發(fā)布時間：2018-03-23 13:35

  本文選題：多履帶行走裝置　切入點：傳動系統(tǒng)　出處：《吉林大學》2011年碩士論文

【摘要】：斗輪挖掘機是大型露天煤礦連續(xù)開采成套設(shè)備的核心。隨著斗輪挖掘機生產(chǎn)率的提高,其自身向大型化、巨型化方向發(fā)展。多履帶行走裝置擔負著整機的承重、移動和轉(zhuǎn)向行走,是斗輪挖掘機的關(guān)鍵部件,開發(fā)高可靠性的多履帶行走裝置是實現(xiàn)國產(chǎn)大型斗輪挖掘機產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。論文結(jié)合礦山機械企業(yè)產(chǎn)學研合作項目“三支點六履帶行走裝置開發(fā)”,重點研究三支點六履帶行走裝置的驅(qū)動功率確定、傳動系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計,并開發(fā)了傳動系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計軟件平臺。 在廣泛查閱國內(nèi)外文獻基礎(chǔ)上,介紹了多履帶行走裝置的結(jié)構(gòu)特點、轉(zhuǎn)向方式、驅(qū)動和控制等,對國內(nèi)外學者在齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計方面取得的成果進行了綜述。基于履帶車輛行駛力學,以六履帶行走裝置為例分析了多履帶行走裝置運動學,建立了履帶的受力和履帶接地面速度瞬心之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上建立了多履帶行走裝置穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向力學模型和求解算法,提出了多履帶行走裝置驅(qū)動功率的計算方法,為傳動系統(tǒng)的設(shè)計確定了邊界條件。 針對多履帶行走裝置常用的兩種多級傳動方案:“蝸桿-兩級行星輪”和“錐齒輪-圓柱齒輪-兩級行星輪”,基于齒輪強度理論,以結(jié)構(gòu)緊湊,傳動系統(tǒng)總體積最小為目標函數(shù),以各齒輪的強度要求、傳動比約束、行星齒輪的同心條件、鄰接條件、設(shè)計變量的邊界條件等為約束條件,建立“蝸桿-兩級行星齒輪”多級減速器和“錐齒輪-圓柱齒輪-兩級行星齒輪”多級減速器的優(yōu)化數(shù)學模型。采用約束遺傳算法對多履帶行走裝置傳動系統(tǒng)進行了參數(shù)優(yōu)化。約束遺傳算法是基于概率搜索技術(shù)上的優(yōu)化方法,不但可以避免陷于局部最優(yōu)解,還能處理復雜的非線性約束問題,以某六履帶行走裝置為例對傳動系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計,對比了“蝸桿-兩級行星齒輪”的傳統(tǒng)設(shè)計結(jié)果和遺傳算法優(yōu)化設(shè)計結(jié)果,優(yōu)化方案在滿足承載能力前提下,總體積較傳統(tǒng)設(shè)計方案減少了18.12%,效果顯著。 開發(fā)多履帶行走裝置傳動系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計軟件�；贛atlab的GUIDE工作平臺,開發(fā)了傳動系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計軟件,通過優(yōu)化軟件對多履帶行走裝置傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)了“蝸桿-兩級行星齒輪”多級減速器和“錐齒輪-圓柱齒輪-兩級行星齒輪”多級減速器的遺傳算法求解。 論文的研究工作對于指導多履帶行走裝置驅(qū)動電機的選型和傳動系統(tǒng)設(shè)計具有重要的實際意義。
[Abstract]:Bucket wheel excavator is the core of continuous mining equipment in large opencast coal mine. With the increase of productivity of bucket wheel excavator, it develops towards the direction of large scale and giant. The multi-track walking device bears the load of the whole machine. Moving and steering are the key parts of the bucket wheel excavator. The development of high reliability multi-track walking device is the key technology to realize the industrialization of large bucket wheel excavator made in China. This paper focuses on the development of three fulcrum and six crawler walking device combined with the cooperation project of production, education and research in mining machinery enterprises. The driving power of the three-fulcrum six-track walking device is determined. The optimal design of transmission system parameters and the software platform of transmission system parameter optimization design are developed. On the basis of extensive reference to domestic and foreign literature, the structural characteristics, steering mode, drive and control of multi-track walking device are introduced. Based on the driving mechanics of tracked vehicle, the kinematics of multi-track walking device is analyzed by taking six-track walking device as an example. The relationship between the force acting on the track and the instantaneous center of the ground velocity connected with the track is established. On this basis, the steady state steering mechanics model and the solution algorithm of the multi-track walking device are established, and the calculation method of the driving power of the multi-track walking device is put forward. The boundary conditions are determined for the design of transmission system. This paper aims at two kinds of multistage transmission schemes commonly used in multi-track walking device: worm-two-stage planetary gear and "bevel gear cylindrical gear two-stage planetary gear". Based on the theory of gear strength, the gear structure is compact. The minimum total volume of transmission system is the objective function. The strength requirement of each gear, the constraint of transmission ratio, the concentric condition of planetary gear, the contiguity condition, the boundary condition of design variable, etc. The optimal mathematical models of "worm gear two-stage planetary gear" multi-stage reducer and "bevel gear cylindrical gear two-stage planetary gear" multistage reducer are established. The constrained genetic algorithm is used to drive the multi-track walking device. The constrained genetic algorithm is an optimization method based on probabilistic search technology. Not only the local optimal solution can be avoided, but also the complex nonlinear constraint problem can be solved. Taking a six-track walking device as an example, the transmission system is optimized. In this paper, the traditional design results of "worm gear and two-stage planetary gear" and the results of genetic algorithm optimization design are compared. Under the premise of satisfying the bearing capacity, the total volume of the optimization scheme is 18.12% less than that of the traditional design scheme, and the effect is remarkable. Based on the GUIDE working platform of Matlab, the optimal design software of the transmission system parameters is developed, and the optimal design of the transmission system of the multi-track walking device is realized by the optimization software. The genetic algorithm is applied to solve the multistage reducer of worm gear and planetary gear with two stages and the multistage reducer with bevel gear and cylinder gear and two stage planetary gear. The research work of this paper is of great practical significance to guide the selection of driving motor and the design of drive system of multi-track walking device.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.41

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本文編號：1653678