双行星立磨减速机动态啮合性能仿真及可靠性分析

发布时间：2017-08-22 02:27

  本文关键词：双行星立磨减速机动态啮合性能仿真及可靠性分析

  更多相关文章： 立磨减速机 修形参数优化 啮合性能 疲劳可靠性 共振可靠性

【摘要】：立式磨机广泛运用于煤炭、水泥、化工等矿山机械生产行业,减速机作为立式磨机的关键部件,对立式磨机的综合性能有着重要的影响。随着科学技术的发展,立式磨机正朝着轻量化、大功率、低振动、高可靠性的方向发展,这对减速机的动态响应、啮合性能及可靠性提出了更高的要求。然而,双行星立磨减速机齿轮系统承受的动载荷较为复杂,且齿轮传动部件可能发生疲劳破坏和共振失效,将严重影响立磨减速机的正常运行。因此,对双行星立磨减速机开展动态啮合性能的仿真及可靠性分析具有重要的理论意义和工程实用价值。本论文来源于国家科技支撑计划项目。对双行星立磨减速机齿轮系统的动态激励、修形参数优化、振动特性、疲劳及共振可靠性等问题开展了较为全面的研究。论文的主要研究工作如下:(1)在ANSYS软件中,采用APDL建立了双行星立磨减速机齿轮系统有限元模型,通过模态分析求得齿轮系统的固有频率及固有振型。在此基础上,采用模态叠加法对齿轮系统进行动响应分析,得到系统的振动位移、振动速度和振动加速度,并绘制了各评价点的时域及频域振动曲线。(2)借助ROMAX软件,建立了双行星立磨减速机传动系统的模型,分析了行星级齿轮副的传动误差、齿面载荷及轮齿应力分布;采用遗传算法,对行星级齿轮副进行修形参数优化,得到最优修形量,对比分析了优化前后齿轮副的啮合性能及减速机的动态响应。(3)对于双行星立磨减速机传动系统,采用一次二阶矩法对锥齿轮副、行星轮系的弯曲疲劳可靠性、接触疲劳可靠性及灵敏度进行了分析;利用蒙特卡洛法分析了两级行星架的静强度可靠性及灵敏度;建立了传动系统的疲劳可靠性模型,计算了传动系统的疲劳可靠度。(4)建立了双行星立磨减速机结构系统参数化有限元模型,选取材料参数、尺寸参数作为随机输入变量,将激励频率与固有频率的接近程度设定成输出变量,通过响应面法构建输入与输出的近似关系式,而后利用蒙特卡洛模拟技术进行抽样,统计得出结构系统的共振可靠性及灵敏度。
【关键词】：立磨减速机 修形参数优化 啮合性能 疲劳可靠性 共振可靠性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题学术意义及实用意义9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 轮齿修形的研究现状9-11
• 1.2.2 齿轮系统动态激励及振动特性研究现状11-13
• 1.2.3 可靠性分析的研究现状13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-17
• 2 双行星立磨减速机模态及动响应分析17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 齿轮系统振动分析理论17-19
• 2.2.1 模态分析17-18
• 2.2.2 动态响应分析18-19
• 2.3 立磨减速机有限元建模及模态分析19-22
• 2.3.1 减速机参数化建模19
• 2.3.2 减速机轴承刚度分析19-20
• 2.3.3 减速机模态分析20-22
• 2.4 齿轮系统内部动态激励数值模拟22-28
• 2.4.1 锥齿轮副刚度激励23-24
• 2.4.2 锥齿轮副误差激励24
• 2.4.3 锥齿轮副啮合冲击激励24-25
• 2.4.4 各级齿轮副内部动态激励25-28
• 2.5 立磨减速机动态响应分析28-32
• 2.6 本章小结32-33
• 3 双行星立磨减速机啮合性能分析及修形参数优化33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 立磨减速机齿轮副啮合性能分析33-37
• 3.2.1 传动误差及轮齿载荷33-34
• 3.2.2 齿面及齿根应力分析34-37
• 3.3 立磨减速机齿轮副修形参数优化37-40
• 3.3.1 遗传算法的工作原理37
• 3.3.2 齿轮副修形原理37-38
• 3.3.3 行星级齿轮副修形参数优化38-40
• 3.4 优化后减速机啮合性能及动响应分析40-49
• 3.4.1 优化后立磨减速机啮合性能分析40-43
• 3.4.2 优化后立磨减速机动响应分析43-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 双行星立磨减速机传动系统疲劳可靠性分析51-69
• 4.1 引言51
• 4.2 机械可靠性分析基本方法51-55
• 4.2.1 疲劳可靠性模型及灵敏度分析51-52
• 4.2.2 概率分布和分布参数52-54
• 4.2.3 可靠性及灵敏度分析方法54-55
• 4.3 立磨减速机齿轮可靠性及灵敏度分析55-59
• 4.3.1 齿轮弯曲疲劳可靠性及灵敏度分析55-57
• 4.3.2 齿轮接触疲劳可靠性及灵敏度分析57-59
• 4.4 立磨减速机行星架可靠性及灵敏度分析59-65
• 4.4.1 行星架可靠性分析模型59-61
• 4.4.2 行星架可靠度分析61-64
• 4.4.3 行星架灵敏度分析64-65
• 4.5 立磨减速机传动系统疲劳可靠性分析65-66
• 4.5.1 系统可靠性经典模型65-66
• 4.5.2 双行星立磨减速机传动系统可靠性66
• 4.6 本章小结66-69
• 5 双行星立磨减速机结构系统共振可靠性分析69-81
• 5.1 引言69
• 5.2 机械系统共振可靠性及灵敏度分析方法69-71
• 5.2.1 共振问题失效分析69-70
• 5.2.2 ANSYS概率设计技术70-71
• 5.3 立磨减速机结构系统共振可靠性及灵敏度分析71-79
• 5.3.1 系统共振失效范围71
• 5.3.2 结构系统共振可靠性分析模型71-72
• 5.3.3 结构系统共振可靠性分析72-76
• 5.3.4 结构系统共振灵敏度分析76-79
• 5.4 本章小结79-81
• 6 结论与展望81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 展望82-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-91
• 附录91
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录91
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目91
• C. 作者在攻读学位期间获得的奖励91

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本文编号：716561