在齿轮箱箱体强度和模态分析的基础上,采用拓扑优化方法对箱体进行了轻量化设计,在满足箱体可靠性的条件下,优化后箱体质量减轻约15%,通过箱体优化前后的性能对比分析,验证了箱体改进的合理性。 箱体静强度分析1.1箱体的有限元模型本文中所选用减速器为50t以上的大型桥式起重机减速器，减速器三维模型如图1所示。图1减速器三维模型为了方便分析、减少有限元计算的工作量，在不影响箱体基本结构和力学性能的前提下，根据箱体的结构特点，在SolidWorks中对箱体的结构进行了一些必要的简化。将减速器箱体的三维模型以Parasolid格式文件的形式导入到ANSYS软件中，进行参数设置。箱体为焊接件，材料为Q235A，材料属性如表1所示。表1箱体材料属性材料弹性模量/MPa泊松比密度/(kg/m3)Q235A2．1×1050．37860为了提高计算精度并缩短运算时间，在ANSYS中采用四面体单元对箱体进行网格划分，单元尺寸为10mm，网格划分后箱体生成621982单元，1009357个节点，平均网格质量为0.77。划分网格后的箱体有限元模型如图2所示。箱体所受载荷主要是通过轴承传递的，轴承座处的载荷均在120°范围内，按余弦函数分布处理 本文由 张家港市泰宇机械有限公司张家港全自动切管机 网站采集网络资源整理! http://www.qieguanjixie.com。1.2箱体静应力分析在ANSYSWorkbench软件中，利用ANSYS求解器对箱体有限元模型进行计算，得到箱体的应力和位移云图，如图3所示。图2减速器箱体有限元网格模型图3箱体的应力、变形云图由图3可知，最大应力出现在箱体底部螺栓孔处，轻量化设计-数控滚圆机电动切管机价格低张家港全自动切管机多少钱应力值大小为39.7MPa，远低于材料的极限应力235MPa，箱体应该有很大的轻量化空间。由图3可以看出，最大变形出现在箱体输出轴一边的左上角，最大变形量为0.028mm。在箱体底端施加约束的状态下，对箱体进行模态分析，得到的箱体前六阶的模态结果如表2所示。表2箱体前六阶固有频率及振型阶次频率/Hz振型一168．03沿z轴前后振动二233．4整体张合振动，顶部振动较明显三314．3整体沿z轴前后扭动四368．68顶部沿y轴上下振动五386．93整体沿y轴前后振提高计算精度并缩短运算时间，在ANSYS中采用四面体单元对箱体进行网格划分，单元尺寸为10mm，网格划分后箱体生成621982单元，1009357个节点，平均网格质量为0.77。划分网格后的箱体有限元模型如图2所示。箱体所受载荷主要是通过轴承传递的，轴承座处的载荷均在120°范围内，按余弦函数分布处理。1.2箱体静应力分析在ANSYSWorkbench软件中，利用ANSYS求解器对箱体有限元模型进行计算，得到箱体的应力和位移云图，如图3所示。图2减速器箱体有限元网格模型图3箱体的应力、变形云图由图3可知，最大应力出现在箱体底部螺栓孔处，应力值大小为39.7MPa，远低于材料的极限应力235MPa，箱体应该有很大的轻量化空间。由图3可以看出，最大变形出现在箱体输出轴一边的左上角，最大变形量为0.028mm。在箱体底端施加约束的状态下，对箱体进行模态分析，得到的箱体前六阶的模态结果如表2所示。表2箱体前六阶固有频率及振型阶次频率/Hz振型一168．03沿z轴前后振动二233．4整体张合振动，顶部振动较明显三314．3整体沿z轴前后扭动四368．68顶部沿y轴上下振动五386．93整体沿y轴前后振动六415．61整体沿y轴前后振动箱体的内部激励指的是传动系统各级齿轮副的啮合频率，是箱体主要的激励方式。轻量化设计-数控滚圆机电动切管机价格低张家港全自动切管机多少钱 本文由 张家港市泰宇机械有限公司张家港全自动切管机 网站采集网络资源整理! http://www.qieguanjixie.com