簡介：掘進機是一種主要用于破碎煤巖的機械，可以在同一時間內(nèi)完成截割煤巖、裝載轉(zhuǎn)載、噴霧除塵及自動行走等功能的一種采掘機械，廣泛應用于煤礦、隧道、地鐵等領域。截割部的行星減速器作為掘進機的一個重要組成部分，其最大的功能就是通過齒輪嚙合機構將電機輸出來的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送到截割頭，故其工作性能的好壞決定了一臺掘進機在工作時的截割能力，在工作環(huán)境和工作強度滿足的條件下，要求減速器具有較大的傳動比及傳動效率，同時具有較小的體積和質(zhì)量，擁有良好的工作穩(wěn)定性。本文主要研究EBZ160型懸臂式掘進機截割部行星減速器的各項性能，通過結合PROE、ADAMS、ANSYS等軟件，對該減速器進行設計研究，運用虛擬樣機技術，對截割減速器進行運動學及動力學仿真，對減速器里面的關鍵部件進行瞬態(tài)動力學分析、靜力學分析、模態(tài)分析及疲勞壽命分析，以保證掘進機能夠正常工作，同時也為截割減速器的優(yōu)化設計提供一定的理論依據(jù)。首先，本文對掘進機目前的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢進行概述，在充分了解掘進機各方面性能、結構特點和工作原理的情況下，對掘進機截割減速器進行系統(tǒng)的分析，以期達到最佳結果。其次，通過PROE軟件，對掘進機截割減速器各零件進行三維實體建模并將這些零件進行虛擬裝配，裝配完成后對裝配體進行干涉檢查，確保無干涉后才能進行下一步的深入研究。再次，將截割減速器的虛擬樣機模型導入到ADAMS中對其進行運動學仿真，將仿真得到的各零件轉(zhuǎn)速及各級傳動比與理論計算值進行比較，看該減速器的運動規(guī)律是否符合實際情況。同時對該減速器進行動力學仿真，考慮截割減速器在高轉(zhuǎn)速定負載作用下各零件運動及受力情況，看其運動規(guī)律及受力情況是否正確，并在此基礎上對減速器在低轉(zhuǎn)速變負載作用下進行動力學仿真，得出減速器在工作過程中各零件所受到的實際作用力，為后續(xù)有限元分析提供充分的數(shù)據(jù)依據(jù)。最后，對截割減速器的關鍵零件進行分析，應用ANSYS軟件對第一級行星齒輪進行靜力學分析、模態(tài)分析及彎曲疲勞壽命分析對截割減速器的第二級行星架進行靜力學分析、模態(tài)分析應用ANSYSWKBENCH對第二級行星傳動機構進行瞬態(tài)動力學分析，驗證截割減速器內(nèi)部各零部件是否滿足強度要求及使用需求。

簡介：諧波齒輪傳動利用柔性單元的彈性變形波進行動力傳遞，具有結構簡單、零件少、體積小、同時嚙合的齒數(shù)多、傳動精度高、實現(xiàn)零側隙傳動、承載能力高，傳動比范圍大等優(yōu)點。柔輪在動力傳遞過程中受載荷作用產(chǎn)生周期性變形，嚙合載荷沿圓周呈非均勻分布，與柔輪中性線不相切。柔輪發(fā)生周向扭轉(zhuǎn)變形的同時，還要產(chǎn)生一定的徑向變形，在交變應力的作用下易于疲勞損壞。針對諧波齒輪傳動存在著易發(fā)生疲勞的問題，對諧波齒輪傳動的負載工況進行了瞬態(tài)動力學仿真分析。并在瞬態(tài)分析結果的基礎上，研究了不同長寬比的復合材料層對柔輪應力、應變的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下1）模擬橢圓波發(fā)生器安裝進柔輪的過程，對額定負載工況下諧波齒輪傳動進行瞬態(tài)動力學仿真分析，采用動力松弛方法優(yōu)化了系統(tǒng)的瞬態(tài)阻尼比。得到了柔輪在橢圓凸輪式波發(fā)生器作用下的位移變形規(guī)律和額定工況下柔輪齒圈的運動軌跡。結果表明在波發(fā)生器和負載的共同作用下，柔輪的應力分布并不關于波發(fā)生器的長軸對稱，而是關于波發(fā)生器圓心對稱，即柔輪在負載作用下產(chǎn)生了畸變，由于其扭轉(zhuǎn)變形導致柔輪的最大等效應力出現(xiàn)在柔輪齒圈齒根處，柔輪杯身的應力則相對較小。2）根據(jù)柔輪額定工況下的受力及變形情況，采用等效彎曲剛度方法，建立了復合材料對稱層合板的彎曲剛度優(yōu)化模型，得到了最優(yōu)的彎曲層合參數(shù)。