盾构刀盘多小齿轮和大齿轮并联传动动力学分析

发布时间：2021-04-14 04:15

　　土压平衡盾构机广泛应用于地下空间的开发利用,盾构刀盘驱动系统是其关键部件之一。刀盘的转动是由液压马达带动减速器、减速器带动小齿轮,继而驱动大齿轮转动,从而驱动刀盘转动的。目前,对减速器的动力学研究较多,而因为多个小齿轮和大齿轮传动系统与刀盘相连接,直接受到刀具掘进过程中的冲击载荷作用,易发生偏载、共振和断齿等现象,力学机理复杂,很少有人对此进行深入研究。本文通过广泛调研,分析了土压平衡盾构掘进刀盘扭矩的计算方法,研制了刀盘驱动系统实验平台,并通过理论分析、仿真模拟和试验方法,深入研究了刀盘驱动系统末端三个小齿轮和大齿轮并联传动的力学行为,取得的主要研究成果如下:（1）根据土压平衡盾构驱动系统实验平台的技术要求,通过分析计算,研制了一台模型盾构机。（2）在考虑了弯扭耦合振动的情况下,建立了单齿轮副的集中参数模型,将其推广到了盾构机三个小齿轮和大齿轮并联传动的模型中,建立了盾构机齿轮传动的集中参数模型。通过分析齿轮传动的特点,得到了基于梯形波的齿轮副啮合刚度。（3）运用有限元软件ABAQUS,建立了盾构机三个小齿轮和大齿轮的约束模态有限元模型,分析了齿轮系统的固有频率和振型;建立了齿轮啮合... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

盾构机实物图

图 2.1 盾构实验平台实物图2.3 土压平衡盾构机主驱动系统2.3.1 主驱动系统性能要求土压平衡盾构机刀盘主驱动系统为了能够实现大的减速比和输出扭矩，通常要采用多个动力源同时驱动，并经过多级齿轮减速装置减速增扭。刀盘驱动一般由变频电机或液压马达、多级行星齿轮减速器、小齿轮和大齿轮减速单元组成，其系统组成见图 2.2。电机或马达的动力经由大功率行星齿轮减速器后传递给小齿轮，多个小齿轮同时和大齿轮啮合传动，大齿轮将动力汇聚后，带动刀盘做旋转运动。

图 2.1 盾构实验平台实物图平衡盾构机主驱动系统驱动系统性能要求平衡盾构机刀盘主驱动系统为了能够实现大的减速比和输出扭个动力源同时驱动，并经过多级齿轮减速装置减速增扭。刀盘机或液压马达、多级行星齿轮减速器、小齿轮和大齿轮减速单成见图 2.2。电机或马达的动力经由大功率行星齿轮减速器后个小齿轮同时和大齿轮啮合传动，大齿轮将动力汇聚后，带动


本文编号：3136639