矿用掘进机减速器动态特性分析与优化设计

针对EBZ135掘进机减速器齿轮零件体积较大而导致运行稳定性偏差的不足。以提升减速器工作性能、轻量化减速器为目标,通过分析减速器的运行原理和动态特性,运用MATLAB优化工具箱对减速器关键齿轮的结构进行优化,利用SolidWorks软件构建齿轮传动3D模型,并通过ANSYS仿真软件进行有限元分析,以验证设计结果的合理性和可靠性。试验结果表明：采用优化后齿轮结构能够有效降低体积,使得减速器内部结构更加紧凑;优化后结构最大接触应力值为416.04 MPa,满足实际要求;齿轮各阶次固有频率与啮合频率差距较大,不会导致共振现象。优化结果较为理想,满足结构轻量化设计目标。     

小口径涡轮钻具减速器非对称齿轮弯曲强度分析

小口径涡轮钻具减速器是小井眼深井钻探钻具的重要部件,具有体积小、承载大的特点。采用非对称齿轮代替传统齿轮是提高减速器承载能力的有效手段。非对称齿轮两侧的齿根圆角半径和压力角是区别于对称齿轮的关键参数,通过改变齿轮的齿形结构进而影响了齿轮的齿根弯曲强度。为了进一步研究齿根圆角半径和工作侧压力角对齿根弯曲应力的影响规律,以?127 mm涡轮钻具减速器中太阳轮为研究对象,建立非对称齿轮的受力模型,基于平截面法得到非对称齿轮齿根弯曲应力的理论计算公式,并通过有限元法对对称齿轮和非对称齿轮进行对比分析,仿真结果表明:增大齿根圆角半径能增大齿轮齿根过渡曲线的曲率半径,从而改善齿根处的应力集中;工作侧压力角的增大能有效降低齿根弯曲应力,但压力角超过一定值时,齿根弯曲应力逐渐趋于稳定。理论分析和仿真结果基本吻合,研究结果可以为优化减速器非对称齿轮的主要参数提供依据和参考。     

EBJ-160悬臂式重型掘进机截割部减速器的设计与研究

针对EBJ-160悬臂式重型掘进机具有结构紧凑、机身矮、重心低等特点,结合行星齿轮减速器传动的优点,设计一种符合该型掘进机截割部的减速器。设计所采用的方法是根据结构尺寸初选齿轮的相关参数,再按照齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度进行齿轮设计,达到满足复杂工况条件下使用的要求。该研究为掘进机截割部减速器的设计提供了指导。     

矿用汽车行星齿轮减速器的优化设计

在保证矿用汽车行星齿轮减速器总体尺寸和传动比基本不变的条件下,以接触应力安全系数为优化目标,以齿轮齿数和变位系数为优化变量,基于MATLAB采用复合形法进行优化设计。通过对离散变量进行序列化处理,大大简化了优化程序。通过优化设计,接触应力明显降低,使用寿命显著提高。     

基于遗传算法的矿用减速器齿轮修形优化

矿用减速器运行过程中,齿面偏载会削弱齿轮啮合性能,增加齿轮系统的振动与噪声,需对其进行优化。首先运用Romax软件对矿用减速器齿轮系统进行啮合性能分析。再以齿轮传动误差波动最小化为目标,以齿轮齿廓、齿向修形参数为设计变量,运用遗传算法对齿轮副齿面进行优化。通过分析各设计变量对齿轮传动误差波动的影响,得到了最佳设计变量组合。然后对齿轮副齿面进行二次优化,获得了最佳修形优化方案。最后利用齿轮接触分析验证优化结果的正确性。结果表明:遗传算法优化得到的修形齿面可以有效减小齿轮传动误差波动量,改善齿面载荷分布,提高齿轮啮合性能。     

薄煤层采煤机摇臂减速器的可靠性研究

以薄煤层采煤机摇臂减速器为例,进行了基于ANSYS/PDS模块的三维动态齿轮齿根弯曲强度可靠性分析。研究了在不同工况下,齿根应力、安全系数和可靠性三者之间的关系。通过与MATLAB数值计算结果对比,验证了有限元法求解可靠度的准确性。通过对齿轮灵敏度的分析,确定了影响齿轮可靠度的主要因素,为进一步对齿轮优化设计提供参考。     

刮板输送机三级齿轮的整型优化设计

采用混合离散变量的整型优化方法，以减速器体积最小为目标对ＳＧＢ。６３０／１５０Ｃ型刮板输送机三级齿轮传动进行了优化设计，效果明显。     

基于ABAQUS的乳化液泵斜齿轮齿根弯曲应力分析

针对大功率乳化液泵斜齿轮齿根容易发生断裂的问题,提出了一种基于ABAQUS的齿根弯曲应力有限元计算方法,该方法通过对斜齿轮最短接触线的长度及其位置坐标进行分析计算,并应用赫兹接触理论求得有限元载荷,从而求解出斜齿轮齿根弯曲应力。通过与传统的理论方法进行对比,结果表明有限元齿根弯曲应力为149 MPa,比理论值要高约14%,因此应用传统方法设计出的斜齿轮安全系数偏高,不能真实地反映斜齿轮的齿根弯曲强度。     