3）在確定復合層厚度、層數(shù)和載荷的條件下，采用遺傳算法對復合材料層的鋪層角度進行優(yōu)化，得到最優(yōu)彎曲剛度下復合材料層的鋪層角順序。4）進行了具有復合材料層的柔輪結構設計，研究了定彎曲剛度下，不同鋪層尺寸對柔輪應力、應變的影響規(guī)律，結果表明復合材料層邊長尺寸均為10MM時，柔輪的最大等效應力降低了3％，應力變化并不明顯。但是柔輪最大等效應力隨著復合材料尺寸的增加逐漸降低，當周向尺寸增加到25MM時柔輪最大等效應力降低了105，最大應力出現(xiàn)位置依然為柔輪齒圈的齒根處，且靠近杯底一側。添加了復合材料層后，柔輪的最大等效應變降低了374。但是隨著復合材料層尺寸的增加，柔輪最大等效應變降低的幅度逐漸減小。

簡介：在煤炭行業(yè)中，煤礦巷道的快速掘進是保證煤炭產(chǎn)量及采掘效率的關鍵技術，采掘裝備及技術水平直接關系到煤礦的生產(chǎn)效率及煤礦安全。目前，國內(nèi)大中型煤礦的巷道掘進主要的方式是采用掘進機和單體錨桿鉆機配套作業(yè)，稱之為煤巷綜合機械化掘進。當前所采用的掘進機械主要是以懸臂式掘進機為主。盡管我國在近年來不斷加大對掘進技術的研究力度，并且取得了一些重要成果。但是，與國外的先進設備相比，由國內(nèi)自主設計生產(chǎn)的掘進機的總體性能參數(shù)偏低，在掘進機的控制技術、截割方式、除塵系統(tǒng)及元部件的可靠性等方面還存在著較大的差距。EBZ135掘進機是一種懸臂式掘進機，主要用于煤巷、半煤巖巷以及軟巖的巷道、隧道掘進。該掘進機通過截割臂和截割減速器將電動機的扭矩和功率傳遞到截割頭，對巖煤進行截割。截割減速器的結構形式、運轉(zhuǎn)情況等各方面的性能指標將會通過影響截割頭的運轉(zhuǎn)而直接影響掘進機的采掘效率、生產(chǎn)能力及機體的穩(wěn)定性等。因此，截割部減速器在EBZ135掘進機的組成結構中具有重要的地位。由于掘進機的工作空間一般比較狹小，要求掘進機的工作機構應該在保證工作性能及使用要求的前提下使結構尺寸最小。對于懸臂式掘進機而言，應該在保證截割臂的強度等各項安全指標使用性能指標的前提下，減輕截割臂的重量，減小其外圍直徑。由于截割減速器安裝在截割臂內(nèi)，這就使得截割減速器的預留安裝空間變的非常有限。因此，有必要對EBZ135掘進機的截割減速器進行以體積最小為目標的參數(shù)優(yōu)化，使得在保證掘進機使用性能及安全性能的前提下，使截割減速器的體積最小。EBZ135掘進機截割部減速器采用的是NGW二級行星齒輪減速器，本文通過建立該減速器的數(shù)學模型及約束條件，運用MNTLAB優(yōu)化工具箱對其進行了參數(shù)優(yōu)化。通過安全校核計算之后，進一步確認了優(yōu)化參數(shù)后的截割減速器達到了各項安全性能要求，并且優(yōu)化后減速器體積較優(yōu)化前縮小了223％，大大縮小了減速器的體積，減少了制造成本，改善了截割性能。通過運用UGNX70對優(yōu)化后的截割減速器進行實體模型的建立，并對其進行了運動學仿真。通過運動學仿真結果，驗證了優(yōu)化參數(shù)后的截割減速器滿足實際的使用要求，其各個部件的運動規(guī)律符合截割減速器的實際運行軌跡。最后，運用ANSYSWKBENCH120對截割部減速器進行了機構靜力學的有限元分析。具體分析計算了減速器在最大靜力作用下的結構變形、最大應力等，并與之前的安全校核結果及相關技術要求相比較，驗證了優(yōu)化后的減速器滿足強度要求及最大變形尺寸要求。

簡介：隨著機器人技術的日益發(fā)展，機器人回轉(zhuǎn)關節(jié)減速器以其對機器人精度和承載能力的重要影響而越來越受到關注。目前國內(nèi)常用的關節(jié)精密減速器可分為RV減速器和諧波減速器，但其使用大多依賴于進口。因此高承載回轉(zhuǎn)關節(jié)減速器的研究具有深遠意義。本文基于行星滾柱絲杠（英文名為PLAARYROLLERSCREW，簡稱為PRS）設計了一種新型的機器人精密減速器。完成了減速器的結構設計及優(yōu)化，并對減速器的綜合性能進行了分析，著重對PRS的運動學和動力學特性進行了介紹。