基于simulation7轴减速箱静强度研究

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1、基于Simulation?轴减速箱静强度研究一、前言有限元法在结构分析和产品优化设计中的广泛运用，能够有效缩短研发周期，降低开发成本，提高产品的质量和可靠性。本文以某企业新型研发的七轴减速箱总成作为研究对象，以Simulation作为有限元分析工具，综合考察产品各部件的强度问题，为减速箱的试验和优化提供依据和指导。二、减速箱三维模型及传动比利用通用三维设计软件SolidWorks对减速箱进行三维建模，并对模型进行简化处理，如图13所示，根据设计计算，该减速箱的输入扭矩和输出扭矩理论传动比为1:14。三、材料参数减速箱的主要部件包含轴承、轴、齿轮和齿轮箱箱体四种结构，材料参数

2、如表1所示。四、边界条件利用Simulation与SolidWorks的无缝集成将SolidWorks建立的三维数据完整导入到Simulation当中，并在输入端施加500Nm的输入扭矩，固定输出轴和齿轮箱底部，如图4所示。五、网格划分使用Simulation低阶四面体网格对模型进行划分，最终形成单元数约175万，如图5所示6)六、箱体部分应力及变形云齿轮箱最大VonMises应力约为35MPa，远低于HT250的断裂应力，所以齿轮箱强度符合要求，但是评价齿轮箱优劣的最重要指标之一是变形情况，齿轮箱的最大变形量为8〜图10)0.04mm，如图7所示。七、齿轮传动机构应力及变

3、形云排除有限元计算中的部分应力奇异点，齿轮应力均低于600MPa,满足材料的强度要求。通过装配体的总成分析，我们可以考察传动机构由于齿轮箱变形所产生的偏心情况，如图11所示，齿轮箱尤其是高速旋转的齿轮箱由于变形过大很容易造成振动、传动比下降等不良情况，因此该分析结果能够很好地为减速箱变形提供数据支持。最终得到输入扭矩和输出扭矩的比值为1:13.94,和理论计算结果基本吻合，误差产生原因主要由以下几方面因(1)理论计算中无法考虑减速箱各部分弹性变形所产生的误差。(1)齿轮表面的曲面在有限元离散化过程中产生一定误差，导致接触设置出现一定误差。(1)材料参数的误差。八、总结目前有

4、限元分析基本单独分析齿轮强度或者减速箱强度，将齿轮或者轴承所传递的力或者力矩通过计算加载到零件上，除了存在一定分析误差之外，很多企业实际关心的问题无法通过零件分析得到，但是本模型通过减速箱总成分析，以及相互接触关系传递力和力矩，能够很好地展现齿轮强度，轴及齿轮箱的变形情况。测试Simulation的计算能力，本文中的模型较复杂，计算量大，能在半小时内计算完成，说明其的线性静态计算能力比较强大，对于Simulation以面向机械工程师的宗旨来说，完全符合普通工程师能够使用有限元的标准13）。接触压力值以及计算验证仿真结果大约1:7,如图12所示，和实验结果基本吻合，很好地验证

5、了模型的准确性和参考价值。