横轴式截割减速器动态分析与优化设计

发布时间：2023-10-01 23:10

　　研制高性能大功率横轴式掘进机是现今掘进行业的主流方向,作为横轴式掘进机的核心动力传递部件,横轴式截割减速器的设计质量直接决定着整机的实际截割能力及效率。本文以某公司研制的某型横轴式掘进机截割部减速器为研究对象,借助ADAMS动力学仿真、BP神经网络、遗传算法、多元线性回归分析、多目标优化设计、ANSYS有限元分析等理论和技术,开展针对其齿轮传动系统的动态特性分析及优化设计研究,在满足设计要求的前提下,实现该横轴式截割减速器轻量化设计及工作稳定性、可靠性之提升。本文具体研究内容如下:(1)基于相关手册及设计理论,在给定设计要求下,开展横轴式截割减速器齿轮传动系统初步设计及校核,并采用SoldWorks 三维设计软件进行横轴式截割减速器齿轮传动系统零部件三维造型及虚拟装配，形成横轴式截割减速器齿轮传动系统三维模型,为后续分析及优化提供基础模型。(2)基于ADAMS建立横轴式截割减速器齿轮传动系统虚拟样机模型,借此开展系统运动及动力学仿真,分析各级齿轮传动模数、齿宽系数等结构参数对系统动力学特性的影响,并基于多元线性回归分析开展各结构参数对系统动力学特性影响的灵敏度分析,获得各参数对系统动力...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展概况
        1.2.1 掘进机发展概况
        1.2.2 齿轮传动分析及设计技术发展概况
    1.3 主要研究内容
2 横轴式截割减速器齿轮传动系统设计及三维建模
    2.1 横轴式截割减速器齿轮传动系统总体设计方案
    2.2 横轴式截割减速器齿轮传动系统参数设计
    2.3 横轴式截割减速器齿轮传动系统三维建模及虚拟装配
        2.3.1 各零部件的三维建模
        2.3.2 虚拟装配及干涉分析
    2.4 本章小结
3 基于ADAMS的横轴式截割减速器齿轮传动系统动力学仿真分析
    3.1 虚拟样机及ADAMS软件简介
    3.2 横轴式截割减速器齿轮传动系统虚拟样机模型
        3.2.1 模型简化及导入
        3.2.2 模型参数设置
    3.3 横轴式截割减速器齿轮传动系统运动及动力学仿真分析
        3.3.1 系统动力学方程
        3.3.2 求解设置
        3.3.3 仿真结果分析
    3.4 仿真模型检验
    3.5 齿轮结构参数对系统动载特性的影响分析
        3.5.1 齿轮模数对系统动载特性的影响分析
        3.5.2 各级齿轮齿宽系数对系统动载特性的影响分析
        3.5.3 各级齿轮压力角对动载特性的影响分析
        3.5.4 第Ⅰ级齿轮传动螺旋角对系统动载特性的影响分析
    3.6 齿轮结构参数对系统动载特性影响的灵敏度分析
    3.7 本章小结
4 基于神经网络及遗传算法的齿轮传动系统动态特性计算
    4.1 BP神经网络及遗传算法简介
        4.1.1 BP神经网络基本理论
        4.1.2 BP算法数学模型
        4.1.3 遗传算法基本理论
        4.1.4 遗传算法基本操作
    4.2 GA-BP神经网络设计
    4.3 GA-BP神经网络训练及验证
    4.4 本章小结
5 横轴式截割减速器齿轮传动系统结构优化设计
    5.1 多目标优化设计方法
    5.2 横轴式截割减速器齿轮传动系统优化设计模型
        5.2.1 设计变量及目标函数
        5.2.2 约束条件
    5.3 优化设计流程及结果
    5.4 优化设计结果分析
        5.4.1 优化结果静力学分析
        5.4.2 优化结果模态分析
        5.4.3 截割减速器齿轮传动系统轴类零部件及行星架静态分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 对今后研究工作的展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3849620