球磨机减速器齿轮传动的模糊优化设计

考虑设计参数的模糊因素,建立了球磨机减速器齿轮传动的优化设计数学模型,以体积最小为目标,确定了各设计变量的优化值。通过实例计算,证明具有较好的经济性和实用价值。     

带式输送机齿轮传动系统的优化设计

传统的闭式齿轮传动设计一般是以齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度为设计指标,经过多次修改参数、校核直至满足设计要求为止,设计效率低而且安全裕量大。采用机械优化设计的方法建立包含目标函数、设计变量、约束条件等内容的数学模型,并通过MATLAB中的优化设计工具箱对数学模型进行计算,得到最优的设计方案,可以减小齿轮结构、节约齿轮材料,快速、高效地完成设计任务,提高设计效率和产品质量。     

二级串联行星减速器的优化设计

经对二个串联的行星齿轮减速器依体积最小优化分配传动比后，分别对两级行星齿轮减速器进行优化，实现了多级行星齿轮减速器的优化设计。     

基于MATLAB的变速器齿轮优化设计

以齿轮设计参数齿高系数为优化变量之一,考虑变速器结构轻量化及传动平顺性等因素,建立以变速器体积最小、传动重合度最大为目标函数的优化数学模型。运用MATLAB优化工具箱中的Fmincon函数结合目标规划法对该模型进行优化处理,并比较各个挡位的综合承载能力,进而实现改善齿轮承载能力的效果。结果表明:该方案下的参数配合使得2个目标函数都得到相应的优化,在不超过许用应力的范围内,各个挡位的接触承载能力均有提高,为齿轮非标优化设计提供依据。     

牙轮钻机回转减速器的优化设计

以矿用牙轮钻机回转减速器齿轮传动的中心距最小为目标，以齿轮的强度、结构要求和减速器的性能要求等为约束条件，对牙轮钻机的回转减速器进行了优化设计，为钻机的回转减速器和钻架的合理设计提供了依据。     

牙轮机回转减速器的优化设计

以矿用牙轮钻机回转减速器齿轮传动的中心距最小为目标，以齿轮的强度、结构要求和减速器的性能要求等为约束条件，对牙轮钻机的回转减速器进行了优化设计，为钻机的回转减速器和钻架的合理设计提供了依据。     

钻式采煤机传动部优化设计

讨论了弧齿锥齿轮传动的优点,并利用枚举法在非线性规划问题优化中的优越性,对钻式采煤机减速器以体积最小为目标,以齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、不干涉条件等为约束建立数学模型,并用Matlab进行优化得到最优解。其尺寸的减小对整机体积减小和巷道宽度减小有重要意义。     

应用正交试验设计法进行两级斜齿圆柱齿轮传动优化设计

减速器的外廓尺寸和重量,在很大程度上由齿轮传动的中心距所决定。本文以减速器中心距最小为优化目标,齿轮的强度要求和结构要求为约束条件,采用“正交设计优化法”,对40kW刮板输送机两级斜齿圆柱齿轮传动进行优化,仅用普通的袖珍电子计算器,达到了参数优化的目的。     

煤层气车载钻机顶驱优化设计

介绍了煤层气车载钻机顶驱的工作过程和结构参数,确定顶驱齿轮减速器的优化设计目标函数与设计变量,根据约束条件得出相应的约束方程,采用MATLAB进行优化计算,计算结果为顶驱设计提供了参考依据。     

基于Isight采煤机截割部行星传动优化设计

利用Isight软件中的NSGA-Ⅱ多目标遗传算法针对某采煤机截割部高速级行星传动进行了优化设计。在传动比不变的条件下,以啮合角、变位系数等齿形参数为设计变量,建立以体积、传动效率为目标的数学模型。结果表明,体积与传动效率保持基本不变,齿面接触强度变化≥0.67%,齿根弯曲强度提高了8%¹1.1%。     

ZL系列减速器优化设计

以ＺＬ减速器为研究对象，根据机械设计的基本理论，确定６个设计变量和１１个不等式约束，并以体积最小为目标函数，应用随机实验法和ＳＣＤＤ法相结合的方法，计算出该系列减速器的最佳参数值，在传动扭矩、名义速比、齿轮材料不变的情况下，中心距可由１１５０ｍｍ减为９５０ｍｍ，目标函数值平均可降低３０％。并对其它系列减速器的优化方法也做了讨论。     

NGW型行星轮系瞬时啮合的仿真分析

在ANSYS中分别建立NGW型行星轮系太阳轮、行星轮、齿圈的有限元分析模型,并实现三者的准确装配。对啮合过程进行瞬时啮合仿真分析,精确获取啮合过程中各齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力变化曲线。在此基础上提取了各齿轮齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值及对应的啮合位置,为对掘进机减速器NGW型行星轮系的寿命分析及结构优化提供依据。