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柳工大型装载机紧急援助土耳其地震灾区工程机械动力换档行星变速器计算机辅助分析--《重庆大学》2003年硕士论文
工程机械动力换档行星变速器计算机辅助分析
【摘要】：
行星齿轮传动具有功率分流和动轴线的运动特点，以及内啮合的合理运用，使其相对于普通定轴线齿轮传动在技术和经济上具有很多优点，但如果行星轮间载荷不均衡，则这种优点就难以实现。因此对行星传动机构的均载性能及影响行星轮间载荷分配的因素进行分析有着重要的现实意义。
本论文来源于广西柳工机械股份有限公司委托课题“ZL50装载机BS305行星变速箱异常轴向力分析及解决方案”。本课题研究的目的是通过该变速箱的均载性能、各部件的受力、变形以及齿轮接触应力的分析，寻找出直齿行星轮机构产生异常轴向力，从而导致变速箱行星轴止动螺栓断裂及部分行星轮轮齿崩裂的原因，为柳工ZL50装载机行星齿轮变速箱的改进提出方案，提高设计质量和设计水平。
本文的主要研究工作有：
1.对各种类型的均载机构进行了比较；首次分析了4行星轮机构的均载构件等效误差,分析了安装和制造误差及其对均载构件均载位移量的影响。
2.对BS305行星变速箱各部件的受力及变形以及齿轮接触应力进行分析；分析了引起正常轴向力及异常轴向力的各种因素和影响程度。
3.行星齿轮传动装置三维建模、装配及动画处理。
4.应用I-DEAS软件对行星齿轮传动进行有限元分析。包括有限元分析模型的自动生成，应力应变分析，齿轮接触应力分析，分析结果的后处理。
5．用VB6.0自行开发了行星变速箱计算机辅助分析程序设计，该分析程序主要功能包括均载件的等效误差、各部件的受力及变形分析及齿轮弯曲强度及接触强度校核
6．通过常规计算及有限元分析，寻找出直齿行星轮机构产生异常轴向力的原因，并提出了消除异常轴向力的方案。
【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2003【分类号】：TU603【目录】：
中文摘要4-5
英文摘要5-10
1 绪论10-16
1.1 研究动力换档行星变速箱的意义10-11
1.2 国内外研究现状11-15
1.2.1 工程机械动力换档行星变速箱的国内外现状11-12
1.2.2 行星齿轮传动装置均载概述12-13
1.2.3 CAD/CAE软件概述13-15
1.3 论文的主要内容15-16
2 ZL50装载机行星变速箱机构分析16-23
2.1 ZL50装载机行星变速箱实体建模16-19
2.1.1 ZL50装载机行星变速箱结构简介16
2.1.2 I-DEAS的几何造型概述16-18
2.1.3 行星变速箱重要部件实体模型18-19
2.2 ZL50装载机行星变速箱装配模型19-21
2.3 机构分析及动画处理21-23
3 行星传动装置均载分析23-33
3.1 均载机构23-26
3.1.1 概述23-24
3.1.2 各种类型的均载机构24-25
3.1.3 ZL50装载机行星变速箱的均载机构分析25-26
3.2 制造误差和均载构件等效误差26-30
3.3 均载件柔度计算30-31
3.4 制造及安装误差对不均载系数KP的影响31-33
3.4.1 无均载装置的行星传动的KP值31
3.4.2 有均载装置的行星传动的KP值31-33
4 动力换档行星变速箱受力及变形分析33-46
4.1 行星齿轮机构力能参数33-35
4.2 ZL50装载机行星变速箱受力分析35-36
4.2.1 一档行星排受力分析35-36
4.2.2 倒档行星排受力分析36
4.3 ZL50行星变速箱变形分析36-42
4.3.1 中间输入轴及太阳轮变形36-39
4.3.2 行星架变形计算39-42
4.3.3 行星轴变形计算42
4.4 ZL50变速箱行星轴止动螺栓校核计算42-43
4.5 ZL50变速箱齿轮接触强度计算43-46
4.5.1 外啮合齿轮的接触强度43-44
4.5.2 内啮合齿轮的接触强度44-46
5 行星变速箱计算机辅助分析程序设计46-53
5.1 软件功能分析及系统流程46
5.2 行星变速箱计算机辅助分析系统界面设计46-53
6 行星变速传动装置有限元分析53-69
6.1 三维静力有限元法分析基本理论53-55
6.1.1 静力问题有限元基本方程53-54
6.1.2 静力问题有限元分析的基本步骤54-55
6.2 ZL50装载机行星变速箱部件的应力变形计算55-64
6.2.1 中间输入轴-太阳轮变形的有限元分析55-57
6.2.2 一档行星架变形的有限元分析57-58
6.2.3 倒档行星架变形的有限元分析58-60
6.2.4 一档行星轴变形的有限元分析60-61
6.2.5 倒档行星轴变形的有限元分析61-62
6.2.6 一档内齿圈变形的有限元分析62-64
6.2.7 变形有限元分析结果讨论64
6.3 齿轮接触有限元分析64-69
6.3.1 外啮合齿轮接触有限元分析64-67
6.3.2 内啮和齿轮接触有限元分析67-69
7 ZL50装载机行星变速箱改进方案69-74
7.1 概述69
7.2 改进行星变速箱，提高其均载效果69-72
7.2.1 采用静定机构69-70
7.2.2 一档内齿轮弹性均载70-71
7.2.3 太阳轮结构改进71-72
7.3 控制加工精度，避免换档轴向力72-74
8 结论74-75
参考文献76-78
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