低速重载行走减速器总体设计研究

发布时间：2017-10-29 15:33

  本文关键词：低速重载行走减速器总体设计研究

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【摘要】：在工程机械、风电、高铁和基础设施等领域的快速发展推动下，国内齿轮传动行业朝着低速重载、高速重载的方向发展，整机性能的提高及市场激烈的竞争对齿轮传动系统的经济性、可靠性和寿命等提出了更高的要求。行星轮系在传动领域应用越来越广泛，由于行星轮系具有质量小、传动比范围大、功率密度大、体积小、传动平稳及传动效率高等特点，并且有效利用了输入与输出同轴性，结构功率分流性及合理采用内啮合承载能力高和内齿轮的空间容积小；因而，封闭差动机构形式的行星轮系不仅适合了挖掘机行走减速器空间容积限制的要求，而且满足了低速大转矩、大功率传动的要求。行走减速器是液压履带式挖掘机行走系统中重要的传动部件，长期在潮湿、高温、酸碱的工况下作业，其设计性能的好坏对挖掘机整机性能和工作效率有很大的影响；并且行走减速器在工作过程中故障率较高，属于典型的易损件；因而采用科学合理的方法对行走减速器关键参数的优化、载荷处理及总体设计研究具有重要的现实意义。 本文的主要从以下几个方面对行走减速器行星传动系统进行了研究工作，在设计封闭差动行星轮系的过程中，齿数比的分配是否合理决定了各级承载能力与减速器总体积的大小；因此本文以各级等接触强度的设计准则，综合考虑齿宽系数d、不均载系数K、行星轮个数Np及径向尺寸在对减速器体积寻优过程中对齿数比分配的影响；并以接触强度因子kf计算公式为基础建立了以体积和径向尺寸为目标的优化数学模型。在对齿数比的优化过程中，采用了穷举法的优化算法对相邻两级外径之比、齿宽系数之比及各级行星轮个数进行全局搜索方式；并在MATLAB软件中编制优化程序实现齿数比的最优分配。齿数比的合理分配是各个齿轮设计载荷计算的基础，齿轮疲劳当量设计载荷的确定是以零件S-N曲线、线性累积损伤理论、疲劳等效损伤理论为理论基础；运用Miner理论和AGMA当量扭矩载荷计算法对原始载荷谱当量处理，按照封闭差动轮系各个齿轮的扭矩和转速与齿数比的函数关系，，将输入端的载荷持续分布谱（LDD谱）转化到每个齿轮的实际的载荷持续分布谱（LDD谱）；最后运用行星轮系齿数匹配等条件确定齿轮的各宏观参数的总体设计研究。 本文针对封闭差动形式行星轮系总体设计研究的方法与理论不仅适合于挖掘机的行走减速器，还适合于风电、轨道交通、航空等领域及掘进机、起重机等其它工程机械的齿轮传动的设计领域。
【关键词】：低速重载 设计载荷 封闭差动 等接触强度 载荷持续分布
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 前言10-11
• 1.2 课题研究的背景、目的及意义11-14
• 1.2.1 课题研究的背景11-13
• 1.2.2 课题研究的目的和意义13-14
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势14-16
• 1.4 本文研究的内容及研究方法16-18
• 第2章 行走减速器传动比的优化18-30
• 2.1 行走减速器的传动方式及特点18-20
• 2.1.1 行走减速器的传动方式18-19
• 2.1.2 行走减速器的结构特点19-20
• 2.2 基于等接触强度的传动比分配原理20-29
• 2.2.1 以体积最优为准则的传动比分配原理24-25
• 2.2.2 以径向尺寸最优为准则的传动比分配原理25-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 齿轮疲劳载荷处理分析30-45
• 3.1 疲劳载荷处理30-32
• 3.2 设计载荷的分析32-44
• 3.2.1 设计载荷的分析原理和方法32-38
• 3.2.2 行走减速器各齿轮设计载荷分析方法38-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 行走减速器总体参数的设计45-52
• 4.1 分度圆的设计45-48
• 4.2 模数的设计48
• 4.3 齿数的设计48-49
• 4.4 变位系数的设计49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第5章 六吨挖掘机行走减速器的设计与校核52-66
• 5.1 传动比的优化分配52-56
• 5.1.1 优化设计目标函数52-53
• 5.1.2 优化模型应用及分析53-56
• 5.2 各级齿轮设计载荷的分析56-58
• 5.3 总体参数的设计58-63
• 5.4 齿轮强度校核63-64
• 5.5 本章小结64-66
• 第6章 结论与展望66-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 个人简历74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1113617