新型环式减速器动态特性分析.pdf

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1、研究与分析·机械研究与应用·新型环式减速器动态特性分析黄健(重庆钢铁集团三峰工业有限公司，重庆401221)摘要：根据一种新型环式减速器内的结构，利用ABQUS建立了有限元模型，并针对该减速器进行了模态分析，获得了内齿环板的振动频率及相应的振型特征；然后，进行了动力学稳态响应分析。为下一步进行新型环式减速器的改进及优化设计提供了可靠的依据。关键词：环式减速器；模态分析；稳态分析中图分类号：TH132文献标识码：A文章编号：1007～4414(2011)06—0022—03DynamicanalysisforthenewringgearreducerHuangJian(Chongqingiron

2、＆steelgroupSa~ngindustrialCo．，Ltd．，Chongqing401221，China)Abstract：AfiniteelementanalysismodelforanewkindofringgearreducerisbuiltinABAQUSenvironment．Thenthepar-ametricmodelisestablishedinthispaper．Thevibrationfrequencyandthecorrespondingvibrationcharacteristicaregot．Andthekineticsteady-stateresponsei

3、sanalyzed．Thestudyprovidesareliablebasisfortheimprovementandoptimaldesignofnewringgearreducer．Keywords：ringgearreducer；modelanalysis；steady—stateanalysil前言板7摆动，通过内齿环板6、7将运动传给输出齿轮三环减速器，在冶金、矿山、起重运输、建筑、石油8，再经由输出轴9输出。化工等行业已经得到了广泛运用。不过，在其使用过第一级传动第二级传动程中仍有离心力大，环板受载不均匀，振动、噪声高等问题[1“]。基于此，笔者提出了一种高效率、低噪声的新型环式

4、减速器。该减速器是由定轴齿轮传动和少齿差齿轮传动组成的两级齿轮传动机构。其内齿环板由呈等边三角形分布的三根轴支撑，受载均匀，避免了运转过程中出现死点位置。因此，对新型环式减速器的动态特性进行了理论分析，为其动态优化设图1传动系统简图计提供了理论依据。1．输入轴2．主动齿轮3．从动齿轮4．第一偏心轴5．第一内齿环板6．第二偏心轴7．第二内齿环板2新型环式减速器的传动原理8．输出齿轮9．输出轴10．箱体新型环式减速器主要由输入轴、主动齿轮、从动齿轮、偏心轴、内齿环板、输出齿轮、输出轴等组成。3传动系统模态分析在减速器箱体内，3根相互平行的偏心轴，呈等边三3．1基本理论角形布置，通过内齿环板上的3个

5、呈等边三角形分布传动系统的运动微分方程为：的轴承孔支撑两内齿环板；在一根偏心轴上安装有从{}+c{}+K{}={P}(1)动齿轮，其与主动齿轮啮合，主动齿轮转动时带动从式中：为系统总质量矩阵；C为系统阻尼矩阵；K为动齿轮同步转动；两内齿环板与输出齿轮啮合；两环系统总刚度矩阵；{}为位移向量；{P}为载荷向量。板在3根偏心轴带动下摆动时，通过内、外齿啮合带由于系统的固有特性(固有频率和振型)与所受动输出轴转动。外部载荷无关，可忽略外部载荷的作用；且在求解固其传动系统简图如图1所示，动力送输入轴1输有特性时，阻尼对其影响较小，阻尼项可以略去，故其人经主动齿轮2将动力传给从动齿轮3，再由从动齿传动系

6、统为无阻尼自由振动，其运动方程为：轮3经第一偏心轴传给第一内齿环板5，内齿环板6肘{}+{}={0}(2)绕3根偏心轴摆动，3根偏心轴同时驱动第二内齿环收稿日期：2011—09-10作者简介：黄健(1963-)，男，四川屏山人，高级工程师，主要从事制造、销售普通机械及零部件方面的工作。·22·研究与分析·机械研究与应用·其对应的特征方程为：减速器系统固有频率和振型。系统的前lO阶固有频([]一∞：[]){}={0}(3)率和振型情况如表3所示。图3为系统前6阶固有式中：为系统第i阶固有频率；为与第阶固有振型，为看清内部结构，箱体部分单元被隐藏。频率对应的第阶振型向量。按自由振动理论，n阶自由度

7、系统的自由振动方表2轴承刚度程式应有n个固有频率(江l，2，⋯，／7,)，并且可以由频率行列式(4)决定，即：I[]-[]l-o(4)求得∞后，再把代人式(3)即可求出与对应的特征向量。特征向量反映了系统在以固有频率作振动时的空间形态，所以又称为振型向量或模态。3．2三维有限元模型针对新型环式减速器的某实验样机的传动系统进行分析，其传动参数见表l。根据本文所设计的实验样机的结构及参数，绘制出了三维