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盾构机用大功率行星减速器模糊可靠性优化设计及仿真分析
| 论文题名： | 盾构机用大功率行星减速器模糊可靠性优化设计及仿真分析 |
| 关键词： | 盾构机;大功率行星减速器;模糊可靠性;优化设计;仿真分析 |
| 摘要： | 盾构机是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备，在城市隧道的开挖中得到了越来越广泛的应用。由于盾构机工作的地质结构多变，导致工作时载荷变化剧烈，故对其动力驱动机构性能要求较高。由于盾构机的功率较大，而能提供安装动力源的空间相对较小，需要动力装置具备功率大、体积小、可靠性高的特点。而行星减速器完全具备上述的优点，能很好的满足盾构机的工作要求。减速器作为它主要的动力传递装置，不仅起着传递运动和动力的作用，还能在发生紧急制动的情况下承受载荷冲击。工况的特殊性和安装使用的特点要求其具有传递功率大、体积小和可靠度高等条件。目前国内对此专用减速器的设计研究尚处起步阶段。因此，研究大功率三级行星齿轮减速器的可靠性评估及参数优化设计成为解决当今国内大功率减速器设计制造问题的迫切任务之一。本文对此三级行星减速器的整体传动方案进行了优化改进，具体内容如下： 将常规的减速器可靠性设计方法和模糊数学结合起来，把模糊可靠性设计的方法应用到此减速器的设计中，完成了三级行星传动的单目标模糊可靠性优化设计。设计过程包括：建立实际问题的优化数学模型，其中将可靠性指标和模糊因素处理成约束条件；通过建立多级综合评判将这些约束条件转化成普通约束，即把模糊可靠性优化转化成普通优化设计问题，运用Matlab优化工具箱进行求解，得到最优的设计方案。 运用ANSYS-WORKBENCH软件对各级的行星架进行强度和刚度的分析，对不合理的结构进行改进，使其满足工作要求的强度刚度。通过ANSYS的APDL语言建立第三级行星架模型的命令流，运用基于有限元的概率设计技术对其进行可靠性分析。分析了材料、载荷和自身结构尺寸对其可靠性的影响，为保证行星架的可靠度提供了依据。 介绍了多刚体系统动力学的基本原理，并利用Pro/E建立第三级行星机构的三维模型，基于ADAMS对该行星机构进行动力学分析。详细叙述了ADAMS分析过程中各构件之间的关系。验证了机构的传动比，同时分析了齿轮啮合力的变化规律。 |
| 作者： | 杨超 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 陈器 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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