学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

轮边减速器齿轮传动参数优化设计及其齿顶修形研究

作　者: 钟新利
导　师: 刘德顺；朱广辉
学　校: 湖南科技大学
专　业: 机械工程
关键词: 轮边减速器优化设计多体动力学动态载荷齿顶修形响应面法
分类号: TH132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 140次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着我国煤炭、铁矿石等矿产资源开采行业的高速发展,我国对先进矿山开采运输设备的需求也越来越大,矿用电动轮自卸车就是其中的代表性产品。轮边减速器作为矿用电动轮自卸车的核心部件,要求其结构紧凑、重量轻、运行平稳,因此对轮边减速器齿轮传动系统参数进行优化设计并改善其力学特性,对于提高矿用电动轮自卸车的运行性能具有重要意义。该文以某公司矿用电动轮自卸车轮边减速器为研究对象,从齿轮传动参数优化设计建模、优化模型求解方法、轮齿动态载荷分析、齿顶修形参数优化四个方面对轮边减速器进行了理论分析与数值仿真。主要研究工作如下:(1)轮边减速器齿轮传动参数优化建模。根据轮边减速器的设计要求和实际加工条件,建立以模数、齿数、变位系数、工作齿宽为设计变量,以配齿约束、基本设计变量约束、传动性能约束、齿轮强度约束、齿顶厚度及其它约束为设计约束条件,以齿轮传动系统总质量最小为设计目标的单目标优化设计数学模型。(2)优化模型求解方法及轮边减速器优化设计。针对轮边减速器优化设计模型中离散变量与连续变量共同存在的特点,提出可行枚举法与遗传算法相结合的求解方法。通过运用MATLAB编程计算得到相应的优化参数值和目标函数值,获得轮边减速器齿轮传动参数的优化设计方案。(3)齿轮多体动力学仿真及其轮齿动载系数分析。基于多体动力学仿真软件ADAMS,建立轮边减速器齿轮传动系统中心轮和大星轮啮合轮齿动态载荷仿真模型。通过仿真获得了轮齿的动态载荷时间历程及其动载系数,与理论分析基本吻合,为齿轮齿顶修形提供了理论分析基础。(4)齿轮齿顶修形参数优化。运用试验设计方法,建立齿轮齿顶修形量与动载系数之间的二阶响应面模型。以动载系数最小为优化目标,获得最优齿顶修形量。与未修形时相比,改善了齿轮传动的轮齿动态载荷特性。该文通过建立轮边减速器齿轮传动参数优化模型,对轮边减速器进行了优化设计;通过齿轮多体动力学仿真和齿轮齿顶修形量优化设计,改善了轮边减速器轮齿动态载荷特性。为轮边减速器齿轮传动系统参数优化和齿顶修形量优化提供了理论依据和实践参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 论文的研究背景、意义及来源  10-12
    1.1.1 研究背景与意义  10-11
    1.1.2 课题来源  11-12
  1.2 矿用电动轮自卸车简介与相关领域的研究概况  12-15
    1.2.1 矿用电动轮自卸车简介  12
    1.2.2 轮边减速器优化设计  12-13
    1.2.3 齿廓修形  13-15
  1.3 本文的研究内容及其研究方法  15-16
第二章轮边减速器齿轮传动参数优化设计建模  16-33
  2.1 引言  16
  2.2 轮边减速器整体结构  16-18
    2.2.1 电动轮内部结构简介  16-17
    2.2.2 轮边减速器的减速机构  17-18
  2.3 选择设计变量  18-20
  2.4 设定目标函数  20-21
  2.5 设置约束条件  21-31
    2.5.1 配齿条件约束  21-25
    2.5.2 基本设计变量约束  25-27
    2.5.3 传动性能约束  27-28
    2.5.4 齿轮强度约束  28-30
    2.5.5 齿顶厚度及其它约束  30-31
  2.6 小结  31-33
第三章优化模型求解方法与轮边减速器优化设计  33-41
  3.1 引言  33
  3.2 各种常见优化模型求解方法  33-35
    3.2.1 约束优化模型的直接解法  33-34
    3.2.2 约束优化模型的间接解法  34
    3.2.3 遗传算法  34-35
  3.3 轮边减速器优化模型求解方法  35-37
  3.4 轮边减速器优化设计  37-40
  3.5 小结  40-41
第四章基于多体动力学的轮齿动态载荷分析  41-48
  4.1 引言  41
  4.2 直齿圆柱齿轮啮合传动特性  41-43
  4.3 ADAMS 多体动力学分析中的接触碰撞模型  43-44
  4.4 齿轮副多体动力学建模  44-46
    4.4.1 轮边减速器齿轮系统几何建模  44-45
    4.4.2 齿轮副ADAMS 多体动力学建模  45-46
  4.5 齿轮啮合动力学仿真及其结果分析  46-47
  4.6 小结  47-48
第五章基于响应面模型的齿轮齿顶修形参数优化  48-56
  5.1 引言  48
  5.2 响应面法  48-49
  5.3 齿顶修形及其修形量的选取  49-50
  5.4 基于响应面模型的齿顶修形参数优化  50-54
  5.5 小结  54-56
第六章总结与展望  56-58
  6.1 总结  56
  6.2 展望  56-58
参考文献  58-60
致谢  60-61
附录 A：攻读学位期间所发表的学术论文  61-62
附录 B：攻读学位期间参与的科研项目  62-63
附录 C：齿轮传动几何尺寸计算附表  63-66

轮边减速器齿轮传动参数优化设计及其齿顶修形研究

内容摘要

全文目录

相似论文