受限空間下TBM減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其動(dòng)態(tài)特性.pdf

1、隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，以及交通、水利等基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，特別是城市建設(shè)對于地下道路交通的巨大需求，隧道掘進(jìn)裝備和技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)對于隧道掘進(jìn)機(jī)和關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)一步加強(qiáng)，作為硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的減速器，面臨著空間受限、大傳動(dòng)比、高傳遞效率及強(qiáng)承載能力的技術(shù)要求。因此設(shè)計(jì)一種符合以上要求并具備良好的動(dòng)態(tài)特性的減速器顯得尤其重要。
　　本文利用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法，建立了從基本結(jié)構(gòu)、拓?fù)溲莼?/p>

2、、綜合判定、拓?fù)浞囱莸酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化選擇的完整設(shè)計(jì)優(yōu)化流程，并建立了減速器結(jié)構(gòu)鍵合圖模型，分析了減速器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性并研究主要參數(shù)影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)介紹基于功能離散法的周轉(zhuǎn)輪系拓?fù)鋬?yōu)化理論及方法，建立從結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)、拓?fù)溲莼?、綜合判定、拓?fù)浞囱莸酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化選擇的完整設(shè)計(jì)優(yōu)化流程，完善一種行星輪系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法。
　　(2)設(shè)定齒輪個(gè)數(shù)、自由度等的參數(shù)約束條件，引入同構(gòu)判定、封閉功率流判定、最短路徑判

3、定的方法，通過對行星齒輪典型結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)特性研究，確定了周轉(zhuǎn)輪系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案及反演形式;并以受限空間下，實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比、高傳遞效率、高承載能力為目標(biāo)，確定TBM減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。
　　(3)TBM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布局方案的設(shè)定，減速器一級(jí)行星輪系加封閉式行星傳動(dòng)形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，公共大齒圈輸出增強(qiáng)了承載能力;以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立了一系列的約束條件，包含配齒約束、疲勞強(qiáng)度約束、幾何約束等，利用MATLAB作為優(yōu)化求解工具，

4、最后得到減速器行星輪系的優(yōu)化參數(shù)。
　　(4)鍵合圖基本理論的介紹，建立單個(gè)齒輪對的鍵合圖模型，推導(dǎo)出它的狀態(tài)方程，明確系統(tǒng)中重要參數(shù)摩擦力、傳遞誤差、嚙合剛度、嚙合阻尼的選取及其在鍵合圖模型中的表示形式，為后續(xù)建立行星輪系及整個(gè)減速系統(tǒng)的鍵合圖模型打下了理論基礎(chǔ)。
　　(5)依據(jù)減速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其分成行星輪系和封閉結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分，為了分析的簡便和準(zhǔn)確，對兩部分分別建立鍵合圖模型;為了研究各個(gè)因素是否會(huì)對系統(tǒng)的響應(yīng)產(chǎn)生影響，