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盾构机DGZ6主减速器非线性有限元分析
| 论文题名： | 盾构机DGZ6主减速器非线性有限元分析 |
| 关键词： | 盾构机;行星齿轮系;参数化建模;非线性有限元;不均载系数;二次开发 |
| 摘要： | 盾构机用于地下工作、空间小、工况恶劣、受载大、常有超载和冲击，要求传动系统结构紧凑，传动比大，工作可靠，行星齿轮减速器是盾构机传动用关键部件，本文对行星齿轮减速器做了深入的力学特性分析。 从渐开线直齿圆柱齿轮的原理出发，详细论述了如何运用ansys的APDL参数化设计语言进行齿轮组的系统参数化三维建模，如何对齿轮进行合理分块，建立基于六面体单元的有限元模型，从而可以通过修改如齿数、模数、压力角等几个主要的齿轮特征参数，来实现对不同尺寸的齿轮系进行高速建模。介绍了如何用APDL语言建立行星架和行星齿轮轴，并完成六面体单元构成的有限元模型的建立。六面体单元构成的有限元模型可以实现有限元模型高速收敛，极大地提高求解精度，从而为行星齿轮减速器的优化设计奠定扎实的基础。介绍了变位齿轮系的中心距的数值求解方法(超越方程的数值解法)，用于齿轮系的正确装配。有限元模型接触对的设置方法，相关实常的有效设置。 巧妙地采用了周期对称分析的方法来减少齿轮系统的有限元模型，可以减少求解时间，节约计算成本和加快产品开发速度；为了对减速器齿轮系统进行精确的强度分析，研究了双侧板的行星架和行星齿轮轴的变形对齿轮强度的影响，本文进行了如下的分析：对纯齿轮系进行单独的强度分析；考虑行星齿轮轴变形的齿轮系的强度分析；考虑行星架和行星齿轮轴的齿轮系的强度分析；并对以上三种分析结果进行比较，深入分析行星齿轮轴和行星架的变形对行星齿轮系的应力状况的影响，提供了优化设计的思路。 对含有三个、四个、五个、六个行星齿轮的行星齿轮系统实现了参数化建模；应用非线性有限单元法，求解存在有加工和装配误差的情况时，行星齿轮系统中各个行星齿轮之间的不均载系数，并将其结果和实验相比较(结果吻合)，从而可以准确计算本文所分析的减速器在不同制造和装配误差时行星齿轮间的不均载系数，对后期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。 基于vc++和ansys的APDL参数化设计语言，开发了行星齿轮系统在有制造和装配误差时的不均载系数求解软件，以便于设计时，很方便的确定公差带的范围，从而可以减少制造成本，提高主减速器的性能(公差带值太大，行星齿轮系统中各个行星齿轮之间受力严重不均，导致性能恶化，公差带太小，制造成本太高)。 基于ls-dyna软件对齿轮对进行了动力学分析，为受刚度激励、误差激励、和齿轮啮合冲击激励的齿轮减速器的分析奠定了良好的基础。 |
| 作者： | 陈为欢 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张晓霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳建筑大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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