混凝土蝸殼海水循環(huán)泵是核電站四大關(guān)鍵主泵之一，該泵的穩(wěn)定可靠運行對于核電站的經(jīng)濟效益和安全性極為重要。而循環(huán)泵立式行星減速箱是該泵的關(guān)鍵部件。隨著該泵的國產(chǎn)化、系列化的推進，如何降低生產(chǎn)成本，尤其是降低循環(huán)泵立式行星減速箱的生產(chǎn)成本成為關(guān)鍵問題。 有限元方法因為其物理概念清晰，容易掌握、應(yīng)用范圍廣等多種優(yōu)點，在工程分析中得到廣泛的應(yīng)用。本文通過有限元軟件ANSYS對海水循環(huán)泵齒輪箱中的關(guān)鍵零件內(nèi)外斜齒輪、行星架進行有限元分析，為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持；同時還通過熱網(wǎng)絡(luò)法對整個傳動系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)溫度場進行計算分析，為減少潤滑油量，減少油箱容積提供依據(jù)；通過上述兩項分析，主要目的是為了降低該立式行星齒輪箱的生產(chǎn)成本，為該產(chǎn)品的自主研發(fā)打好堅實的基礎(chǔ)。本研究論文主要完成了以下工作： 1.利用VBA程序，在三維軟件Solidworks中繪制了漸開線齒廓，并最終生成內(nèi)外斜齒輪模型。 2.通過有限元軟件對太陽輪與行星輪接觸模型、行星輪與內(nèi)齒輪的接觸模型進行有限元分析，通過分析計算得出接觸應(yīng)力及接觸變形的值，將此值與根據(jù)GB/T3480-1997中的接觸強度校核法計算出來的值進行比較。兩種算法的計算結(jié)果誤差在1.2%以內(nèi)，，而有限元軟件計算方法操作更加簡便，結(jié)果更加詳細化。 3.通過有限元軟件ANSYS對行星架進行靜力分析，得到行星架的變形云圖與應(yīng)力云圖。根據(jù)行星架的變形云圖得知行星架受力變形的規(guī)律；將有限元軟件ANSYS中的計算結(jié)果與通過經(jīng)驗公式計算的結(jié)果進行比較，以校核有限元軟件的計算結(jié)果；根據(jù)行星架的應(yīng)力云圖與行星架材料的屈服極限可得到行星架的安全系數(shù)。 4.根據(jù)熱網(wǎng)絡(luò)法基本原理，在海水循環(huán)泵齒輪箱傳動系統(tǒng)各部分分別設(shè)置溫度節(jié)點，并根據(jù)熱網(wǎng)絡(luò)圖建立熱平衡方程，求解熱平衡狀態(tài)下溫度節(jié)點的溫度值，并與海水循環(huán)泵齒輪箱空載試驗得到的結(jié)果進行比較。確定傳動系統(tǒng)中溫度最高點，即發(fā)熱量最大點。為下一步的優(yōu)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。
【學(xué)位授予單位】：機械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH132.41
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景概述
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國內(nèi)外核電發(fā)展現(xiàn)狀及未來核電發(fā)展趨勢
1.2.2 有限元法國內(nèi)外研究概況
1.3 課題來源、選題意義及目的
1.4 主要研究內(nèi)容
第二章 行星齒輪傳動系統(tǒng)的受力計算
2.1 引言
2.2 關(guān)鍵零件的受力分析
2.3 強度校核
2.3.1 太陽輪與行星輪接觸強度校核
2.3.2 行星輪與內(nèi)齒輪接觸強度校核
2.4 行星架的連接強度檢驗及變形計算
2.4.1 行星架的連接強度計算
2.4.2 行星架變形計算
2.5 本章小結(jié)
第三章 斜齒輪三維建模及接觸理論
3.1 引言
3.2 外斜齒輪三維模型建立
3.2.1 漸開線方程
3.2.2 斜齒輪的模型建立
3.3 接觸理論及其有限元方法
3.3.1 經(jīng)典接觸力學(xué)方法
3.3.2 接觸分析有限元法思想
3.4 斜齒輪接觸分析理論
3.4.1 接觸行為
3.4.2 接觸分類
3.4.3 接觸算法
3.5 本章小結(jié)
第四章 斜齒輪接觸分析
4.1 引言
4.2 斜齒輪有限元模型的截取、網(wǎng)格劃分
4.2.1 斜齒輪嚙合模型的截取
4.2.2 斜齒輪嚙合模型的網(wǎng)格劃分
4.3 斜齒輪的接觸分析
4.3.1 接觸對的創(chuàng)建
4.3.2 施加載荷
4.3.3 斜齒輪接觸分析結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
第五章 行星架的有限元分析
5.1 引言
5.2 行星架模型的建立
5.2.1 行星架的結(jié)構(gòu)
5.2.2 行星架載荷的施加
5.2.3 行星架有限元分析結(jié)果
5.3 本章小結(jié)
第六章 海水循環(huán)泵齒輪箱的熱穩(wěn)態(tài)分析
6.1 引言
6.2 熱網(wǎng)絡(luò)法及循環(huán)泵齒輪箱的熱平衡方程
6.2.1 熱網(wǎng)絡(luò)法的概念
6.2.2 循環(huán)泵齒輪箱的節(jié)點布置及熱平衡方程
6.3 功率損耗
6.3.1 齒輪損耗
6.3.2 軸承損耗
6.4 熱阻、對流換熱系數(shù)計算模型
6.4.1 熱阻值的確定
6.4.2 對流換熱系數(shù)的確定
6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與的項目
【參考文獻】
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本文編號：
2133091
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