該減速器通過徑向串聯(lián)兩級PRS將輸入端高速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為輸出端180°范圍內(nèi)的低速旋轉(zhuǎn)輸出，其具有PRS高速高承載能力的性能特點。將PRS與滾珠絲杠進行對比，選擇合適的PRS類型；采用行星輪系的反轉(zhuǎn)法對PRS進行運動學分析，以此得出PRS的絲杠、滾柱以及螺母三者之間的運動關系，從而完成了傳動方案的選取和相關部件的設計，同時利用減速器傳動件總體積的數(shù)學模型對其結構進行了優(yōu)化。通過對PRS進行適當?shù)暮喕治?，將其軸端面運動關系等價為斜齒輪傳動，分別對絲杠、滾柱和螺母進行受力分析，得到了PRS的接觸法向壓力與軸向力的關系、螺母傳遞扭矩與軸向力的關系，從而為減速器的承載能力分析打下了基礎。通過對PRS中滾柱的受力、變形進行分析，建立了PRS的螺紋牙接觸變形和軸向接觸剛度的理論模型，利用剛度表達式進一步分析影響減速器結構剛度的相關因素；分析了由材料彈性滯后和滾柱自旋滑動所產(chǎn)生的摩擦力矩，在此基礎上，建立了PRS的傳動效率計算模型，研究了接觸角、螺旋升角等因素對減速器效率的影響規(guī)律。通過SOLIDWKS軟件建立減速器的三維模型，將三維模型導入ADAMS中對其進行運動學仿真和接觸力仿真分析，驗證了減速器理論分析的正確性。

簡介：點擊查看更多批量減速器模塊化系統(tǒng)設計與研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：隨著我國煤炭、鐵礦石等礦產(chǎn)資源開采行業(yè)的高速發(fā)展，我國對先進礦山開采運輸設備的需求也越來越大，礦用電動輪自卸車就是其中的代表性產(chǎn)品。輪邊減速器作為礦用電動輪自卸車的核心部件，要求其結構緊湊、重量輕、運行平穩(wěn)，因此對輪邊減速器齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化設計并改善其力學特性，對于提高礦用電動輪自卸車的運行性能具有重要意義。該文以某公司礦用電動輪自卸車輪邊減速器為研究對象，從齒輪傳動參數(shù)優(yōu)化設計建模、優(yōu)化模型求解方法、輪齒動態(tài)載荷分析、齒頂修形參數(shù)優(yōu)化四個方面對輪邊減速器進行了理論分析與數(shù)值仿真。主要研究工作如下1輪邊減速器齒輪傳動參數(shù)優(yōu)化建模。根據(jù)輪邊減速器的設計要求和實際加工條件，建立以模數(shù)、齒數(shù)、變位系數(shù)、工作齒寬為設計變量，以配齒約束、基本設計變量約束、傳動性能約束、齒輪強度約束、齒頂厚度及其它約束為設計約束條件，以齒輪傳動系統(tǒng)總質(zhì)量最小為設計目標的單目標優(yōu)化設計數(shù)學模型。2優(yōu)化模型求解方法及輪邊減速器優(yōu)化設計。針對輪邊減速器優(yōu)化設計模型中離散變量與連續(xù)變量共同存在的特點，提出可行枚舉法與遺傳算法相結合的求解方法。通過運用MATLAB編程計算得到相應的優(yōu)化參數(shù)值和目標函數(shù)值，獲得輪邊減速器齒輪傳動參數(shù)的優(yōu)化設計方案。3齒輪多體動力學仿真及其輪齒動載系數(shù)分析?；诙囿w動力學仿真軟件ADAMS，建立輪邊減速器齒輪傳動系統(tǒng)中心輪和大星輪嚙合輪齒動態(tài)載荷仿真模型。通過仿真獲得了輪齒的動態(tài)載荷時間歷程及其動載系數(shù)，與理論分析基本吻合，為齒輪齒頂修形提供了理論分析基礎。4齒輪齒頂修形參數(shù)優(yōu)化。運用試驗設計方法，建立齒輪齒頂修形量與動載系數(shù)之間的二階響應面模型。以動載系數(shù)最小為優(yōu)化目標，獲得最優(yōu)齒頂修形量。與未修形時相比，改善了齒輪傳動的輪齒動態(tài)載荷特性。該文通過建立輪邊減速器齒輪傳動參數(shù)優(yōu)化模型，對輪邊減速器進行了優(yōu)化設計通過齒輪多體動力學仿真和齒輪齒頂修形量優(yōu)化設計，改善了輪邊減速器輪齒動態(tài)載荷特性。為輪邊減速器齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化和齒頂修形量優(yōu)化提供了理論依據(jù)和實踐參考。

