基于磁流变机械软起动变扭变速器的设计研究

发布时间：2017-05-04 18:08

  本文关键词：基于磁流变机械软起动变扭变速器的设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对目前机械软起动变速器存在的结构复杂、造价高等问题,通过研究提出了“一种基于磁流变机械软起动变扭变速器”的技术方案,该技术方案能够较好的实现在不脱离负载的情况下电动机直接起动。论文主要研究如下:首先,通过对带负载机械软起动变速器工作要求的研究,确立了带负载由低速大扭矩逐渐递增变速行星轮系机械软起动技术方案。在此基础上分别研究构建了行星轮系系统动力学模型、磁流变制动器制动力矩模型和机械软起动变扭变速器机电耦合系统动力学模型。其次,对机械软起动变扭变速器的行星齿轮系统和磁流变制动器等关键结构进行了研究设计。分析了行星齿轮传动的工作条件,包括传动比条件、邻接条件、同心条件、装配条件,对行星齿轮系统尺寸进行了设计和校核;同时研究设计了一种多盘线圈内置式磁流变制动器结构。最后,利用有限元对行星架进行了仿真实验。以行星架质量最轻为优化目标,采用多目标遗传算法获得的行星架质量较传统算法减轻约17%;对齿轮轴进行了模态分析,计算得到的齿轮轴转速远低于其一阶临界转速,齿轮轴不会出现共振现象。利用有限元建立了磁流变制动器的仿真模型,获得了磁感线分布图和磁感应强度分布云图,仿真结果表明能较好的满足设计要求;再利用多体动力学仿真软件Adams对行星齿轮系统进行了动力学仿真分析,获得了系统前十一阶固有频率和频率响应曲线,为实际应用提供理论依据。
【关键词】：磁流变 变扭变速器 机械软起动 动力学模型
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 概论10-20
• 1.1 课题来源及研究意义10
• 1.2 国内外现状10-18
• 1.2.1 气动式软起动变速器11-12
• 1.2.2 液压式软起动变速器12-15
• 1.2.3 机电式软起动变速器15-16
• 1.2.4 机电液式软起动变速器16-18
• 1.3 本课题主要研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 第二章 机械软起动变速器方案设计20-31
• 2.1 机械软起动变速器传动方案20-25
• 2.1.1 传动方案一20-21
• 2.1.2 传动方案二21-23
• 2.1.3 传动方案三23-24
• 2.1.4 方案对比分析24-25
• 2.2 制动器方案25-29
• 2.2.1 磁粉制动器方案25-26
• 2.2.2 磁流变制动器方案26-27
• 2.2.3 电流变液制动器方案27-28
• 2.2.4 方案对比分析28-29
• 2.3 基于磁流变机械可控软起动方案29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 传动系统力学建模31-48
• 3.1 行星齿轮传动受力分析31-32
• 3.2 行星齿轮系统动力学32-42
• 3.2.1 一对齿轮副扭转振动32-33
• 3.2.2 行星齿轮系统振动模型33-35
• 3.2.3 行星齿轮系统构件间相对位移分析35-37
• 3.2.4 行星齿轮系统微分方程37-38
• 3.2.5 行星齿轮系统的动力学方程38-42
• 3.3 磁流变制动器制动力矩计算42-44
• 3.3.1 磁流变液本构方程42-43
• 3.3.2 制动力矩计算43-44
• 3.4 系统动力学分析44-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 机械软起动变速器关键结构设计48-61
• 4.1 行星齿轮传动系统设计48-53
• 4.1.1 行星齿轮系统均载机构48-49
• 4.1.2 行星齿轮系统工作条件49-51
• 4.1.3 行星齿轮系统尺寸设计和校核51-53
• 4.2 磁流变制动器设计53-60
• 4.2.1 磁流变制动器结构设计53-57
• 4.2.2 磁流变制动器磁路设计57-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第五章 机械软起动变速器仿真和优化61-79
• 5.1 行星架有限元仿真61-63
• 5.2 行星架优化设计63-68
• 5.2.1 约束条件及目标函数64
• 5.2.2 优化过程64-68
• 5.2.3 优化结果68
• 5.3 齿轮轴模态分析68-72
• 5.3.1 模态分析理论69-70
• 5.3.2 齿轮轴模型70
• 5.3.3 模态分析结果70-72
• 5.3.4 齿轮轴临界转速校核72
• 5.4 磁场仿真72-75
• 5.4.1 电磁场基本理论72-73
• 5.4.2 磁流变制动器模型73-74
• 5.4.3 载荷及边界条件的设定74
• 5.4.4 仿真结果分析74-75
• 5.5 行星齿轮系统动力学仿真75-78
• 5.5.1 动力学模型的建立76-77
• 5.5.2 动力学模型的求解77-78
• 5.6 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-83
• 6.1 总结79-81
• 6.2 可能存在的问题及展望81-83
• 参考文献83-87
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著87-88
• 致谢88-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 蒋科军;刘成晔;;车用磁流变液离合器设计及性能仿真[J];计算机仿真;2011年08期

2 徐晓美;曾才民;;圆筒式磁流变液离合器设计的理论研究[J];机械传动;2009年06期

3 张庚云;刘伟;;CST软起动技术在大功率刮板输送机上的应用[J];煤矿机械;2012年03期

4 张述坤;李素梅;;带式输送机CST控制系统的仿真分析[J];煤矿机械;2013年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 马燕平;一种新型行星式软起动方法的研究[D];苏州大学;2007年

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本文编号：345544