多齒輪并聯(lián)驅(qū)動機械系統(tǒng)偏載特性實驗與仿真研究.pdf

1、多齒輪并聯(lián)驅(qū)動機械系統(tǒng)是利用多個小齒輪驅(qū)動一個大齒輪,形成功率分流,是一種多點嚙合傳動機械系統(tǒng),特別適用于大扭矩,低轉(zhuǎn)速等應(yīng)用場合。這種傳動形式廣泛應(yīng)用于盾構(gòu)掘進機的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。這種冗余并聯(lián)驅(qū)動方式固然能夠提供巨大的驅(qū)動力,但由于在生產(chǎn)裝配過程中,不可避免產(chǎn)生的制造和安裝誤差,以及驅(qū)動電機不同的安裝布置形式會使各個驅(qū)動支路傳遞的載荷大小不均勻,造成驅(qū)動電機偏載,嚴(yán)重的偏載會造成生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此,有必要對多齒輪并聯(lián)傳動系統(tǒng)的載荷傳遞特性

2、進行研究,分析驅(qū)動電機不同布置形式對系統(tǒng)均載特性的影響,為工程實踐提供參考。
　　本文通過多齒輪并聯(lián)驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)力傳遞實驗,建立多齒輪并聯(lián)傳動系統(tǒng)的有限元計算模型,進行系統(tǒng)的模態(tài)分析和靜力學(xué)、動力學(xué)載荷傳遞分析,研究了三個小齒輪不同安裝布置形式對系統(tǒng)均載特性的影響。最后建立了系統(tǒng)的集中參數(shù)模型,定義多齒輪并聯(lián)傳動系統(tǒng)的均載系數(shù),利用Matlab/Simulink進行動力學(xué)仿真,研究分析了重合度、小齒輪支承剛度以及安裝布置形式對系統(tǒng)

3、均載特性的影響。結(jié)果表明重合度和小齒輪支撐剛度越大,系統(tǒng)的均載性越好;270°-180°-60°和180°-60°-0°兩種布置形式系統(tǒng)均載性較好,270°-180°-0°和270°-60°-0°兩種布置形式系統(tǒng)均載性較差。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先以模擬盾構(gòu)機實驗平臺的多齒輪并聯(lián)驅(qū)動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)為對象,建立多齒輪同步驅(qū)動機械系統(tǒng),設(shè)計完成相應(yīng)的控制軟件,采用實驗平臺的加載器施加空載、扭矩和彎扭耦合三種不同的工況,通過控制軟件實現(xiàn)驅(qū)

4、動電機的主、同兩種不同控制方式,通過變換驅(qū)動電機的安裝位置實現(xiàn)三個驅(qū)動電機四種不同安裝布置形式,分析研究不同工況、不同控制形式和不同安裝位置下驅(qū)動電機的載荷傳遞特性。
　　其次利用有限元軟件ABAQUS建立試驗臺回轉(zhuǎn)系統(tǒng)有限元分析模型,通過系統(tǒng)的模態(tài)分析研究機械系統(tǒng)在約束工況下自身固有特性對傳動偏載的影響,設(shè)置不同的載荷施加方式實現(xiàn)純扭矩和彎扭耦合兩種不同的工況,分析小齒輪變載荷工況下,四種不同的布置形式下力傳遞特性,并建立多齒輪