核电站常规岛循环水泵驱动新型减速器设计研究

论文摘要

核电站常规岛循环水泵驱动减速器在我国主要依赖进口,对它的设计研究工作刚刚起步。该减速器是针对核电站的特殊工况单独设计的,因其传递的功率大,故具有体积大、质量大的特点。循环水泵驱动新型减速器是在普通行星减速器基础之上的创新,它采用了新型传动方案——径向二级行星传动,它比普通行星减速器体积小、重量轻,随传动比的增加这种优点更明显,但传动效率受传动级数的影响有所降低。径向二级行星传动由高速级定轴传动和低速级行星传动组合而成。高速级定轴传动是由行星传动中行星架固定转化而来,具有行星传动的结构形式,齿轮参数、疲劳强度及传动效率的计算也与行星传动的相同,因此可以称之为假行星传动或类行星传动。这也是把这种定轴传动和行星传动组合的形式称为径向二级行星传动的原因。根据确定的传动方案和总成方案,分析各个齿轮的受力,计算接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。由于是径向二级传动,所以不可避免出现多个构件同轴线的结构,且固定轴零件和回转轴零件相互交错,这种结构不容易实现。利用轴承嵌套的形式可以实现多构件同轴问题,但它的结构非常复杂。考虑行星传动中需要均载结构的特点,把其中的某个零件设计为浮动构件,这样可以减少轴承嵌套的数量,甚至避免轴承嵌套的结构。按照传动方案,高速级传动的内齿轮与低速级传动的外齿轮是固连在一起的,力和运动就是依靠内、外齿轮从减速器的高速级传递至低速级。为了减小减速器的径向尺寸,把内、外齿轮设计成一体的结构,考虑零部件的安装问题把内外齿轮垂直轴线切成两半,内外齿轮安装完成后把两半用螺栓杆连接起来,中间加碟簧,实现了轴向浮动。行星轮的均载涉及到传动的平稳性和可靠性,是行星传动中必须考虑的问题。均载机构的设计打破了以往设计只考虑了径向均载的情况,同时考虑了轴向均载的情况,对传动更为有利。润滑冷却系统是大功率传动必不可少的一部分。通过热平衡计算得总的润滑油量,如何分配这些润滑油才能使各润滑点得到所需的润滑油量是个难题,因为管路结构复杂且管路尺寸受传动构件尺寸的限制。本文创造性的运用管路直径的“反求法”对润滑油流量进行了分配,在求得管路直径后通过正算验证了各处的流量,通过数据对比说明“反求法”是流量分配的有效方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 齿轮传动及行星齿轮传动概述
• 1.2.2 行星齿轮减速器国内外发展历史及现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 总体方案设计
• 2.1 设计要求
• 2.1.1 设计条件
• 2.1.2 设计要求
• 2.2 传动方案研究设计
• 2.2.1 单级传动方案与径向二级传动方案的比较
• 2.2.2 主传动参数计算
• 2.3 传动机构受力分析
• 2.4 齿轮强度校核计算
• 2.5 总体方案设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 均载方案设计
• 3.1 行星传动基本构件的浮动均载原理
• 3.2 基本构件的浮动效果评估
• 3.2.1 中心轮浮动效果评估
• 3.2.2 内齿轮浮动效果评估
• 3.2.3 内外齿轮浮动效果评估
• 3.3 本章小结
• 第4章 减速器关键零部件的结构设计与有限元分析
• 4.1 行星架的结构设计与有限元分析
• 4.1.1 行星架的结构设计
• 4.1.2 行星架的有限元分析
• 4.2 输出轴的有限元分析
• 4.3 推力头的有限元分析
• 4.4 齿轮箱箱体的有限元分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 润滑冷却系统设计
• 5.1 减速器主传动齿轮润滑油的选用
• 5.2 润滑油流量的分配
• 5.2.1 减速器所需润滑油量
• 5.2.2 润滑油的流量分配
• 5.3 滑动轴承的设计
• 5.3.1 滑动轴承的选型
• 5.3.2 滑动轴承的计算
• 5.4 齿轮箱外部润滑冷却系统设计
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