簡介：隨著建材，冶金，發(fā)電等行業(yè)產(chǎn)量大型化，低能耗的發(fā)展及環(huán)境保護的要求，立式磨機的市場需求旺盛，作為該主機中的核心部件一立式磨機減速器的研究就顯得格外重要。箱體又是減速器的主要承載部件，對箱體的研究是重中之重。本文依據(jù)輸入功率為500KW的立式磨機減速器的箱體為研究對象，為箱體結構的分析提供合理的方法和理論基礎，并對整個系列的該類型減速器箱體結構的設計具有普遍指導意義。具體的研究工作如下本文對立磨行星減速器箱體的結構進行了研究。通過對該箱體的受力分析及SOLIDWKS軟件的應用，簡化了箱體的三維實體模型。通過與有限元分析軟件ANSYS的接口，將其成功導入ANSYS中。應用ANSYS軟件及有限元相關理論對該箱體分別進行了靜力分析，模態(tài)分析及特征值屈曲分析，得到了相關應力及位移云圖、固有頻率及振型、屈曲變形位移圖及屈曲載荷系數(shù)等分析結果。論證了該箱體結構的合理性、可靠性。運用優(yōu)化設計理論并結合ANSYS軟件的優(yōu)化設計模塊，對該箱體的結構進行了優(yōu)化。以箱體的體積最小為目標函數(shù)，對箱體的壁厚等參數(shù)進行了優(yōu)化設計，使箱體的重量可以減少30％。本文是集設計、建模、分析、優(yōu)化于一體的研究，對立磨行星減速器箱體的設計效率和設計水平的提高具有重要意義。

簡介：在科技日新月異的今天，各種新型的結構開始被廣泛的應用，諧波齒輪傳動就是一種上世紀50年代末、60年代初問世的一種新型齒輪傳動結構，與傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)相比有著眾多優(yōu)點（體積小、噪聲小、側隙回差小、重量小和精度高）。因此，隨著科學技術的發(fā)展，諧波齒輪傳動系統(tǒng)在工業(yè)領域的應用也越來越廣泛，尤其在航空、汽車制造、醫(yī)療器材等精密機械傳動領域。但諧波齒輪傳動的關鍵部件薄壁軸承和柔輪是一種彈性薄壁構件，其動態(tài)特性和壽命一直是影響和制約諧波齒輪傳動性能的主要因素。因此，對諧波齒輪傳動系統(tǒng)的結構優(yōu)化以及對柔輪的動態(tài)特性和疲勞壽命研究具有重大的理論意義和實用價值。本文以典型的諧波齒輪傳動系統(tǒng)結構為研究對象，針對傳動結構不能實現(xiàn)精確傳動比的問題，設計了一種具有確定傳動比的諧波齒輪減速器，并且介紹了諧波齒輪傳動的發(fā)展歷史、性能特點及其它工作原理，利用CAXA2007版畫圖軟件建立了不同結構的諧波齒輪傳動系統(tǒng)的實體模型，利用ANSYS100方法建立柔輪的有限元模型，分析柔輪在不同載荷以及不同的柔輪輪齒下柔輪的應力分布和變形情況，為今后諧波齒輪傳動系統(tǒng)結構優(yōu)化提供了一些參考。

簡介：諧波齒輪傳動具有小體積、輕量化、高精度、高剛度、大傳動比等優(yōu)點，國外發(fā)達國家已成功將諧波齒輪傳動應用于航空航天、雷達系統(tǒng)、機器人等領域，雖然國內(nèi)外學者針對諧波齒輪傳動進行了不同程度的研究，然而隨著我國中國航空航天、先進制造、機器人等領域的迅速發(fā)展以及“中國智造”、“中國制造2025規(guī)劃”等工程的提出，對先進的諧波齒輪傳動提出了更高的要求。因此，從嚙合原理上分析研究諧波減速器的運動規(guī)律，分析諧波減速器核心部件柔輪的變形規(guī)律、接觸應力等問題顯得尤為重要，該研究可以為后續(xù)諧波減速器優(yōu)化、制造高性能諧波傳動系統(tǒng)提供理論支撐。本文以課題所研制諧波減速器為研究對象，首先從理論上分析概述了諧波減速器的結構特點、基本原理，其次設計課題所要求的諧波減速器，運用SOLIDWKS建立諧波減速器三維模型，基于ANSYSWKBENCH分析諧波減速器柔輪的變形規(guī)律，固有特性等，然后從理論出發(fā)，運用MATLAB分析計算柔輪變形規(guī)律及彎曲應力，最后根據(jù)所設計諧波減速器加工實物進行實驗分析。本研究主要內(nèi)容包括①根據(jù)課題對傳動比及尺寸的要求設計諧波減速器，校核主要零部件材料、壽命、耐磨性達到使用要求；②運用理論計算諧波減速器柔輪變形、彎曲應力的計算公式，并分析不同參數(shù)下的影響規(guī)律。