海洋平臺(tái)行星結(jié)構(gòu)齒輪箱齒數(shù)比分配及多體動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，陸地資源大規(guī)模的消耗，海上資源的開采開始受到各個(gè)國(guó)家的重視，研究學(xué)者對(duì)海洋平臺(tái)的研究變得越來越多。海洋平臺(tái)從以前的近海開采開始變成遠(yuǎn)海開采，因此對(duì)海洋平臺(tái)提出了更高的要求，由于海洋平臺(tái)的工作環(huán)境較為惡劣，因此對(duì)于海洋平臺(tái)的可靠性研究開始變成一個(gè)不可忽視的課題，要把經(jīng)濟(jì)性和可靠性的指標(biāo)結(jié)合起來作為衡量一個(gè)產(chǎn)品是否成功的指標(biāo)，對(duì)于海洋平臺(tái)齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是如此，如何在大傳動(dòng)比的情況下分配更優(yōu)的傳動(dòng)比且保證傳動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)度

2、達(dá)到要求，振動(dòng)較小，保證系統(tǒng)的效率成為新的研究方向。
　　由于行星輪系具備質(zhì)量小，空間利用率高，傳動(dòng)比高，效率高等特點(diǎn)，并且可以有效地利用功率分流性，同軸性等優(yōu)點(diǎn)適合海洋平臺(tái)齒輪箱的空間小，傳動(dòng)比大，大功率傳動(dòng)的要求。對(duì)于大傳動(dòng)比齒輪箱而言，傳動(dòng)比的分配直接影響齒輪箱的承載能力和使用壽命。因此對(duì)齒數(shù)比的分配進(jìn)行研究將是十分有必要的。
　　本課題針對(duì)海洋平臺(tái)三級(jí)NGW行星結(jié)構(gòu)齒輪箱，其運(yùn)動(dòng)方式是以太陽輪將扭矩傳遞到行星輪，行星

3、輪傳遞到行星架，行星架經(jīng)花鍵傳遞到下一級(jí)太陽輪軸上，本文以齒輪箱的每級(jí)的齒數(shù)比作為優(yōu)化對(duì)象，依據(jù)齒面等接觸強(qiáng)度為原則分配大傳動(dòng)比，且比較在每級(jí)行星輪系使用的行星輪個(gè)數(shù)對(duì)行星輪系齒圈最大外徑和及其最大體積和的影響。對(duì)齒輪的彎曲安全系數(shù)及接觸安全系數(shù)做強(qiáng)度校核,運(yùn)用ABAQUS、FEMFAT軟件對(duì)齒輪軸進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及其疲勞損傷的計(jì)算，檢測(cè)其應(yīng)力分布情況及計(jì)算線性累計(jì)損傷率。最后基于 SIMPACK軟件對(duì)行星結(jié)構(gòu)齒輪箱的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,求

4、解出齒輪箱箱體振動(dòng)位移值及其振動(dòng)速度值并進(jìn)行分析。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）以等接觸強(qiáng)度為原則，以寬徑比，均載系數(shù)為約束，以三級(jí)齒圈外徑和最小和三級(jí)齒圈體積和最小為優(yōu)化目標(biāo)，基于MATLAB軟件，開發(fā)出一套可靠的分配齒數(shù)比的系統(tǒng)。
　?。?）在MASTA軟件的幫助下建立齒輪箱模型,計(jì)算彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，得出其數(shù)值小于彎曲應(yīng)力極限和接觸應(yīng)力極限,并對(duì)齒輪彎曲安全系數(shù)及其接觸安全系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
　?。?）

5、根據(jù)名義應(yīng)力法和線性累積疲勞損傷理論，基于Von Mises屈服原則對(duì)太陽輪軸進(jìn)行強(qiáng)度校核和疲勞分析，運(yùn)用 FEMFAT軟件計(jì)算太陽輪軸的最大應(yīng)力和最大累積疲勞損傷結(jié)果。通過應(yīng)力分布圖監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理性。
　?。?）綜合有限元軟件對(duì)齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型建模，在齒輪箱上設(shè)置傳感器，仿真分析出齒輪箱振動(dòng)位移、振動(dòng)速度值。
　　本文針對(duì)齒輪箱的齒數(shù)比分配，適用于三級(jí)直齒輪行星結(jié)構(gòu)，特別是在需求為大傳動(dòng)比的項(xiàng)目在分配齒數(shù)