.1.1 虚拟样机技术的产生33
• 3.1.2 虚拟样机技术的概念及分类33-34
• 3.1.3 ADAMS软件的简介34
• 3.1.4 ADAMS多刚体系统的组成34-35
• 3.2 ADAMS中减速机虚拟样机的搭建35-36
• 3.3 行走总成中减速机的运动学与动力学仿真分析36-54
• 3.3.1 减速机的运动学仿真36-40
• 3.3.2 减速机的动力学仿真40-54
• 3.3.2.1 减速机零件材料的定义40
• 3.3.2.2 动力学仿真中积分器的选择40-41
• 3.3.2.3 各级齿轮间碰撞参数的设定41-43
• 3.3.2.4 负载转矩参数的确定43-44
• 3.3.2.5 运动激励及负载转矩的施加44-45
• 3.3.2.6 动力学仿真分析的结果45-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 马达总成的有限元分析55-79
• 4.1 有限元分析的概况55
• 4.2 ANSYS Workbench的简介55-56
• 4.2.1 ANSYS Workbench的特点55-56
• 4.2.2 ANSYS Workbench环境下有限元分析的一般步骤56
• 4.3 基于ANSYS Workbench的总成中行星架模态与静力学分析56-64
• 4.3.1 模态分析的基础57-58
• 4.3.2 行星架模态分析步骤及结果58-62
• 4.3.3 行星架的静力学分析及结果62-64
• 4.4 基于ANSYS Workbench的总成中齿轮接触有限元分析64-77
• 4.4.1 齿轮接触有限元分析基础64-67
• 4.4.1.1 接触有限元分析概述64-65
• 4.4.1.2 Workbench中非线性问题求解算法65-66
• 4.4.1.3 接触类型及接触行为66-67
• 4.4.2 单对齿轮副的有限元分析及结果云图67-70
• 4.4.3 二级行星轮系齿轮接触的有限元分析及结果云图70-75
• 4.4.3.1 行星传动机构均载系数的研究70-72
• 4.4.3.2 行星轮系的有限元分析步骤72-73
• 4.4.3.3 行星轮系的有限元分析的结果云图73-75
• 4.4.4 二级行星轮系齿轮动态接触的有限元分析及结果云图75-77
• 4.5 本章小结77-79
• 第五章 基于AMESim的马达总成中液压马达的特性研究79-91
• 5.1 AMESim的软件介绍79-80
• 5.2 马达（泵）单个柱塞建模80-83
• 5.3 变量活塞缸的控制阀AMESim的建模83-84
• 5.4 液压马达的整体建模及仿真结果84-89
• 5.5 本章小结89-91
• 第六章 总结与展望91-93
• 6.1 总结91
• 6.2 工作展望91-93
• 致谢93-95
• 参考文献95-99
• 附录99-103
• 附录A：作者在攻读硕士学位期间发表的论文清单99-101
• 附录B：作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目清单101-103

【共引文献】

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本文编号：411507