盾构主减速机齿轮热分析及接触疲劳寿命研究
发布时间：2021-08-17 21:42
现代隧道盾构施工对盾构机的寿命要求越来越高。盾构刀盘主驱动减速机作为刀盘驱动系统的核心部件,满足一定的设计寿命要求是盾构顺利掘进的保障。随着盾构市场的日益增长,主减速机国产化势在必行,而国产主减速机发热严重这一问题必须得到解决。齿轮受到疲劳损伤是主减速机不可避免的现象,而齿轮发热又与其接触疲劳寿命息息相关,因此有必要对主减速机齿轮的发热及接触疲劳寿命开展研究。本文以设计用于成都某地铁盾构施工的主减速机为研究对象,研究主减速机齿轮在工作中的发热以及温升给齿轮的啮合和接触疲劳寿命带来的影响。论文的主要内容如下:1、通过计算盾构机在掘进工况下的刀盘扭矩,确定了主减速机的载荷,结合NGW行星齿轮传动的机构原理,分析得到了各级齿轮间传递的扭矩及转速的计算模型。2、利用齿轮啮合原理、赫兹理论、摩擦学等知识分析得到齿轮在各啮合点的相对滑动速度、接触应力以及摩擦系数,建立了啮合齿面各点的平均摩擦热流密度计算模型。3、运用传热学和流体力学等知识确定了齿轮各表面的导热条件及相应的对流换热系数计算方法,并利用ANSYS建立相应有限元分析模型,通过数值仿真得到了主减速机各齿轮的本体稳态温度场。4、从主减速机齿...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盾构刀盘主驱动减速机盾构刀盘主驱动减速机（下面简称主减速机，见图1-1）是盾构主机中的关键设备，
大齿圈传递给主减速机。研究盾构刀盘在掘进中的阻力矩，结合盾构刀盘主驱速机结构原理，对主减速机各级齿轮进行理论受力分析，可为主减速机齿轮的接触疲劳寿命分析提供基础。构刀盘驱动系统基本结构及原理构隧道掘进机，简称盾构机（shield machine）。它是一种软土地层隧道开挖施工程机械，现代盾构掘进机是结合电气、测量、导向、液压、信息技术及材料的产物，它集土体开挖、土碴输送、管片拼装及测量导向等多种功能于一身，道工程专用大型高科技综合施工设备。土压平衡（earth pressure balance）盾PB 盾构。EPB 盾构适用于多种非硬岩地层隧道开挖，它通过控制土舱内压力挖掌子面压力。EPB 盾构主要由刀盘、盾壳、推进系统、刀盘驱动、管片拼装机封系统、后配套设备构成，见图 2-1。
第8页西南交通大学硕士研究生学位论文.1.1 EPB 盾构刀盘驱动系统刀盘驱动系统是 EPB 盾构的重要组成部分，负责驱动刀盘转动，并与盾构推进系统同工作使刀盘完成掘进工作。虽然盾构的刀盘工作转速不高，但由于地质构造复杂、盘作业直径较大，刀盘驱动系统需具备大功率、大转矩、抗冲击及转速双向连续可调特点。刀盘驱动系统主要由主轴承、驱动小齿轮、刀盘主减速机、驱动电机（或液压达）等组成，刀盘通过刀盘连接法兰安装在主轴承上，见图 2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构机发展趋势分析[J]. 李云山,刘放. 一重技术. 2018(01)
[2]盾构减速机损坏原因及维护浅析[J]. 瞿加俊. 水利水电施工. 2016(02)
[3]盾构主驱动减速机国产化开发研究[J]. 刘金祥,陈馈,孙尚贞,冯欢欢. 隧道建设. 2014(08)
[4]中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路[J]. 王梦恕. 隧道建设. 2014(03)
[5]盾构主驱动减速机失效原因分析[J]. 常孔磊,赵新合,李大伟. 隧道建设. 2014(02)
[6]中国盾构技术的创新与突破[J]. 洪开荣,陈馈,冯欢欢. 隧道建设. 2013(10)
[7]我国已是世界上公路隧道最多、发展最快的国家——中国公路学会隧道工程分会理事长蒋树屏在2013年全国公路隧道学术交流会开幕式上的讲话（摘录）[J]. 本刊记者. 隧道建设. 2013(10)
[8]标准渐开线齿廓热变形的变化特性研究[J]. 陈允睿,赵军,孔明. 机械传动. 2013(05)
[9]盾构机刀盘驱动多级行星齿轮传动系统的多目标优化[J]. 秦大同,赵勇. 中国机械工程. 2012(01)
[10]Ansys多点约束技术的应用[J]. 张会杰,祝兵,高飞. 甘肃科技. 2007(02)
博士论文
[1]基于动力学的盾构机行星传动系统的可靠性研究[D]. 赵勇.重庆大学 2011
[2]土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D]. 肖正明.重庆大学 2011
[3]土压平衡盾构机关键参数与力学行为的计算模型研究[D]. 管会生.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]某变速器齿轮的动态特性分析及疲劳寿命研究[D]. 李海鹏.南京理工大学 2017
[2]基于多重分形与灰色模型的渐开线圆柱齿轮接触寿命预测[D]. 颜天晓.太原理工大学 2016
[3]纯电动汽车两挡自动变速箱齿轮接触疲劳寿命研究[D]. 黄青青.合肥工业大学 2016
[4]某型直升机主减速器直齿轮疲劳寿命估算方法研究[D]. 丁晟.中南大学 2014
