本文關鍵詞：采煤機截割部行星齒輪減速器三維優(yōu)化設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 行星齒輪減速器具有體積小、傳動比大、承載能力大等特點，在機械工程上有著廣泛的應用，采煤機截割部就是運用行星齒輪減速器來傳遞采煤截割工作扭矩的，其性能的優(yōu)劣對采煤機的開采性能影響較大。由于采煤機的工作場所受空間限制，要求行星齒輪減速器在滿足所傳遞功率的條件下，，外形尺寸越小越好，這樣有利于改善采煤機的工作性能，但是行星齒輪減速器又需要傳遞較大的功率，結構尺寸過小，會造成零件強度不足而降低使用壽命，結構上必須進行優(yōu)化。傳統(tǒng)的行星齒輪減速器設計方法是根據(jù)總傳動比，初步確定主要結構參數(shù)，再根據(jù)安裝條件、鄰接條件、同心條件等逐步配齒計算獲得一組參數(shù)，然后進行強度校核，如果強度不滿足要求，就需要重新驗算，因此計算量大、重復次數(shù)多，參數(shù)之間也難以優(yōu)化組合。 為了解決這一實際問題，本文對行星齒輪減速器的優(yōu)化設計進行了深入細致的研究。根據(jù)其結構最緊湊的設計要求，確定了以行星輪和太陽輪總體積為最小的目標函數(shù)，同時根據(jù)行星齒輪減速器相關的設計準則，確定了約束條件，建立了優(yōu)化設計的數(shù)學模型。通過運用該模型對MG-1370型采煤機截割部行星齒輪減速器進行優(yōu)化設計，使結構在滿足傳遞額定功率的前提下，體積減小了20.22％，徑向尺寸減小了11.03％，改善了其工作性能。在求解計算過程中，運用MATLAB軟件的優(yōu)化函數(shù)工具箱進行求解，避免了復雜計算機程序的編制，簡化了求解過程，提高了工作效率。 在結構設計上，運用Pro／E軟件強大的三維實體造型功能，創(chuàng)建了行星齒輪減速器的三維實體模型，該模型的創(chuàng)建有利于產(chǎn)品的改進、制造以及工程分析，提高了產(chǎn)品的數(shù)字化程度。另外，通過虛擬裝配有利于校驗零件間的裝配關系，減少了審圖的工作量和裝配錯誤發(fā)生的可能性，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。 為了驗證行星齒輪機構中最薄弱環(huán)節(jié)的零件強度，對太陽輪進行了彎曲強度有限元分析。在分析過程中，探討了單元類型選擇、網(wǎng)格劃分、精確加載位置和加載方法的合理性，并通過分析得到了齒輪彎曲強度等值應力云圖，證明了所設計的太陽輪滿足強度要求。
【關鍵詞】：采煤機 截割部 行星齒輪減速器 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TD421.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題背景12-13
• 1.2 國內外行星齒輪傳動技術的發(fā)展概況13-15
• 1.3 課題研究的目的和意義15-16
• 1.4 本文主要研究內容16-18
• 第2章 行星齒輪傳動機構的設計原則18-23
• 2.1 行星齒輪機構的分類18-19
• 2.2 傳動比條件19
• 2.3 鄰接條件19-20
• 2.4 同心條件20
• 2.5 安裝條件20-21
• 2.6 行星輪間的均載問題21-22
• 2.6.1 基本構件浮動的均載機構21
• 2.6.2 杠桿聯(lián)動均載機構21-22
• 2.6.3 彈性件均載機構22
• 2.7 本章小結22-23
• 第3章 采煤機行星齒輪減速器的優(yōu)化設計23-33
• 3.1 優(yōu)化設計方法概述23
• 3.2 優(yōu)化設計目標函數(shù)的建立23-25
• 3.3 優(yōu)化設計約束條件的建立25-28
• 3.4 基于MATLAB的行星齒輪減速器優(yōu)化設計計算28-32
• 3.4.1 MATLAB軟件簡介28
• 3.4.2 MATLAB優(yōu)化工具箱功能28-30
• 3.4.3 建立目標函數(shù)的M文件30
• 3.4.4 建立約束條件的M文件30
• 3.4.5 求解并對結果處理分析30-32
• 3.5 本章小結32-33
• 第4章 行星齒輪減速器的受力分析33-40
• 4.1 行星齒輪機構的受力分析33-34
• 4.2 MG-1370采煤機截割部行星減速器齒輪的受力計算34-36
• 4.2.1 行星齒輪減速器設計要求34-35
• 4.2.2 齒輪的受力計算35-36
• 4.3 軸承受力及壽命計算36-37
• 4.4 齒輪的強度計算37-39
• 4.5 本章小結39-40
• 第5章 行星齒輪機構三維實體造型和虛擬裝配研究40-52
• 5.1 Pro/E軟件簡介40
• 5.2 漸開線齒輪的三維實體造型40-46
• 5.2.1 太陽輪的三維實體造型40-45
• 5.2.2 行星輪的實體造型45-46
• 5.2.3 內齒輪的三維實體造型46
• 5.3 行星輪架的實體造型46-47
• 5.4 輔助零件的實體造型47-48
• 5.4.1 軸承的三維實體造型47-48
• 5.4.2 其它零件的三維實體造型48
• 5.5 行星齒輪減速器的虛擬裝配48-51
• 5.5.1 齒輪與行星輪架的子裝配49
• 5.5.2 內齒圈及太陽輪的裝配49-50
• 5.5.3 生成爆炸圖50-51
• 5.6 本章小結51-52
• 第6章 齒輪的有限元分析52-74
• 6.1 有限元分析的基本原理及ANSYS軟件簡介52-54
• 6.1.1 有限元分析的基本原理52-53
• 6.1.2 ANSYS軟件簡介53
• 6.1.3 ANSYS有限元分析的一般步驟53-54
• 6.2 齒輪有限元分析前需要解決的技術問題54-62
• 6.2.1 模型的簡化54-55
• 6.2.2 模型的導入、檢驗、幾何修補55-56
• 6.2.3 單元類型的選擇56
• 6.2.4 網(wǎng)格劃分56-57
• 6.2.5 單位的統(tǒng)一57-58
• 6.2.6 加載位置的確定58-60
• 6.2.7 太陽輪與行星輪接觸區(qū)域面積和面載荷60-61
• 6.2.8 確定加載方案61-62
• 6.3 齒輪的有限元分析62-72
• 6.3.1 齒輪有限元分析的前處理62-67
• 6.3.2 邊界條件的確定67-69
• 6.3.3 求解計算69
• 6.3.4 結果分析與處理69-72
• 6.4 本章小結72-74
• 結論74-75
• 參考文獻75-78
• 附錄78-79
• 致謝79-80
• 個人簡歷80

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 高楊;掘進機截割部減速器優(yōu)化設計研究[D];吉林大學;2011年

2 李陸俊;割刀行星齒輪傳動機構的優(yōu)化設計研究[D];西北農林科技大學;2011年

3 郭冬梅;采煤機牽引部調速系統(tǒng)研究與關鍵零件的優(yōu)化[D];遼寧工程技術大學;2011年

4 呂曉丹;EBZ135掘進機行星減速器結構優(yōu)化設計[D];太原理工大學;2010年

5 逯亞東;掘進機切割減速機設計及工況校核[D];清華大學;2013年

  本文關鍵詞：采煤機截割部行星齒輪減速器三維優(yōu)化設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：504672