一种盾构机减速器箱体的模态分析及优化设计.pdf

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1、·66·重型机械20l5No．4一种盾构机减速器箱体的模态分析及优化设计温智灵，刘珍来，肖欢(1．重庆航天职业技术学院，重庆400021；2．重庆展览中心有限公司，重庆400000)摘要：利用ANSYS软件的模态分析功能，对一种盾构机减速器的箱体进行了约束模态的有限元分析，得到了箱体的前8阶固有频率及相应振型，与该盾构机减速器箱体实际工作频率进行对比，验证该减速器箱体设计的合理性。对箱体结构进行优化，减少箱体的体积(质量)，对结构变化后的箱体进行模态反馈分析，得出前8阶固有频率及相应振型，研究箱体在结构改变后对其固有频率的影响以及发生共振的可能性，指出箱体在结构优化中应

2、该注意的问题。关键词：盾构机；箱体；模态分析；共振中图分类号：TH132．46文献标识码：A文章编号：1001—196X(2015)04—0066—06ModalanalysisandoptimaldesignofthereducerboxforashieldmachineWENZhi-ling，LIUZhen—lai，XIAOHuan(1．ChongqingAerospaceCareertechnicalCollege，Chongqing400021，China；2．ChongqingExhibitionCenterLimitedCompany，Chongqing40

3、0021，China)Abstract：ByusingmodalanalysisfunctionofANSYSsoftware，aconstraintfiniteelementmodalanalysisforashieldmachinereducerboxiscarriedout，andgetthefirst8naturalfrequenciesandcorrespondingvibrationshapes．Bycomparingwiththereducerboxworkingfrequencies，itsdesignrationalityisverified．Afte

4、rwards，theboxstructureisoptimizedandvolume(quality)iscutdown．Thenanalyzedafeedbackmodeoftheopti-mizedbox，getthefirst8naturalfrequenciesandcorespondingvibrationshapesagain，theseresuhsayeillus-tratedwitheffectofchangingtheboxstructureonitsnaturalfrequencyandtheresonancepossibility．Finallyt

5、heseproblemswhichshouldbepaidattentiontoinoptimizingtheboxstructuralarepointed．Keywords：shieldmachine；reducerbox；modalanalysis；resonancefrequency能影响的分析基本没有。盾构机减速器传递大U日IJ吾功率，承受大扭矩，箱体在运行过程中是否会盾构机减速器箱体，箱体是行星减速器的与高速齿轮的啮合频率产生共振是研究的重重要组成部件，对减速器的正常运行有重要作点。本文将首先对箱体进行基本的结构分析，用。目前，针对大功率减速器箱体的动态性能验

6、证其强度刚度满足要求，然后进行模态分析，分析较少，即使进行了动态分析¨J，对箱体将理论结果与试验数据进行对比，说明箱体设计在动态分析的基础上进行优化设计的也较少，是否合理。在此基础上，对箱体的结构进行优针对优化设计后箱体结构的改变对箱体动态性化，使优化后的箱体在满足强度刚度要求的前提下再进行模态分析，总结箱体结构的改变对箱体收稿日期：2014—12—21；修订日期：2015—01—19动态性能的影响。基金项目：重庆市教育委员会科技研究项目(KJ123203)作者简介：温智灵(1966一)，重庆航天职业技术学院副教授。2015NO．4重型机械·69·表2前8阶振型固有频率

7、表Tab．2Thefirst8naturalfrequencies该盾构机减速器高速运行工况的输入转速为共振等动态因素，因此综合全面的考虑结构优化1145r／min，由此计算出高速级齿轮啮合频率为后的动态因素的数据变化情况，是最终判断优化345Hz_5J，而箱体实际固有频率在538Hz以上，方案是否合理的重要证明。所以本文在对箱体的因此传动系统与箱体之间不会出现共振。结构优化中加入了模态因素的考虑，而非单纯考虑强度刚度满足要求。4箱体结构优化4．1径向尺寸优化对任何零件的结构优化，主要是针对当前零由于箱体在径向方向没有与之配合的零件，件在