減速機箱體的結(jié)構(gòu)分析
??進口減速機已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)中,其工作性能直接影響整個系統(tǒng)的運行。減速機箱體作為減速機的重要零件,對減速機的正常運轉(zhuǎn)起到支撐、減振和散熱等重要作用,因此有必要對箱體進行結(jié)構(gòu)分析。
??本文針對TK系列減速機,采用有限元方法對減速機箱體進行自由模態(tài)和靜力學(xué)的研究,主要工作如下：在對減速機進行齒輪傳動設(shè)計、齒輪載荷計算、軸及軸承載荷計算的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了減速機箱體載荷計算模型。開發(fā)了弧齒錐齒輪傳動設(shè)計參數(shù)化程序,研究了齒輪傳動設(shè)計中相關(guān)參數(shù)的數(shù)表及線圖的程序化處理方法。
??以VB為工具,編寫減速機箱體載荷計算程序,實現(xiàn)載荷計算參數(shù)化,以TK系列減速機為例,說明其使用方法。實習期間,針對企業(yè)中出現(xiàn)的減速機箱體破損現(xiàn)象,通過對減速機中斜齒輪、弧齒錐齒輪軸向力的研究,發(fā)現(xiàn)TK系列減速機中存在軸向力疊加的問題,探討其解決方案。
??構(gòu)建減速機箱體的三維功能模型,探討了進行箱體單元類型選擇、材料屬性定義、網(wǎng)格劃分的方法。運用HyperMesh軟件進行預(yù)處理,運用ANSYS軟件進行自由模態(tài)分析,得到箱體功能模型無約束狀態(tài)下前15階頻率及振型圖。
??根據(jù)模態(tài)試驗原理,搭建模態(tài)測試系統(tǒng),對減速機箱體進行脈沖錘擊模態(tài)試驗,采用多輸入多輸出(MIMO)時域模態(tài)分析方法,對箱體自由模態(tài)數(shù)據(jù)進行計算,得出箱體前6階模態(tài)的固有頻率和振型。對比有限元分析和模態(tài)試驗結(jié)果,低階固有頻率振型一致,頻率誤差在5%范圍內(nèi),相互證明了有限元法與試驗法的準確性,證明了減速機箱體三維功能模型的可靠度。
??利用ANSYS對減速機箱體進行靜力學(xué)分析。根據(jù)對箱體載荷的研究,軸承作用在箱體的徑向載荷可等效為在120°范圍內(nèi)的余弦分布力,使軸承座孔受力更加貼合實際。
??本文分別對減速機輸入軸順、逆時針轉(zhuǎn)動時箱體進行靜力學(xué)分析,通過對比觀察箱體的向量位移云圖,得出對箱體位移影響最大的是輸出軸軸承座位置處Z方向上的位移,最大變形量為98μm,符合剛度要求;分析箱體等效應(yīng)力云圖可知,箱體的最大應(yīng)力出現(xiàn)在輸出軸承座孔與軸Ⅱ結(jié)合區(qū)域,應(yīng)力值為11.8MPa,分析結(jié)果表明箱體的設(shè)計合理。
??本文針對TK系列減速機,采用有限元方法對減速機箱體進行自由模態(tài)和靜力學(xué)的研究,主要工作如下：在對減速機進行齒輪傳動設(shè)計、齒輪載荷計算、軸及軸承載荷計算的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了減速機箱體載荷計算模型。開發(fā)了弧齒錐齒輪傳動設(shè)計參數(shù)化程序,研究了齒輪傳動設(shè)計中相關(guān)參數(shù)的數(shù)表及線圖的程序化處理方法。
??構(gòu)建減速機箱體的三維功能模型,探討了進行箱體單元類型選擇、材料屬性定義、網(wǎng)格劃分的方法。運用HyperMesh軟件進行預(yù)處理,運用ANSYS軟件進行自由模態(tài)分析,得到箱體功能模型無約束狀態(tài)下前15階頻率及振型圖。
??根據(jù)模態(tài)試驗原理,搭建模態(tài)測試系統(tǒng),對減速機箱體進行脈沖錘擊模態(tài)試驗,采用多輸入多輸出(MIMO)時域模態(tài)分析方法,對箱體自由模態(tài)數(shù)據(jù)進行計算,得出箱體前6階模態(tài)的固有頻率和振型。對比有限元分析和模態(tài)試驗結(jié)果,低階固有頻率振型一致,頻率誤差在5%范圍內(nèi),相互證明了有限元法與試驗法的準確性,證明了減速機箱體三維功能模型的可靠度。
??利用ANSYS對減速機箱體進行靜力學(xué)分析。根據(jù)對箱體載荷的研究,軸承作用在箱體的徑向載荷可等效為在120°范圍內(nèi)的余弦分布力,使軸承座孔受力更加貼合實際。
??本文分別對減速機輸入軸順、逆時針轉(zhuǎn)動時箱體進行靜力學(xué)分析,通過對比觀察箱體的向量位移云圖,得出對箱體位移影響最大的是輸出軸軸承座位置處Z方向上的位移,最大變形量為98μm,符合剛度要求;分析箱體等效應(yīng)力云圖可知,箱體的最大應(yīng)力出現(xiàn)在輸出軸承座孔與軸Ⅱ結(jié)合區(qū)域,應(yīng)力值為11.8MPa,分析結(jié)果表明箱體的設(shè)計合理。