基于隨機有限元法的行星傳動裝置疲勞可靠性分析.pdf

1、通常情況下，齒輪傳動系統(tǒng)的主要失效形式為輪齒失效，而輪齒又是通過多種形式失效的。在輪齒所有失效形式中，所占比例最大的是疲勞斷齒，其次是表面接觸疲勞，疲勞破壞是輪齒失效的主要形式之一。因此，有必要對齒輪傳動系統(tǒng)的疲勞可靠性進行研究。本文利用隨機有限元法的疲勞可靠性分析方法，對某海上石油平臺行星傳動裝置進行了疲勞可靠性分析，分析中綜合考慮了零件所受載荷、尺寸、材料性能等參數(shù)的不確定性。本文以ANSYS有限元軟件為平臺，對傳動裝置中各關(guān)鍵部件

2、進行了彎曲疲勞可靠度與接觸疲勞可靠度計算分析，并在此基礎(chǔ)上計算了行星傳動裝置整體的疲勞可靠度，主要內(nèi)容如下：
　?。?）總結(jié)了海上石油平臺、大型傳動裝置、疲勞分析與疲勞可靠性分析的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；歸納闡述了機械疲勞可靠性分析理論方面的基礎(chǔ)知識，然后在此基礎(chǔ)上給出了機械產(chǎn)品疲勞可靠性的研究方法。
　?。?）以某海上石油平臺升降系統(tǒng)中行星傳動裝置為研究對象，對其工況進行了分析，在此基礎(chǔ)上，計算出了傳動裝置在工作過程中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速

3、、功率以及轉(zhuǎn)矩，然后對行星傳動裝置疲勞可靠性分析思路及流程進行了詳細描述。
　　（3）以 ANSYS有限元軟件為平臺，介紹了有限元靜力分析的理論基礎(chǔ)知識，并對有限元法分析問題的基本流程做了說明。然后對行星傳動裝置中各零部件進行了有限元與傳統(tǒng)理論的靜強度計算，并將有限元計算結(jié)果與傳統(tǒng)理論計算結(jié)果進行了對比分析。結(jié)果表明，各零件的靜強度理論上均滿足設(shè)計要求，但是有限元計算結(jié)果相對更準(zhǔn)確，這是由傳統(tǒng)理論計算時沒有考慮齒輪重合度的影響造成

4、。
　?。?）在零部件靜強度分析的基礎(chǔ)上，對行星傳動裝置各單一零部件做了設(shè)計壽命內(nèi)的疲勞可靠性分析，分析結(jié)果表明：一級太陽輪、二級太陽輪與二級齒圈設(shè)計壽命內(nèi)的彎曲疲勞可靠度低于其相應(yīng)齒輪副設(shè)計壽命內(nèi)的接觸疲勞可靠度；結(jié)果同時表明：設(shè)計壽命內(nèi)雖然齒輪所受的彎曲應(yīng)力與齒面接觸應(yīng)力遠小于其許用應(yīng)力，但是其可靠度并未達到100％，說明傳統(tǒng)設(shè)計中僅對構(gòu)件進行靜強度分析是不夠的，即使強度滿足設(shè)計要求，在其設(shè)計壽命內(nèi)也有可能失效，為了進一步提高