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  減速機(jī)箱體的結(jié)構(gòu)分析

  進(jìn)口減速機(jī)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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。箱體作為減速機(jī)的重要零件,對減速機(jī)的正常運(yùn)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(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

  本文針對TK系列減速機(jī),采用有限元方法對減速機(jī)箱體進(jìn)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(jī)進(jìn)行齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪載荷計(jì)算、軸及軸承載荷計(jì)算的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了減速機(jī)箱體載荷計(jì)算模型。開發(fā)了弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)化程序,研究了齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)的數(shù)表及線圖的程序化處理方法。

（圖為減速機(jī)）

  以VB為工具,編寫減速機(jī)箱體載荷計(jì)算程序,實(shí)現(xiàn)載荷計(jì)算參數(shù)化,以TK系列減速機(jī)為例,說明其使用方法。實(shí)習(xí)期間,針對企業(yè)中出現(xiàn)的減速機(jī)箱體破損現(xiàn)象,通過對減速機(jī)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(jī)中存在軸向力疊加的問題,探討其解決方案。

  構(gòu)建減速機(jī)箱體的三維功能模型,探討了進(jìn)行箱體單元類型選擇、材料屬性定義、網(wǎng)格劃分的方法。運(yùn)用HyperMesh軟件進(jìn)行預(yù)處理,運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)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(yàn)原理,搭建模態(tài)測試系統(tǒng),對減速機(jī)箱體進(jìn)行脈沖錘擊模態(tài)試驗(yàn),采用多輸入多輸出(MIMO)時(shí)域模態(tài)分析方法,對箱體自由模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)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(yàn)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(yàn)法的準(zhǔn)確性,證明了減速機(jī)箱體三維功能模型的可靠度。

  利用ANSYS對減速機(jī)箱體進(jìn)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(shí)際。

  本文分別對減速機(jī)輸入軸順、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)箱體進(jìn)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(jì)合理。