基于ANSYS的立磨行星齿轮系统柔性特征分析

发布时间：2017-05-24 11:15

  本文关键词：基于ANSYS的立磨行星齿轮系统柔性特征分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：立式辊磨机简称立磨,用于水泥生料、水泥熟料、矿渣加工等,要求传动系统结构紧凑,结构配置紧凑、工作可靠,在加工过程中常有超载和冲击。行星齿轮减速器带动立磨机磨盘转动粉碎物料,是立磨传动关键部件,本文对基于柔性销均载机构的立磨行星齿轮减速器做深入分析。通常行星齿轮在行星架上的安装采用双支撑形式,本文研究一种柔性销均载机构,它在行星架上悬臂伸出,和套筒组成双悬臂梁系统。通过有限元软件ANSYS,基于APDL参数化设计语言,建立柔性销均载机构系统模型。本文研究柔性销均载原理,分析了影响柔性柔性销均载机构整体位移及其影响柔性销均载机构整体位移的因素。分析柔性销行星齿轮强度,为研究行星齿轮均载系数提供理论基础。这种结构可以在行星轮之间实现更好的载荷分配,提高齿轮正确啮合的概率,有效减少不均载。从渐开线直齿圆柱齿轮的原理出发,详细介绍运用ANSYS的APDL参数化设计语言建立行星齿轮系统模型的方法,进一步建立基于柔性销均载机构的行星齿轮系统几何模型和基于六面体单元的有限元模型,六面体单元构成的有限元模型可以极大地提高求解精度和有限元模型高速收敛速度,正确设置有限元模型接触对,为行星齿轮减速器的优化设计提供基础。对减速器齿轮系统进行精确的强度分析,求解行星齿轮齿根弯曲强度,并与经典力学计算结果进行比较,为进一步研究柔性销均载机构均载效果、求解柔性销行星齿轮不均载系数和行星齿轮模态分析提供可靠基础。存在加工和装配误差的情况下,求解基于柔性销均载机构的行星齿轮系统中各个行星齿轮之间的不均载系数,并将其结果和太阳轮浮动的行星齿轮系统中各个行星齿轮之间的不均载系数进行比较,准确计算减速器行星齿轮在不同制造和装配误差时行星齿轮间的不均载系数,对以柔性销为均载装置的减速器新产品的开发奠定了扎实的分析基础。在建立的柔性销均载机构有限元模型和行星齿轮有限元模型的基础上,基于ANSYS模态求解方法,对有限元模型进行模态分析,得到柔性销均载机构和行星齿轮固有频率和各阶固有频率对应的振型,为进行基于柔性销均载机构的行星齿轮系动力学分析的基础。针对柔性销均载机构受载时的变形特性实验制定实验方案,设计柔性销均载机构试件,制定实验步骤。利用ANSYS对柔性销均载机构进行仿真实验,为柔性销均载机构实验奠定基础。
【关键词】：立磨机 行星齿轮系 参数化建模 非线性有限元 不均载系数 柔性销
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题研究的背景和意义13-14
• 1.1.1 课题研究的背景13-14
• 1.1.2 课题研究的意义14
• 1.2 国内外同类课题研究现状及发展趋势14-16
• 1.2.1 行星齿轮传动技术应用现状14-15
• 1.2.2 齿轮强度计算方法概述15
• 1.2.3 误差和齿轮传递特性的研究概述15-16
• 1.2.4 行星齿轮传动发展展望16
• 1.3 本文的主要研究内容16-17
• 第二章 柔性销均载机构静力学分析17-35
• 2.1 有限元分析技术17-21
• 2.1.1 有限元法基本思想17
• 2.1.2 有限元法分类17-18
• 2.1.3 有限元方法实现过程18-19
• 2.1.4 ANSYS及APDL语言介绍19-21
• 2.2 柔性销均载机构介绍21-25
• 2.2.1 传统双支撑行星架21-22
• 2.2.2 柔性销的介绍22-24
• 2.2.3 磨机柔性销强度分析24-25
• 2.3 柔性销有限元模型的建立25-30
• 2.3.1 ANSYS建模方法25
• 2.3.2 定义材料属性和单元选择25-26
• 2.3.3 有限元模型的参数化编程26-30
• 2.4 柔性销静力学分析30-32
• 2.4.1 强度分析和位移分析30-31
• 2.4.2 影响柔性销整体变形的因素及其结果分析31-32
• 2.5 本章小结32-35
• 第三章 柔性销均载机构行星齿轮系统强度分析35-53
• 3.1 齿轮强度分析概述35
• 3.2 行星齿轮强度计算35-38
• 3.2.1 行星齿轮受力分析35-36
• 3.2.2 行星齿轮齿根弯曲强度计算36-38
• 3.3 基于APDL的直齿轮参数化建模38-41
• 3.3.1 渐开线关键点坐标的确定38-40
• 3.3.2 定义单元类型和材料属性40
• 3.3.3 约束及其载荷定义40-41
• 3.4 齿轮接触定义41-44
• 3.5 行星齿轮参数化编程44-48
• 3.6 齿轮强度结果分析48-51
• 3.6.1 施加几何边界条件48-49
• 3.6.2 设置分析选项及其求解49-51
• 3.7 本章小结51-53
• 第四章 行星齿轮系统不均载系数求解53-61
• 4.1 不均载概述53
• 4.2 不均载的研究现状53-54
• 4.3 基于太阳轮浮动的行星齿轮均载研究54-57
• 4.3.1 边界条件定义54-55
• 4.3.2 求解结果分析55-57
• 4.4 柔性销行星齿轮系统均载系数求解57-60
• 4.4.1 边界条件定义57
• 4.4.2 求解结果分析57-58
• 4.4.3 结果比较分析58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 行星齿轮系统模态分析61-69
• 5.1 模态分析简介61-62
• 5.2 模态分析过程62-63
• 5.2.1 建模62
• 5.2.2 设置分析选项62-63
• 5.3 柔性销均载机构模态分析63-65
• 5.4 柔性销均载机构行星齿轮模态分析65-67
• 5.5 本章小结67-69
• 第六章 柔性销均载机构虚拟实验69-81
• 6.1 实验概述69
• 6.2 实验试件设计及实验设备选用69-75
• 6.2.1 柔性销试件结构的设计69-70
• 6.2.2 实验用套筒设计70-71
• 6.2.3 锁紧工装设计71-73
• 6.2.4 液压机的选取及其参数73-74
• 6.2.5 固定螺栓选用74-75
• 6.3 实验方法及实验装配75-77
• 6.3.1 实验装配75-76
• 6.3.2 位移和应力测量方法76-77
• 6.4 有限元虚拟实验计算结果77-79
• 6.5 本章小结79-81
• 第七章 结论81-83
• 7.1 结论81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 作者简介87
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文87-89
• 致谢89-90

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