减速机箱体性能分析及关键技术研究

发布时间：2017-05-20 01:00

  本文关键词：减速机箱体性能分析及关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：减速机已经广泛应用于现代生产中,其工作性能直接影响整个系统的运行。箱体作为减速机的重要零件,对减速机的正常运转起到支撑、减振和散热等重要作用,因此有必要对箱体进行结构分析。本文针对TK系列减速机,采用有限元方法对减速机箱体进行自由模态和静力学的研究,主要工作如下： 在对减速机进行齿轮传动设计、齿轮载荷计算、轴及轴承载荷计算的基础上,构建了减速机箱体载荷计算模型。开发了弧齿锥齿轮传动设计参数化程序,研究了齿轮传动设计中相关参数的数表及线图的程序化处理方法。以VB为工具,编写减速机箱体载荷计算程序,实现载荷计算参数化,以TK系列减速机为例,说明其使用方法。 实习期间,针对企业中出现的减速机箱体破损现象,通过对减速机中斜齿轮、弧齿锥齿轮轴向力的研究,发现TK系列减速机中存在轴向力叠加的问题,探讨其解决方案。 构建减速机箱体的三维功能模型,探讨了进行箱体单元类型选择、材料属性定义、网格划分的方法。运用HyperMesh软件进行预处理,运用ANSYS软件进行自由模态分析,得到箱体功能模型无约束状态下前15阶频率及振型图。 根据模态试验原理,搭建模态测试系统,对减速机箱体进行脉冲锤击模态试验,采用多输入多输出(MIMO)时域模态分析方法,对箱体自由模态数据进行计算,得出箱体前6阶模态的固有频率和振型。对比有限元分析和模态试验结果,低阶固有频率振型一致,频率误差在5%范围内,相互证明了有限元法与试验法的准确性,证明了减速机箱体三维功能模型的可靠度。 利用ANSYS对减速机箱体进行静力学分析。根据对箱体载荷的研究,轴承作用在箱体的径向载荷可等效为在120°范围内的余弦分布力,使轴承座孔受力更加贴合实际。本文分别对减速机输入轴顺、逆时针转动时箱体进行静力学分析,通过对比观察箱体的向量位移云图,得出对箱体位移影响最大的是输出轴轴承座位置处Z方向上的位移,最大变形量为98μm,符合刚度要求；分析箱体等效应力云图可知,箱体的最大应力出现在输出轴承座孔与轴Ⅱ结合区域,应力值为11.8MPa,分析结果表明箱体的设计合理。
【关键词】：箱体载荷计算 三维功能模型 模态分析 模态试验 静力学分析
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1. 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究背景10
• 1.1.3 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 论文研究内容和创新点14-16
• 1.3.1 论文研究内容14
• 1.3.2 创新点14-16
• 2. 减速机箱体载荷计算16-40
• 2.1 TK系列减速机工作原理17
• 2.2 TK系列减速机齿轮传动设计计算17-24
• 2.2.1 齿轮传动计算17-21
• 2.2.2 齿轮传动校核21-24
• 2.3 TK系列减速机箱体载荷计算24-32
• 2.3.1 齿轮受力计算24-26
• 2.3.2 轴载荷计算26-29
• 2.3.3 滚动轴承载荷计算29-30
• 2.3.4 箱体载荷计算30-32
• 2.4 程序实现32-39
• 2.4.1 数表处理32-35
• 2.4.2 程序化实现35-39
• 2.5 本章小结39-40
• 3. 减速机箱体模态分析及验证40-54
• 3.1 模态相关理论40-41
• 3.2 模态有限元分析41-45
• 3.2.1 箱体三维功能模型的建立41-42
• 3.2.2 选择单元类型42
• 3.2.3 定义材料属性42-43
• 3.2.4 划分模型网格43-44
• 3.2.5 箱体模态分析44-45
• 3.3 箱体试验模态45-51
• 3.3.1 箱体模态实验理论46
• 3.3.2 箱体模态试验软件46-47
• 3.3.3 模态试验方案47-50
• 3.3.4 模态试验方法50-51
• 3.4 数据结果对比51-53
• 3.4.1 固有频率52
• 3.4.2 固有振型52-53
• 3.5 本章小节53-54
• 4. 减速机箱体结构性能分析54-64
• 4.1 箱体静力学分析基本理论54-56
• 4.2 静力学分析前处理56-59
• 4.2.1 箱体位移约束56-57
• 4.2.2 箱体载荷施加57-59
• 4.3 结果分析59-63
• 4.3.1 减速机输入轴顺时针转动时箱体静力分析结果60-61
• 4.3.2 减速机输入轴逆时针转动时箱体静力分析结果61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5. 总结与展望64-66
• 5.1 总结64
• 5.2 展望64-66
• 参考文献66-71
• 附录：攻读硕士学位期间科研成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 肖正明;秦大同;武文辉;周志刚;;盾构机多级行星减速器箱体模态分析与试验[J];重庆大学学报;2012年07期

2 刘永红;易小刚;;混凝土泵车柔性多体动力学建模与分析[J];中国工程机械学报;2006年04期

3 李洁;项昌乐;刘辉;;变速箱箱体振动特性的数值模拟分析[J];中国工程机械学报;2009年02期

4 刘传峰;田爱琴;;液力传动箱上箱体强度分析与优化[J];中国工程科学;2008年05期

5 田芳勇;姜衍仓;胡赤兵;邵兵;;椭圆齿轮参数化设计与运动仿真系统的开发[J];兰州理工大学学报;2011年02期

6 廖抒华;陶砾莹;赵亮;李海建;张宝霞;;基于ABAQUS的微型车驱动桥壳有限元分析[J];广西工学院学报;2011年03期

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本文编号：380298