采煤機(jī)截割減速器是動(dòng)力源與工作裝置之間的聯(lián)接部分,承受著較大的力的傳遞作用。其工作環(huán)境的惡劣性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜性導(dǎo)致其常常出現(xiàn)因產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不合理而導(dǎo)致的減速器齒輪箱共振破壞或應(yīng)力破壞現(xiàn)象發(fā)生。因此,應(yīng)用動(dòng)力學(xué)有關(guān)方法對齒輪箱體進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)已成為一個(gè)重要研究課題。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等理論的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)越來越受到工程設(shè)計(jì)人員的重視。其中有限元技術(shù)又是CAE的關(guān)鍵技術(shù)。因此,將有限元技術(shù)應(yīng)用到新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)上,用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其在滿足強(qiáng)度和剛度要求的前提下達(dá)到質(zhì)量、體積的最優(yōu)化,目前已經(jīng)是可行的,甚至是必然的設(shè)計(jì)方法。這對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期都具有十分重要的意義。 本論文以某廠研制的新型采煤機(jī)截割減速器齒輪箱為研究對象,應(yīng)用有限元方法分析該齒輪箱體的動(dòng)態(tài)特性,力圖減輕其設(shè)計(jì)缺陷將可能引起的共振破壞或應(yīng)力破壞現(xiàn)象發(fā)生,并以箱體的重量最輕為目標(biāo),進(jìn)行滿足靜剛度和強(qiáng)度條件下的箱體參數(shù)優(yōu)化,以期達(dá)到產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)要求。 本文將開展如下研究,第一章主要提出課題的選題背景及意義,統(tǒng)觀目前國內(nèi)外的有關(guān)齒輪箱的研究成果,提出自己的研究方法和內(nèi)容;第二章基于有限元方法的數(shù)學(xué)機(jī)理及其應(yīng)用方法,在AWE (ANSYS Workbench Environment)環(huán)境下對減速器齒輪箱體進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析,通過箱體的應(yīng)力分布云圖和位移分布云圖分析齒輪箱體的剛度和強(qiáng)度,以期通過改變箱體厚度參數(shù)以達(dá)到減重優(yōu)化的目的;第三章應(yīng)用三維建模軟件Pro/E的強(qiáng)大建模功能建立起減速器齒輪箱的CAD模型,通過它與有限元分析軟件間ANSYS Workbench之間的無縫接口導(dǎo)入并對其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析。通過箱體模態(tài)分析以得到箱體結(jié)構(gòu)的固有頻率和各階振型等模態(tài)參數(shù)。并從動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)角度,提出相應(yīng)改進(jìn)措施;第四章對該減速器齒輪箱進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。并在前面進(jìn)行的有限元分析的基礎(chǔ)上,以對箱體結(jié)構(gòu)影響較大的幾個(gè)參數(shù)為變量進(jìn)行優(yōu)化分析。以期達(dá)到減重優(yōu)化的目的;第五章應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化方法對減速器齒輪箱主箱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究,根據(jù)結(jié)果提出主箱體修改意見。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH132.46
【部分圖文】：

本步驟為建立幾何模型，定義材料屬性，單元相關(guān)求解，結(jié)果的評定。AD 系統(tǒng)建模，而后導(dǎo)入到有限元分析軟件中進(jìn)行好材料特性、選好單元類型后就可以對模型進(jìn)行網(wǎng)的靜力分析時(shí)，有幾點(diǎn)需要遵循。必須指定為線性或非線性結(jié)構(gòu)單元類型。性可以是線性或非線性、各向同性或正交各向異性戶必須定義楊氏模量和泊松比。對于像重力一樣的的參數(shù)，如密度等。對熱載荷，必須要定義熱膨脹應(yīng)變感興趣的區(qū)域，網(wǎng)格劃分要比對位移感興趣中包含非線性因素，網(wǎng)格應(yīng)劃分到能捕捉非線性

箱體的有限元模型如圖（2-3）所示。在做好相應(yīng)的前處理工作之后就要對模型行約束、載荷的加載，再對其進(jìn)行求解。通過有限元計(jì)算，得到了齒輪箱在過載環(huán)境的箱體變形及應(yīng)力分布，如圖（2-4）、（2-5）、（2-6）、（2-7）、（2-8）所示：

箱體總變形分布云圖

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 祝雁冰;;磁性材料專用磨床磨頭體的有限元分析[J];南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 周超;大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)建模及仿真分析研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2011年

2 趙勇志;4m級地基光電望遠(yuǎn)鏡跟蹤架結(jié)構(gòu)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 郭永紅;數(shù)控車床靜壓氣體軸承主軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模及靜特性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

2 黃從奎;盾構(gòu)機(jī)保險(xiǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];鄭州大學(xué);2012年

3 王林;500KV管母線振動(dòng)測試與分析[D];華北電力大學(xué);2012年

本文編號：2832601