基于動(dòng)力學(xué)的土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性評(píng)估及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)利用越來越迫切，盾構(gòu)機(jī)作為一種快速、安全有效、自動(dòng)化程度高的隧道掘進(jìn)設(shè)備，受到廣泛的應(yīng)用。盾構(gòu)減速器作為盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵設(shè)備，由于其特殊的工作條件，要求其振動(dòng)噪聲小、可靠性高。因此，開展變工況下盾構(gòu)減速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究以及基于動(dòng)力學(xué)的可靠性評(píng)估，有助于提高盾構(gòu)減速器的性能，從而進(jìn)一步加快盾構(gòu)減速器的國產(chǎn)化進(jìn)程。
　　本論文依托國家863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域全斷

2、面掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目土壓平衡盾構(gòu)大功率減速器課題研究開發(fā)任務(wù)，以自主設(shè)計(jì)制造的?6.3m土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究了在時(shí)變外部激勵(lì)和時(shí)變內(nèi)部激勵(lì)共同作用下土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，求得了各級(jí)齒輪副嚙合的使用系數(shù)和動(dòng)載系數(shù)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性評(píng)估和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，為土壓平衡盾構(gòu)減速器的國產(chǎn)化應(yīng)用提供了科學(xué)合理的方法和理論支撐。
　　具體的研究工作如下：
　?、俨捎眉匈|(zhì)量法建立

3、了包含時(shí)變嚙合剛度，傳動(dòng)誤差和阻尼影響的土壓平衡盾構(gòu)減速器三級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型，針對(duì)土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的特性，分析了系統(tǒng)的外載荷，時(shí)變嚙合剛度，傳動(dòng)誤差和阻尼。
　?、诟鶕?jù)機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論求得了系統(tǒng)振動(dòng)的固有頻率和振型，并分析了其動(dòng)力學(xué)特性。求得了包含變載荷和時(shí)變嚙合剛度下系統(tǒng)各級(jí)齒輪副的振動(dòng)位移響應(yīng)和動(dòng)態(tài)嚙合力響應(yīng)，分析了系統(tǒng)各齒輪副的振動(dòng)位移以及動(dòng)態(tài)嚙合力隨外部激勵(lì)的變化規(guī)律。
　?、鄯治隽俗冚d

4、荷下，系統(tǒng)各級(jí)齒輪副嚙合的動(dòng)載系數(shù)和使用系數(shù)的表達(dá)式，并通過動(dòng)力學(xué)分析，求得了其使用系數(shù)和動(dòng)載系數(shù)變化曲線，分析了其變化規(guī)律，為載荷系數(shù)的取值提供了科學(xué)合理的方法。
　?、芊治隽讼到y(tǒng)的失效模式，建立了系統(tǒng)的可靠性評(píng)估模型，并計(jì)算了自主設(shè)計(jì)制造的?6.3m土壓平衡盾構(gòu)減速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠度。
　　⑤建立了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)基于動(dòng)力學(xué)和可靠性的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，針對(duì)盾構(gòu)減速器第三級(jí)行星齒輪系統(tǒng)可靠度偏低的問題，對(duì)盾構(gòu)減速器