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行星架可靠性优化设计
西南交通人学机械稈研究所韩翔
行星架是行星战速器机构中承受外力矩最人的
应力和刚度及其极限均假定服从正怒分布,得
零件,行星架的结构设计和制造质最对各行星轮间
的载荷分配以傘传动装置的承载能力、噪声利振动
N( Co Gim)2+(Gッ2
等有很大影响。合理的行星架结构应该重最轻、刚式中C、C5m
应力及其极限cm的变异系
性好、便于加「和装配。木义在传统设计经验的基
础上,考虑应力、劇度及其强度均为随机变量并对
Xim -X
行星架参数设计产生影响的基础上,同时考忠迕接
板间、侧壁厚和连接板内圆半径等约宋条件,较
をaimい2+((yンZR
系统地给出了一定可靠度下的优化设计模理和计式中
巾」行星架变形而引起的行星轮轮汰
实例。坑服了已有模型把连接板内圆半径人为设定
相」中心轮轮齿的偏斜角
和模型过」简单的缺陷,有一定的工程实用价值
imY的限值
Mm、γ的变异系数
1确定设计变量,建立目标函数
确定性约束
通常行星架2侧壁壁厚相等,故取以下参数为
1)2连接板间距?少大」行星轮直径10mm
设计变量:连接板断面上弧长b、下弧长a,行星
Dn。10
架侧壁厚c,连按板内圆半径n,即X=1X1,
(2)侧壁厚上下界约束
2,X3,X4=/a,b,c,n]'。目标函数为
0.164cb≤c0.28A4cb
(5)
f(7=2xe(R-75)/3+N,
(3)连接板内圆半径上下外约宋
(a+ b)hni /2
0.5B≤rn0.85R
式中R行星架外圆半径
4)连接板断上下弧长上下界约束
一行星架内圆半径
10a200
迕接板数目
10≤b≤200
连接板厚度
综合上述日标函数和约束条件,行星架靠性
星架长度
优化设计数学模型可归纳为1个单目标函数、4个
2确定约束函数
设计变量,具有7个约東条件的可靠性约宋优化问
2.1可靠性约束
度每降低1C容量约减小1%。如选的蓄电池容宜选容量稍大些的蓄电池
量偏小,在寒冷季节,就会困电池的容量不足而
影响整牛的工作时间。但諾电池组容最选配过大会作者:仟家校
增加经济成本、且増大苦电池组的体积。一般,温地址:安做台合肥市望江西路15号
热带地区使用的车辆,可选配容量略偏小些的蓄电邮编:202
池。以减少经济成本;北方高寒地区使用的车辆
收不
稿期:2003-03-07
起重运输机械》2003(12)
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混合动力牵引车独立悬架
变截面板簧的有限元分析
军事交通学院朱诗顺李玉兰骆素君朱道伟张勇
摘要:通过建立板簧总成片与片之间的接触单元,采用 ANSYS有限元分析软件对某一新型混合动力牵引
车前悬架的上、下板簧总成的刚度和强度进行分析。最后用试验对 ANSYS的分析结果进行验证。
关健词:钢板蝉簧;刚度;强度;有限元法
Abstract: ilness and strenth of pcr and lowcr Iaf pring 2 mbly o thc M susp nsion i a nw composilcly pow
ered traction vehicle are calculated respectively with the ANSYS finie eem nt ar alysis wae. The results are verified by tests
Key words: steel leaf spring; stillness; strength; iit ile eemie,L analysi
在计算板弹簧的刚度吋,传统的计算方法常
采用共同曲卒法和集中载荷法。这2利方法计算时
均采用了若干假定,如共同曲率法假定在任何负荷
下弹簧弯各片问都全部接触,在同一截面上各
片具有相同的曲率半径。而这些假定都与实际情况
不符,用这2种方法计算出的结果与实际相差大。
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困此,必须寻求新的计算方法来分析钢板弾夤的强
度和刚度。 ANSYS是大型有限元分析软件,它提
?1前桥悬架与转向装置示意图
供的接触单元『以解决钢板弾簧结构分析时遇到的
驾驶室底板2.组合螺旋弹簧3.减振器
人变形和1接触线性问题。
4.上.、下板簧总成5.转向节6.转向拉杆
7.前车轮8.车架中梁
设计计算举例
可靠性优化设计考虑诸多随机因素対产品的影响,
是更符合实际的设计方法。
已知某一单级行星械速器,输入功率P=10
kW,转速n=750r/min,传动比i=7.6,中心距
参考文献
Aa=57mm,齿轮宽度B=28mm,太阳轮浮动,
张展,注敏三.行星齿轮传动中行星架的计算.国外T
最大偏转角中=0.0262。行星架材料45钢调质处
稈机械,1990,16(2)
理,外圆半径R=80mm,内圆半径n=20m
2杨平.行星架设计的一种简使实用方法.机械科学与技
术,199%,25(4
接板数M=3,梯形断面。
渐川线齿轮行星传动的设计与制造编委会.渐开线齿轮
収ZR=1.2816(失效率为0.1),采用 Matlab
行星传动的设计与制造?北京:机械工业出版社.,2002
语言的优化工只进行优化计算,得最终结果
0 m, b=14 m,c=9 mm, 7n=63 mmo
地址:成都西南交通大学机械工程研充所
结论
邮编:610031
算例表明,本文所建模型是正确可行的。机械
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《起重运输机械》2003(12)
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