基于虚拟样机的旋转平台传动系统的动力学分析

发布时间：2020-10-10 05:05

　　随着钢铁行业的不断进步,机械设备日益向着轻量化、高速、高精度方向发展,这样就使得变形在机械设备中显得越来越突出。传动部件作为机械设备的必要组成部分,其设计的好坏对机械设备的运行精度有决定性的影响,特别是机械零部件的变形会影响到整个传动系统的工作性能和运行精度,从而对整个机械设备的性能也有很大影响。在传统的设计阶段,常常因为没有很好地考虑机械零部件的变形,使得其它相关系统的设计也会受到影响,所以传统的方法已经无法满足要求。在传动系统动力学分析过程中引入虚拟样机技术,可以实现计算机对机械设备在实际工况下的仿真模拟,并运用刚柔耦合模拟其零部件的变形情况,得到仿真输出参数和结果,以此来估计和推断实际运行的各种数据,此方法对机械传动系统进行动态分析和结构设计有一定的参考价值。本论文针对某钢厂高线集卷站设备回转平台的传动系统,主要研究了以下内容: (1)根据现场图纸及测得的数据分析了回转平台传动系统的结构、运动及动力。 (2)利用Pro/E参数化的建模方法建立了传动系统的三维模型。 (3)将三维模型导入ADAMS中,建立了回转平台传动系统的虚拟样机,并通过角速度和齿轮啮合力验证了所建立虚拟样机系统的正确性;对系统的实际运行情况进行仿真,分析了输出角速度和角位移曲线。 (4)利用Pro/E和ANSYS将低速轴进行柔性化,将模态中性化文件导入ADAMS中,建立了系统刚柔耦合虚拟样机模型;对模型进行仿真,得到系统的输出角速度、角位移曲线,并与刚性化下仿真得到的数据进行对比分析;分析了ADAMS的输出应力图,并将其中生成的载荷文件导入ANSYS中进行应力分析,通过应力分析结果对比验证了所建立的柔性件以及ADAMS中的应力分析结果的正确性,为虚拟样机技术在回转平台传动系统中的应用提供了依据。本论文的研究介绍了应用Pro/E建立模型,应用ADAMS和ANSYS进行虚拟样机的柔性化动力学分析以及对柔性件进行应力分析的方法,借助各软件的数据交换接口,充分利用了CAD软件和CAE软件的优点,提高了设计与分析的精度。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH132
【部分图文】：

系统结构图,系统结构,回转平台,卸卷小车

如图 2.1 所示为集卷站系统结构布局简图。升降台旋转平台卸卷小车图 2.1 集卷站系统结构布局简图2.1.2 回转平台结构与传动系统布局回转平台结构简图如图 2.2 所示。其中回转平台绕竖直轴作±180°往复旋转运动。运动传递路线为：液压马达→减速机→小齿轮→齿圈→平台。图 2.2 回转平台结构简图6

回转平台,卸卷小车,旋转平台

升降台旋转平台卸卷小车图 2.1 集卷站系统结构布局简图回转平台结构与传动系统布局回转平台结构简图如图 2.2 所示。其中回转平台绕竖直轴作±180°往复旋转运动递路线为：液压马达→减速机→小齿轮→齿圈→平台。

旋转平台,平台

表 2.2 减速机主要参数表额定输出扭矩 5200Nm最大输出扭矩 9000Nm最大转速 1400 r/m额定减速比 1㑳25安全系数 2.5传动系统在旋转平台加速、减速、制动时，惯性大，具有滞后性。使轴在传动中容易发生变形，从而对轴的传动造成一定影响，使回易出现芯轴不在垂直位置的情况。出现“过传动”或“欠传动”现轴承受较大的应力，容易产生断裂、大变形等，影响设备的正常运台的运动与动力学分析站回转平台总体转动惯量计算简图平台包括平台，在平台下部添加的圆衬板，卷轴（2 个）及满载条简图如图 2.3 所示。

【引证文献】