分析結果表明，嚙合齒對的增加可以降低柔輪的彎曲應力，而最大徑向變形量的增加導致柔輪彎曲應力增加；嚙合齒對、柔輪壁厚對柔輪變形量影響較小，最大徑向變形量直接決定著柔輪的變形大??；③通過對比ANSYSWKBENCH分析柔輪變形及接觸應力分析結果與理論計算結果發(fā)現(xiàn)，由于只考慮中性層變形導致理論計算結果較小，但是柔輪變形規(guī)律及應力分布結果幾乎吻合，表明有限元分析的準確性；同時進行了不同參數(shù)下柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度與疲勞壽命分析，結果表明最大徑向變形量的減小、壁厚的增加長徑比的減小可以增加扭轉(zhuǎn)剛度；而最大徑向變形量、壁厚的增加，長徑比的降低使得柔輪在運行過程中的接觸應力增加，最終導致柔輪疲勞壽命降低；柔輪輪齒修形后柔輪應力分布更為均勻使得柔輪疲勞壽命增加；④正交試驗結果表明，柔輪徑向變形對柔輪扭轉(zhuǎn)剛度及疲勞壽命影響最大，壁厚及長徑比次之；⑤對比實驗模態(tài)與有限元分析結果可知，兩者分析結果吻合度較高，所設計諧波減速器在正常工作范圍內(nèi)不會發(fā)生共振現(xiàn)象；同時諧波減速器傳動性能試驗發(fā)現(xiàn)所設計諧波減速器具有較好的傳動精度及較高的傳動效率。

簡介：作為露天礦產(chǎn)主要的采裝設備之一，大型礦用挖掘機因其斗容量大、開采效率高等特點得到了廣泛的應用。然而，惡劣的工作環(huán)境和復雜的受載情況等因素嚴重制約著挖掘機可靠性和安全性的提升。提升減速器作為大型礦用挖掘機提升機構的重要組成部分，其是挖掘動力的傳輸者和挖掘過程中載荷的主要承受者，它的可靠性及耐久性直接影響到工作過程中挖掘機的性能和安全性。因此，對大型礦用挖掘機提升減速器的可靠性研究具有非常重要的意義。工程中不確定性普遍存在于提升減速器全壽命周期中的不同階段，貫穿于其設計、制造、使用等過程；此外提升減速器關鍵零部件往往擁有多種可能的失效模式，而當前針對其可靠性建模的研究中并未考慮這些失效模式間的相關性，這將導致后續(xù)可靠性分析、優(yōu)化結果偏離實際，甚至得到錯誤的結論。因此，有必要對大型礦用挖掘機提升減速器開展不確定性量化和失效相關在內(nèi)的可靠性優(yōu)化設計工作，這也是保證其安全、可靠和有效運行的基礎。本文以WK55型大型礦用挖掘機提升減速器為研究對象，對其關鍵零部件進行了可靠性優(yōu)化設計，本文的主要研究內(nèi)容如下（1）針對提升減速器中存在的諸多不確定性因素，從設計、制造、使用三環(huán)節(jié)對提升減速器中軸、齒輪以及箱體進行不確定性分析，并選用合適的方法量化各種不確定性因素。（2）針對現(xiàn)有的提升減速器軸、齒輪可靠性研究工作中未考慮失效相關性問題，采用二元COPULA函數(shù)描述失效相關性，進而建立軸失效相關時的聯(lián)合壽命分布模型。不僅如此，建立了相互嚙合的齒輪在考慮子系統(tǒng)失效相關下的聯(lián)合壽命分布模型，緊接著建立了其考慮不確定性和失效相關下的可靠性優(yōu)化設計模型，得到了相應設計參數(shù)的最優(yōu)取值，最后與原始方案進行了比較分析。（3）為改善箱體的靜力學和動力學性能，避免求解復雜的動力學平衡方程，建立了箱體的參數(shù)化模型，在參數(shù)化模型的基礎上對箱體進行了相應的仿真分析。通過分析仿真試驗數(shù)據(jù)得到箱體的固有頻率、體積、形變、應力與設計變量間的徑向基代理模型，進一步建立了箱體的可靠性優(yōu)化設計模型并求解得到了最優(yōu)解，最后通過仿真分析驗證了本方法的可行性。

簡介：本文三級減速器源于某型艦船炮塔回轉(zhuǎn)機構，由于制造和裝配誤差的存在，對炮塔的性能造成影響并且也對炮塔齒輪傳動系統(tǒng)的可靠性造成影響，這就造成艦艇艦炮的作戰(zhàn)能力以及工作的可靠性得不到保證，這不僅對艦艇本身是一種巨大的隱患，更對國家領海安全構成極大影響。為了解決上述問題本文需要分析出三級減速器在隨機誤差影響下的系統(tǒng)動態(tài)特性。以及三級減速器系統(tǒng)在隨機誤差影響下的可靠性。本文的主要內(nèi)容如下1隨機誤差影響下的齒輪減速器的動力學分析。通過LSDYNA顯示動力學分析軟件對齒輪減速器整體進行動力學分析，分析出系統(tǒng)在隨機誤差作用下的系統(tǒng)動力學特性。