[5]定日镜行星齿轮减速器热分析及试验研究[D]. 王聪聪.重庆大学 2013
[6]渐开线直齿圆柱齿轮参数化修形研究与应用软件开发[D]. 杜金成.东北大学 2012
[7]航空发动机齿轮修形研究与接触分析[D]. 陆瑞成.东北大学 2012
[8]电动轮轮边减速器的优化设计研究及有限元分析[D]. 李洋.山东大学 2012
[9]基于热网络法的行星减速器热分析[D]. 黄飞.南京航空航天大学 2011
[10]航空发动机高速齿轮接触有限元分析[D]. 鲁永建.沈阳航空工业学院 2010
本文编号：3348555
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盾构刀盘主驱动减速机盾构刀盘主驱动减速机（下面简称主减速机，见图1-1）是盾构主机中的关键设备，
大齿圈传递给主减速机。研究盾构刀盘在掘进中的阻力矩，结合盾构刀盘主驱速机结构原理，对主减速机各级齿轮进行理论受力分析，可为主减速机齿轮的接触疲劳寿命分析提供基础。构刀盘驱动系统基本结构及原理构隧道掘进机，简称盾构机（shield machine）。它是一种软土地层隧道开挖施工程机械，现代盾构掘进机是结合电气、测量、导向、液压、信息技术及材料的产物，它集土体开挖、土碴输送、管片拼装及测量导向等多种功能于一身，道工程专用大型高科技综合施工设备。土压平衡（earth pressure balance）盾PB 盾构。EPB 盾构适用于多种非硬岩地层隧道开挖，它通过控制土舱内压力挖掌子面压力。EPB 盾构主要由刀盘、盾壳、推进系统、刀盘驱动、管片拼装机封系统、后配套设备构成，见图 2-1。
第8页西南交通大学硕士研究生学位论文.1.1 EPB 盾构刀盘驱动系统刀盘驱动系统是 EPB 盾构的重要组成部分，负责驱动刀盘转动，并与盾构推进系统同工作使刀盘完成掘进工作。虽然盾构的刀盘工作转速不高，但由于地质构造复杂、盘作业直径较大，刀盘驱动系统需具备大功率、大转矩、抗冲击及转速双向连续可调特点。刀盘驱动系统主要由主轴承、驱动小齿轮、刀盘主减速机、驱动电机（或液压达）等组成，刀盘通过刀盘连接法兰安装在主轴承上，见图 2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]盾构机发展趋势分析[J]. 李云山,刘放. 一重技术. 2018(01)
[2]盾构减速机损坏原因及维护浅析[J]. 瞿加俊. 水利水电施工. 2016(02)
[3]盾构主驱动减速机国产化开发研究[J]. 刘金祥,陈馈,孙尚贞,冯欢欢. 隧道建设. 2014(08)
[4]中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路[J]. 王梦恕. 隧道建设. 2014(03)
[5]盾构主驱动减速机失效原因分析[J]. 常孔磊,赵新合,李大伟. 隧道建设. 2014(02)
[6]中国盾构技术的创新与突破[J]. 洪开荣,陈馈,冯欢欢. 隧道建设. 2013(10)
[7]我国已是世界上公路隧道最多、发展最快的国家——中国公路学会隧道工程分会理事长蒋树屏在2013年全国公路隧道学术交流会开幕式上的讲话（摘录）[J]. 本刊记者. 隧道建设. 2013(10)
[8]标准渐开线齿廓热变形的变化特性研究[J]. 陈允睿,赵军,孔明. 机械传动. 2013(05)
[9]盾构机刀盘驱动多级行星齿轮传动系统的多目标优化[J]. 秦大同,赵勇. 中国机械工程. 2012(01)
[10]Ansys多点约束技术的应用[J]. 张会杰,祝兵,高飞. 甘肃科技. 2007(02)
博士论文
[1]基于动力学的盾构机行星传动系统的可靠性研究[D]. 赵勇.重庆大学 2011
[2]土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D]. 肖正明.重庆大学 2011
[3]土压平衡盾构机关键参数与力学行为的计算模型研究[D]. 管会生.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]某变速器齿轮的动态特性分析及疲劳寿命研究[D]. 李海鹏.南京理工大学 2017
[2]基于多重分形与灰色模型的渐开线圆柱齿轮接触寿命预测[D]. 颜天晓.太原理工大学 2016
[3]纯电动汽车两挡自动变速箱齿轮接触疲劳寿命研究[D]. 黄青青.合肥工业大学 2016
[4]某型直升机主减速器直齿轮疲劳寿命估算方法研究[D]. 丁晟.中南大学 2014
[5]定日镜行星齿轮减速器热分析及试验研究[D]. 王聪聪.重庆大学 2013
[6]渐开线直齿圆柱齿轮参数化修形研究与应用软件开发[D]. 杜金成.东北大学 2012
[7]航空发动机齿轮修形研究与接触分析[D]. 陆瑞成.东北大学 2012
[8]电动轮轮边减速器的优化设计研究及有限元分析[D]. 李洋.山东大学 2012
[9]基于热网络法的行星减速器热分析[D]. 黄飞.南京航空航天大学 2011
[10]航空发动机高速齿轮接触有限元分析[D]. 鲁永建.沈阳航空工业学院 2010
本文编号：3348555
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