电动轮自卸车轮边减速器可靠性研究

摘要

本文首先研究矿用电动轮自卸车轮边减速器行星架的结构可靠性,利用ANSYS的概率设计功能,以行星轮轴直径、行星轮传递给轮轴的压力及弹性模量等为随机输入变量,模拟实际构件设计参数的随机性,选用蒙特卡罗法进行行星架的可靠性分析,得到该有限元分析模型的应力概率分布特征、应力累积分布函数和行星轮轴直径等设计参数对应力分布的敏感程度。研究所得结论对于改进电动轮自卸车轮边减速器结构设计、提高其使用寿命具有一定的作用。其次,通过降低矿用自卸车的自重,提高承载效率,取轮边行星减速器的太阳轮和齿圈的齿数、模数、齿宽为设计变量,以减速器体积最小为优化目标,由模糊可靠性理论设定齿轮的接触强度和弯曲强度的可靠度,并用MATLAB优化工具箱求出其最优解。优化结果表明,在所用材料不改变、在保证传动比要求和强度的条件下,使轮边减速器的体积减小16％,重量减少16kg,驱动桥末端内径可减少11%,这对于减小矿用自卸车行走的惯性、提高其运动的灵活性和装载能力有重要的意义。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 大型电动轮自卸车的现状与发展趋势

1.2 可靠性的基本概念

1.3 可靠性设计程序与内容

1.4 本文的主要工作

2 可靠性及优化理论

2.1 可靠性

2.2 可靠度的确定

2.2.1 应力—强度干涉模型

2.2.2 根据应力—强度干涉模型确定可靠度

2.3 模糊可靠性优化设计中常用的一些隶属函数

2.4 模糊优化设计中对约束的处理

2.4.1 对性能约束的处理

2.4.2 对几何约束的处理

3 基于ANSYS 软件的可靠性分析

3.1 PDS 基本步骤概述

3.2 PDS 在矿用电动轮自卸车轮边减速器可靠性分析中的应用

3.2.1 基于PDS 模块LHS 法矿用电动轮自卸车轮边减速器行星架状态函数灵敏度分析

3.2.2 基于PDS 模块CCD 法的行星架圆盘的状态函数灵敏度分析

3.3 本章小结

4 电动轮自卸车轮边减速器的模糊可靠性优化设计

4.1 电动轮自卸车轮边减速器优化数学模型的建立

4.1.1 目标函数的建立和设计变量的确定

4.1.2 约束条件

4.2 模糊约束转化为普通约束

4.3 计算结果分析

4.4 结论

5 结论

参考文献

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