由于隨機誤差會導致模型變化，因此本文還采用APDL語言進行參數(shù)化編程，使得分析程序達到通用，為求解系統(tǒng)疲勞可靠度提供虛擬試驗平臺。2減速器系統(tǒng)疲勞可靠度求解。齒輪減速器的主要失效形式是疲勞失效，本文應用應力強度干涉模型進行系統(tǒng)疲勞可靠度求解，首先必須獲取隨機誤差影響下的應力樣本數(shù)據(jù)，并由此得到應力的分布規(guī)律。由于我國可靠性工作起步較晚，減速器在隨機誤差影下的應力數(shù)據(jù)積累不足，通過實驗獲取應力數(shù)據(jù)又費時和需要投入大量財力。因此本文運用虛擬試驗技術，利用LSDYNA顯示動力學分析軟件對三級減速器進行動力學分析，并對多個帶有隨機誤差的減速器進行重復試驗，提取每次試驗各個零件所需要的最大應力，得到應力分布規(guī)律，并用KS檢驗對應力分布進行檢驗，最后應用應力強度干涉模型進行齒輪傳動系統(tǒng)的疲勞可靠度求解。3本文齒輪減速器齒輪與軸采用過盈裝配，過盈裝配的可靠性也是系統(tǒng)可靠性的重要組成部分，因此為了保證過盈裝配在隨機誤差影響下的可靠性，本文采用ANSYS靜力學分析，驗證過盈裝配的可靠性。通過上述內(nèi)容的研究，本文成功分析出減速器整體的動力學特性，并能分析出隨機誤差對系統(tǒng)的影響，求解出了系統(tǒng)的疲勞可靠度，并且驗證了齒輪與軸過盈裝配的可靠性。

簡介：可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標，所以在機械產(chǎn)品設計中，可靠性設計是保證機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。目前大多數(shù)企業(yè)都在運用CAD軟件進行產(chǎn)品設計，但通用CAD軟件不能針對用戶的需求產(chǎn)生相應的零部件模型，用戶還需按照某一軟件的具體使用方法一步一步的進行模型構建，由于軟件缺乏可靠性設計的功能，所以很難保證設計產(chǎn)品的可靠度。用于傳遞動力和運動的機械中，隨處都可以尋到齒輪減速器的蹤跡。本文根據(jù)CAD軟件設計出的減速器軸系零部件尺寸，然后直接派生出新的零部件和組件三維模型。這樣將大大減少設計人員的工作量，提高設計效率，并方便后續(xù)的有限元分析、虛擬制造和CAM等。因此，本文進行了“減速器軸系零部件參數(shù)化CAD系統(tǒng)”的研究與開發(fā)，主要做了如下工作1系統(tǒng)總體分析與設計在VC60下，采用面向?qū)ο蠹夹g和數(shù)據(jù)庫技術，開發(fā)二級圓柱齒輪減速器軸系零部件參數(shù)化CAD系統(tǒng)。用戶在人機交互界面選定初始條件后，此系統(tǒng)可以實現(xiàn)傳動比的分配、利用常規(guī)設計方法實現(xiàn)高、低速級齒輪傳動的尺寸設計以及二級減速器輸出軸和中間軸系零部件的結構設計，并實現(xiàn)設計結果的數(shù)據(jù)文件輸出。2可靠性設計在參數(shù)化CAD系統(tǒng)中加入可靠性設計模塊，滿足軸系零部件目標可靠度情況下編寫可靠性校核與設計程序，然后利用PSO（PARTICLESWARMOPTIMIZATION）算法對設計產(chǎn)品進行優(yōu)化。最后實現(xiàn)可靠性設計結果的數(shù)據(jù)文件輸出。3利用SOLIDERWKERSAPIAPPLICATIONPROGRAMMINGINTERFACE函數(shù)構建軸系零部件三維模型樣板，并派生出所需要的軸系零部件三維模型，實現(xiàn)軸系零部件的虛擬裝配。

簡介：減速器結構精密、緊湊用來在機械傳動過程中降低轉(zhuǎn)速增加扭矩在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防等領域有著廣泛的應用。它的種類繁多組成結構復雜涉及到得零部件的型號多樣并且每一種類型的零部件都有各自的特點對每一類型都要單獨進行裝配操作練習才能熟悉其復雜的裝配關系。裝配過程是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要階段由于減速器復雜的裝配工藝經(jīng)常會因安裝錯誤或違規(guī)安裝而導致其出現(xiàn)磨損、滲漏、振動、噪音甚至輸出軸折斷等問題給行業(yè)帶來巨大損失。