四连杆门座起重机变幅机构齿轮齿条动力学分析

摘要

四连杆门座起重机是广泛应用于港口、制造工厂等需要进行装卸、安装作业场合的大型机械。变幅机构是门座起重机最重要的工作机构之一，通过变幅机构能够实现货物水平位移，扩大起重机的作业范围。门座起重机有多种变幅方式，齿轮齿条变幅是最常用的一种型式，在变幅过程中，齿轮齿条受到外力的大小和方向是不断变化的，由此造成齿轮齿条啮合情况恶劣，且安装误差对其啮合状况有着重大影响，现在对于齿轮、齿条强度校核主要以静强度校核的方式，对于动态变化力产生的影响，主要以添加动态系数的方式来考虑，这样计算的结果不太准确，也不能表现齿轮、齿条在变幅过程中的应力变化情况。本文以安装中的变幅齿轮、齿条齿侧间隙及变幅齿轮驱动函数为变量，研究变幅机构齿轮齿条的动态接触力。主要内容包括：
　　（1）分析门座起重机变幅机构各部件的工作原理，建立变幅齿轮、齿条啮合力动力学模型，分析啮合力的激励因素；
　　（2）通过三维软件SOLIDWORKS建立四连杆门座起重机三维模型结合ADAMS，对变幅系统进行刚体动态分析，得到不同激励下变幅齿轮与齿条间的动态接触力曲线；
　　（3）在ADAMS中建立变幅臂架柔性体模型，对四连杆门座起重机的变幅过程进行刚柔耦合分析，得到在刚柔耦合状态不同激励下，变幅齿轮、齿条啮合动态力曲线及柔性体应力变化云图；
　　（4）在ANSYS/LS-DYNA环境中，对变幅齿轮、齿条有限元模型进行加载与求解，得到齿轮与齿条随时间变化的应力云图及齿轮、齿条接触力曲线图。
　　本文以变幅齿轮、齿条齿侧间隙及变幅齿轮起、制动驱动函数为变量，研究变幅齿轮、齿条在啮合过程中的动态力参数与应力变化过程，为以后选取起、制动方式及齿侧间隙提供依据，提高安装精度，减变幅变幅齿轮、齿条冲击，提高其使用寿命，具有实际应用意义。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究意义

1.3 国内外动态

1.4 课题研究的主要内容

第2章 变幅系统齿轮齿条动力学模型

2.1齿轮齿条动力学模型

2.2 MQ1630门座起重变幅机构齿条力计算

2.3 本章小结

第3章 基于ADAMS的变幅齿轮齿条动力学分析

3.1 相关软件介绍

3.2 变幅齿轮齿条多刚体动力学

3.3 本章小结

第4章 基于ADAMS的变幅系统刚柔耦合分析

4.1 臂架柔体建立

4.2 变幅系统刚柔耦合动力学分析

4.3 臂架有限元分析

4.4 本章小结

第5章 基于LS-DYNA变幅齿轮齿条强度分析

5.1 LS-DYNA相关介绍

5.2 动力学分析

5.3变幅齿轮齿条仿真结果

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文与参加的科研项目