采煤机截割部行星齿轮传动系统齿轮轴心位置偏差均载特性分析

发布时间：2020-03-24 03:12

【摘要】：采煤机是煤炭开采的主要机械设备。其工作环境恶劣,如果运行过程出现故障就会导致整个采煤工作的中断,并且维修环境恶劣。所以需要采煤机能够持续稳定的工作。而采煤机截割部行星齿轮减速器作为采煤机重要的传动系统,其稳定性与可靠性影响着采煤机的整体效率。行星齿轮减速器依靠多个行星轮的功率分流作用实现承受较大的载荷的功能。但是由于安装、制造误差与冲击振动等原因,使得行星齿轮系统的均载性降低。容易导致应力集中、加快磨损、使用寿命降低等问题。本文基于齿轮轴心位置偏差对系统均载特性的影响进行分析。首先,从静力学角度理论分析了行星齿轮减速器的结构与工作原理,计算系统的传动比、系统特征频率、齿间啮合力,并根据赫兹理论与胡克定律分析了齿轮在额定工况下的轮齿应力分析与轮齿的形变计算。其次,研究了在行星型齿轮传动系统中制造与安装误差、构件的浮动对系统均载特性的影响。对系统各个误差静力学均载特性进行分析,尤其考虑齿轮轴心偏差对系统均载性的影响。并重点研究行星轮、太阳轮轴心位置偏差对均载特性的影响。然后,从动力学的角度出发,利用ADAMS建立行星齿轮传动系统的多体动力学模型,分析系统的动态均载特性。对行星齿轮系统的行星架进行柔性化分析,建立刚柔耦合系统。进行刚柔耦合系统与刚性系统的对比仿真分析,分析刚柔耦合系统对受力与均载性能的提高,并且分别研究太阳轮、行星轮轴心位置偏差对动态均载特性的影响。最后,在得到轴心位置偏差与均载性能的协调优化关系的范围之内。利用ANSYS Workbench对齿轮轴心位置发生偏移的齿轮系统进行有限元接触力学分析,得到齿轮的应力应变云图,保证在优化设计后的齿轮接触强度满足强度要求。并对系统进行简要的模态分析,保证行星齿轮系统不会因为优化构件而产生共振。
【图文】：

行星齿轮减速器,采煤机

Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＮＧＷ邋ｐｌａｎｅｔａｒｙ邋ｇｅａｒ邋ｒｅｄｕｃｅｒ逡逑本文以ＮＧＷ型行星齿轮传动系统为研宄对象，对其运动进行分析。系统逡逑的结构简图如图２－１所示。其结构包括输入、执行、输出三个部分。由电机驱逡逑动输入轴转动，输入轴与太阳轮是集成的一体化设计。输入轴带动太阳轮的转逡逑动。通过齿轮的啮合作用，太阳轮将转动带动行星轮的转动。行星轮在自转的逡逑同时，也绕太阳轮的进行公转。行星齿轮通过轴承等固定件固定在行星架上。逡逑并且星轮与内齿轮相互啮合，内齿圈固定在箱体上构成系统的固定装置。行星逡逑架与输出轴的集成体为行星齿轮系统的输出装置。逡逑２．１．２行星齿轮传动系统简介及其参数逡逑ＭＧ－１３７０采煤机是设计适用于年产３００万吨［４５］以上的高产高效的大功率电逡逑牵引采煤机。其截割部传动系统的稳定性与可靠性影响着采煤机的整体开采效逡逑率。采煤机截割部传动系统是由行星齿轮与多级定轴直齿轮组成的。起着功率逡逑分流功能的行星齿轮传动系统的性能更是要氋度可靠。以ＭＧ－１３７０采煤机截割逡逑部行星齿轮传动系统为本文的研宄对象，对行星齿轮传动系统工况参数如表２－１逡逑所示：逡逑表２－１行星齿轮减速器的工况参数逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ｐｌａｎｅｔａｒｙ邋ｇｅａｒ邋ｒｅｄｕｃｅｒ逡逑输入功率逦输入轴转速逦行星轮个数逦行星齿轮减速器逡逑／ＫＷ逦／ｒｇｍ逦传动比逡逑５４２逦６７０逦４逦５．０５逡逑由于采煤机截割部行星齿轮减速器是个复杂系统

渐开线,压力角,半径

Ｆｉｇ．２－２邋Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ｉｎｖｏｌｕｔｅ逡逑上点Ｋ的半径。其压力角４为此渐^u线与其共据Ａ邋ＢＯＫ可以得出：逡逑ｃｏｓａｋ邋＝邋—ｒｋ逡逑ｔ＿ｋ邋＝邋！Ｘｋ＋ｅｋｈ逦ｒｂ逡逑６ｋ邋＝邋ｔａｎａｋ邋－邋ａｋ压力角ａ决定，用来表示渐开线，其极坐ｉｎｖａｋ邋＝０ｋ邋＝邋ｔａｎａｋ邋—邋ａｋ逡逑＜逦ｒｈ逡逑ｒｋ＝＾７ｋ逡逑
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD421.6

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