本文按照設計要求從系統(tǒng)的經(jīng)濟性和實用性兩方面考慮設計了基于桌面式的減速器虛擬裝配系統(tǒng)系統(tǒng)以普通臺式機為硬件平臺結合建模軟件MULTIGENCREAT及虛擬環(huán)境渲染驅(qū)動軟件VEGAPRIME搭建了一個虛擬裝配環(huán)境這個裝配環(huán)境整合了虛擬現(xiàn)實和CAD兩種技術的優(yōu)點集建模與仿真于一體用戶可以通過體驗虛擬產(chǎn)品零部件的各類裝配操作來提升技能水平。本文對實現(xiàn)虛擬裝配的軟件進行了深入研究對其功能進行了擴展及二次開發(fā)。深入研究了虛擬裝配模型的建立方法詳細分析了STL、STEP兩種常用CAD中間文件格式的數(shù)據(jù)結構特點分析了OPENFLIGHT模型的數(shù)據(jù)組織方法提出了結合三種格式特點的建模方法利用三維機械設計軟件SOLIDWKS繪制了齒輪減速器零部件的基礎模型通過模型轉(zhuǎn)換算法在MULTIGENCREAT中建立了減速器的虛擬仿真模型。在充分理解了VEGAPRIME特有的事件處理機制及碰撞檢測方法的基礎上對VEGAPRIME的最小系統(tǒng)進行了打包封裝結合VISUALC平臺開發(fā)了虛擬裝配仿真系統(tǒng)。用戶通過窗口界面對虛擬裝配環(huán)境和過程進行設置和觀察利用臺式機的有限外圍設備對虛擬環(huán)境中的零部件進行操作而三維環(huán)境的維護全部由封裝好的VEGAPRIME程序完成。用戶可以按照設定好的裝配過程進行裝配也可自行安排裝配順序和路徑本系統(tǒng)突破傳統(tǒng)裝配訓練操作對實物的依賴利用虛擬現(xiàn)實的優(yōu)勢打破了場地和時間的限制可以讓用戶在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)逼真的設備拆裝。

簡介：本課題源于企業(yè)生產(chǎn)實際。對1200KW刮板輸送機用減速器中的關鍵傳動件，如齒輪、軸、軸承、行星架和換熱裝置等件進行研究。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下第一，針對該工況常見的齒輪失效形式提出了齒輪傳動的適應性設計和避免過早失效的方法，通過等強度算法，實現(xiàn)了整機各級齒輪傳動件的均衡使用壽命設計。第二，對各級軸進行了疲勞強度、彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的校核計算，驗證了軸設計的可行性，保證齒輪副處在最佳的嚙合狀態(tài)；針對軸承，從影響軸承運行壽命的因素出發(fā)，通過選用合適的軸承和其配置方式，完成對整機軸承的壽命驗算；分析了減速器使用空間的約束條件，完成了連接件螺栓校核。第三，對傳動件行星架進行了靜力結構和模態(tài)分析，校驗了QT9008材料在此工況上的可行性及行星架結構的合理性。第四，結合流體及熱交換計算方法，建立了該工況下的換熱裝置的數(shù)學模型，進行了多設計參數(shù)下的迭代計算，得到了經(jīng)濟、實用的設計方案，完成了適合該機型的換熱裝置的定量計算。本文是集設計、建模、分析、性能改善于一體的研究，對大功率刮板輸送機用減速器的設計水平的提高具有重要意義。

簡介：土壓平衡盾構機SHIELDTUNNELLINGMACHINE，STM是盾構法掘進施工中的關鍵裝備，其刀盤驅(qū)動系統(tǒng)在掘進施工中起著驅(qū)動刀盤切割巖土的作用，它包括液壓馬達、主減速器、小齒輪大齒圈減速單元。主減速器是盾構機刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件，采用三級行星齒輪傳動，結構復雜且功率密度高，動力學特性較為復雜。該主減速器多級行星齒輪的耦合振動會加速其疲勞失效，其動態(tài)性能對系統(tǒng)可靠性及整機運行穩(wěn)定性有較大影響?；趧恿W理論研究主減速器振動特性，并通過型式試驗分析評價其動態(tài)性能，是開展盾構機整機試驗及產(chǎn)品批量投產(chǎn)前的重要工作。