剛?cè)狁詈闲行驱X輪減速器仿真研究.pdf

1、行星齒輪傳動(dòng)因其具有單位體積承載能力大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種高速重載設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。封閉差動(dòng)式行星齒輪傳動(dòng)是多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)常用的一種結(jié)構(gòu)形式，相比于一般的行星齒輪傳動(dòng)其結(jié)構(gòu)更加緊湊，因而單位體積承載能力更強(qiáng)。目前市場(chǎng)上還沒有見到我國(guó)自主研發(fā)的封閉差動(dòng)式行星齒輪減速器的成型產(chǎn)品，為了打破國(guó)外在大型高速重載傳動(dòng)設(shè)備上的壟斷，提高我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，本文以封閉差動(dòng)式行星齒輪減速器為研究對(duì)象，在大量閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)

2、和理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代分析手段進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真研究。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論對(duì)所要研究的封閉差動(dòng)式行星齒輪減速器的主要構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)齒輪嚙合中容易受損的齒面和齒根進(jìn)行齒面接觸強(qiáng)度校核和齒根彎曲強(qiáng)度校核，并對(duì)系統(tǒng)的核心構(gòu)件柔性銷進(jìn)行強(qiáng)度校核;最后根據(jù)設(shè)計(jì)得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立行星齒輪減速器的三維模型。
　　(2)利用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS對(duì)導(dǎo)入的行星

3、齒輪減速器三維模型進(jìn)行整機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，將仿真得到的傳動(dòng)比與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，二者數(shù)值相同;修改約束后進(jìn)行多剛體動(dòng)力學(xué)分析，將仿真得到的各級(jí)齒輪嚙合副的嚙合力與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)數(shù)值有一定波動(dòng)，這是由于輪齒在不同的嚙合位置嚙合力不同以及嚙合時(shí)有沖擊碰撞所造成的。
　　(3)利用大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中承載較大的系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)件柔性銷進(jìn)行靜力學(xué)有限元仿真分析以及對(duì)理論計(jì)算中應(yīng)力較大的第一級(jí)行星齒輪傳

4、動(dòng)的太陽輪與行星輪這一對(duì)齒輪嚙合副進(jìn)行三維有限元接觸分析，仿真結(jié)果均能夠滿足相應(yīng)的強(qiáng)度要求。
　　(4)在多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，考慮系統(tǒng)關(guān)鍵構(gòu)件柔性銷的彈性變形，利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)柔性銷進(jìn)行柔性化處理，得到柔性銷的模態(tài)中性文件，導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真分析，得到柔性體柔性銷的應(yīng)力云圖，其最大值比靜力學(xué)有限元仿真結(jié)果稍大，但遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力;將齒輪副嚙合力仿真結(jié)果與多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)

5、比，發(fā)現(xiàn)使用剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真所得到的嚙合力曲線的數(shù)值波動(dòng)明顯比使用剛體模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真得到的嚙合力曲線的數(shù)值波動(dòng)要小很多。
　　封閉差動(dòng)式行星齒輪減速器因其使用了集成式柔性銷軸承這一構(gòu)件從而有效減小了齒輪接觸時(shí)的峰值載荷，相比于一般的行星齒輪減速器具有更強(qiáng)的單位體積承載能力。本文以國(guó)內(nèi)外重載設(shè)備中普遍使用的行星齒輪減速器的性能參數(shù)為例介紹了封閉差動(dòng)式行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算和仿真分析方法，為以后該類型產(chǎn)品的深入研究和實(shí)