【摘要】： 齒輪箱作為機械設備傳動系統(tǒng)中一種必不可少的連接和傳遞動力的通用部件,其設計水平和制造技術(shù)在一定程度上反應了國家的綜合國力和市場競爭力,而隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,對其在傳遞功率大、體積小、重量輕、振動小、噪聲低等方面提出了更高的要求。由于齒輪箱工作環(huán)境惡劣,工作時受到來自外部的激勵而產(chǎn)生振動;齒輪在嚙合過程中會產(chǎn)生沖擊,沖擊通過軸和軸承傳遞到齒輪箱體上而引起箱體振動。箱體振動極易導致齒輪的不對中,引起箱體的疲勞損傷破壞,降低齒輪箱的使用壽命。由此可見開展對齒輪箱動態(tài)特性的研究已顯得至關(guān)重要。 目前,利用模態(tài)分析技術(shù)來預估機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性已成為有效途徑之一,將有限元模態(tài)分析與試驗模態(tài)分析相結(jié)合,利用試驗模態(tài)分析結(jié)果驗證和修正有限元模型已成為一種趨勢,同時利用現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)對齒輪箱在重量、變形、應力等方面的優(yōu)化分析也正在日益普遍。 本課題主要開展對齒輪箱的模態(tài)分析,以此來預估齒輪箱的動態(tài)特性,在齒輪箱有限元模型正確的基礎上對其做結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。本文首先介紹了結(jié)構(gòu)模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對有限元分析理論和試驗模態(tài)分析理論,以及各種試驗模態(tài)參數(shù)辨識方法,在所建立齒輪箱有限元模型上做有限元模態(tài)分析,通過分析有限元模態(tài)振型對齒輪箱的影響,調(diào)整箱體局部剛度來減小箱體變形。采用單點激勵多點響應的試驗模態(tài)分析法對齒輪箱做試驗模態(tài)分析,利用PolyMAX法辨識齒輪箱模態(tài)參數(shù)。在試驗模態(tài)分析基礎上,對比分析模態(tài)參數(shù),驗證有限元模型的有效性。最后針對齒輪箱的變形作結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析,以靜力學分析結(jié)果中的最大等效應力為約束變量,把齒輪箱最小變形量作為優(yōu)化目標,合理優(yōu)化箱體結(jié)構(gòu)。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后箱體最大變形量減小了15%,最大等效應力降低了22.5%,提高箱體整體性能。優(yōu)化后齒輪箱模態(tài)固有頻率能夠避開嚙合頻率及其倍頻,不會因結(jié)構(gòu)改變而發(fā)生共振。
【圖文】：

工作流程圖

11圖 2-1 有限元法步驟ig.2-1 Finite Element Method Ste析步驟，目前各大型有限元計算過程均在計算機后處理礎上做齒輪箱模態(tài)分析和靜靜力學分析均是建立在彈性一部分，主要用來研究彈性是通過研究靜力平衡、幾何每點都須滿足平衡條件和連
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH132.41

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