轮边减速器齿轮疲劳寿命预测和均载性研究

发布时间：2018-01-11 16:00

本文关键词：轮边减速器齿轮疲劳寿命预测和均载性研究　出处：《吉林大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：驱动桥轮边减速器是装载机传动系的重要组成部分，具有减速增扭和优化整个传动系统动力匹配的作用，其传动性能决定装载机的牵引能力和零件的可靠性。保证轮边减速器行星齿轮的正常工作是装载机正常运行、减少经济损失的前提之一。疲劳破坏是齿轮失效的主要形式之一，本文的研究正是在这一背景下，结合产学研合作项目“5吨装载机驱动桥齿轮元件强度计算”，以行星传动齿轮为研究对象，综合运用概率统计、机械疲劳分析理论以及齿轮动力学，对行星传动齿轮系的疲劳寿命问题进行仿真分析，以及对齿数对行星传动均载性的影响特性进行研究。主要研究和结论如下：（1）以装载机多工况半轴实测载荷为依据，对载荷信号进行统计处理和分段合成，应用POT外推方法将子样载荷谱外推到全寿命周期内的载荷谱，，并进行了多工况载荷谱的合成，编制了行星传动系太阳轮六个作业段的疲劳载荷谱。（2）利用ROMAX疲劳分析软件对行星传动系齿轮进行疲劳寿命预测，计算出太阳轮的寿命为4857小时，行星轮的寿命为7535.1小时，理论寿命大于实际寿命；由于实际加工制造条件不能满足设计要求，造成齿轮寿命的折减，本文研究了载荷特性、齿根圆角、齿根圆角粗糙度、齿轮啮合错位对行星传动系各齿轮寿命的影响。（3）对行星传动齿轮系进行静态有限元分析，计算静态载荷下太阳轮、行星轮和齿圈的齿根接触应力和齿面弯曲应力，研究齿数对各齿轮应力的影响规律，计算了行星轮的均载系数，结果表明齿数影响齿轮应力和行星的轮均载性，提出了行星传动系齿轮齿数的匹配方法，太阳轮齿数和齿圈齿数为行星轮个数的整数倍。（4）设计了一种轮边减速器行星传动改进方案，太阳轮和齿圈齿数是16和64是行星轮个数的整数倍，同时保证原方案与改进方案的结构尺寸和齿轮应力大体一致；对两种方案进行动态应力分析，得到了太阳轮的齿根弯曲应力、太阳轮偏移量、行星轮啮合力以及行星轮均载系数随时间的变化规律，结果表明：改进方案的行星轮载荷均匀，最大齿根弯曲应力降低了20%，验证了新方案的优点。本文研究是一项具有实际意义的工作，所编制的载荷谱是齿轮进行疲劳设计和寿命预测的依据；行星轮系齿轮寿命估算结果为轮边减速器疲劳设计和维修保障提供了参考，相关因素对齿轮寿命影响分析结果为齿轮设计和加工工艺的改进提供依据；通过研究齿数对行星轮均载性的影响，提出齿数匹配方法，对改进轮边减速器的性能具有很好的指导作用。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH132.46

【参考文献】