本課題結合國家863計劃資助項目2007AA041802“土壓平衡盾構大功率減速器”的研究任務，并考慮到盾構機的實際工況要求和項目指南所規(guī)定的具體指標，針對土壓平衡盾構機三級行星減速器的動力學問題開展了較全面深入的研究。主要研究內(nèi)容包括以下方面①盾構機主減速器三級行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學基于齒輪嚙合理論和LAGRANGE方程，運用集中參數(shù)法建立了多級行星齒輪系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)動力學模型，計算了三級行星齒輪傳動系統(tǒng)的固有特性。采用梯形波表示嚙合剛度的時變特征，分析行星齒輪嚙合過程中的相位關系，計算了三級行星齒輪不同嚙合位置的扭轉(zhuǎn)振動結構頻率。針對齒輪嚙合誤差特點，采用軸頻和齒頻疊加的諧波函數(shù)表示行星齒輪傳遞誤差，考慮受嚙合相位關系影響的行星齒輪系統(tǒng)時變剛度，系統(tǒng)地分析了多級行星齒輪傳動的內(nèi)部激勵特征。基于某施工標段盾構機的統(tǒng)計負載，考慮系統(tǒng)的內(nèi)外部激勵，求解了三級行星齒輪系統(tǒng)的動態(tài)響應，并對齒輪振動頻譜特性進行了分析。通過計算減速器不同轉(zhuǎn)速下系統(tǒng)構件的動態(tài)響應，研究了齒輪振動與盾構機減速器輸入轉(zhuǎn)速的關系，為盾構機驅(qū)動系統(tǒng)運行工況的選擇提供了依據(jù)。②主減速器多級行星齒輪箱體耦合動力學研究考慮各級齒圈的扭轉(zhuǎn)支撐剛度，采用集中參數(shù)法建立了多級行星齒輪箱體的耦合扭轉(zhuǎn)動力學模型。運用有限元方法獲取了各齒圈的扭轉(zhuǎn)支撐剛度，并在分析行星齒輪嚙合相位和主要內(nèi)部激勵特征的基礎上，求解了系統(tǒng)動態(tài)響應，分析了各級齒圈振動的時頻特性和齒輪傳動系統(tǒng)箱體的耦合振動機理。③盾構機主減速器齒輪傳動系統(tǒng)變載工況下的動態(tài)響應建立了土壓平衡盾構機的刀盤力學模型，分析了掘進時的刀盤載荷特性。利用盾構機監(jiān)控系統(tǒng)采集的掘進過程中刀盤承受的扭矩數(shù)據(jù)，得到主減速器的外部載荷。依據(jù)載荷數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，運用隨機插值和數(shù)據(jù)擬合得到主減速器的連續(xù)載荷譜。求解了盾構機刀盤驅(qū)動主減速器三級行星齒輪傳動系統(tǒng)在變載荷工況下的動態(tài)響應，分析了其振動特征，并研究了主減速器傳動系統(tǒng)振動響應與盾構機刀盤轉(zhuǎn)速之間的關系。④主減速器箱體模態(tài)分析與實驗建立了主減速器箱體的有限元模型，計算了其特征值問題，獲取了箱體的低階固有頻率及相應振型。開展了主減速器箱體的模態(tài)實驗，運用最小二乘復頻域法分析了模態(tài)數(shù)據(jù)，得到了箱體的固有特性，并通過模態(tài)置信判據(jù)驗證了實驗模態(tài)參數(shù)。通過對比理論分析結果和實驗數(shù)據(jù)，驗證了模態(tài)參數(shù)識別的可靠性和有效性。根據(jù)模態(tài)分析結果確定了箱體的薄弱環(huán)節(jié)，為結構優(yōu)化提供了依據(jù)。⑤盾構機主減速器動態(tài)性能測試與分析根據(jù)實驗模態(tài)分析方法，進行了主減速器的模態(tài)實驗，獲取了系統(tǒng)的頻響函數(shù)及模態(tài)頻率。依據(jù)盾構機三級行星減速器大傳動比的工作特性，采用背靠背能量回饋的試驗臺架，設計了動態(tài)性能測試方案。測量了多種工況載荷下主減速器的振動加速度，分析了其振動特性，計算了主減速器的13倍頻程結構噪聲。采用數(shù)值積分法計算了主減速器的振動速度和振動烈度，對主減速器的動態(tài)性能進行綜合評價。對比分析了各級齒圈的振動計算結果和測試數(shù)據(jù)，驗證了所建立的多級行星齒輪箱體耦合扭轉(zhuǎn)動力學模型的正確有效性。在采用隔聲罩降低背景噪聲的條件下，運用聲壓法進行了主減速器的噪聲測試和聲壓級確定，同時采用聲強法對主減速器臺架運行的噪聲強度分布進行了測量。