NSD500重载齿轮箱体结构有限元分析及改进设计

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1、本科生毕业设计毕业设计题目NSD500重载齿轮箱体结构有限元分析及改进设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级指导教师完成日期2014年6月1日NSD500重载齿轮箱体结构有限元分析及改进设计中文摘要有限元分析法是由于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法，对产品的设计与分析具有重要意义。本论文以齿轮箱体为研究对象，运用有限元分析软件ANSYSWorkbench对NSD500齿轮箱体进行有限元结构静态分析、模态分析以及结构优化设计。针对齿轮箱体承受较大载荷的特点，分析齿轮箱体的受载情况，利用三维

2、模型软件Solidworks对齿轮箱体进行实体建模，导入到ANSYSWorkbench软件中建立有限元静力学模型，分析计算在初始工况下齿轮箱的应力与应变分布规律。根据分析结果，在满足齿轮箱体结构安全的条件下，对齿轮箱体进行优化设计。优化后的齿轮箱体重量减轻，并且强度分布趋于均匀，结构变得更加合理，具有一定的理论和工程实用价值。利用ANSYSWorkbench软件对齿轮箱体进行模态分析，计算箱体的前10阶模态，得到该齿轮箱体的固有频率和振型。对各阶模态进行分析，为进一步动态分析优化做基础。最后对本论文的

3、研究内容进行了总结和展望。关键词：齿轮箱体，有限元法，静力分析，模态分析，优化设计IAbstractThefiniteelementanalysisisakindofmoderncomputingmethodofrapiddevelopmentforstructuremechanicsanalysis.Itisofgreatsignificancetotheanalysisanddesignoftheproduct.Thispapertakesthegearboxastheobjectofthestu

4、dy.Astaticfiniteelementstructuralanalysis,modalanalysisandstructuraloptimizationdesignareputintopracticebyusingthefiniteelementanalysissoftwareANSYSWorkbench.Accordingtothecharacteristicsofthegearboxbearingagreaterloadandanalysisoftheloadingofthegearbox

5、,itssolidmodelisestablishedusingthree-dimensionmodelingsoftwareSolidworks.ThesolidmodelisimportedintotheANSYSWorkbenchsoftwaretocreateafiniteelementstaticmechanicalmodel.Thegearboxworkloadcapacityiscalculatedatthebeginningworkingstate.Asaresult,wecanget

6、thegearbox’sstressandstraindistributionlaw.Accordingtotheresult,gearboxstrenghandstructuralrigidityareanalyzed.Toinsureasafestructure,optimizationdesignsareputintopracticetoimprovethegearboxstructure.Asaresult,thegearboxweightisreducedbystructuraloptimi

7、zation.Thestrengthoftheimprovedgearboxismoresymmetricalandthestructureoftheimprovedgearboxismorereasonablethanprevioiusdesigns,indicatingthemethodhascertaintheoreticalandpracticalengineeringvalues.ModalanalysisofthegearboxisputintopracticeusingANSYSWork

8、benchsoftware.Sincewecalculatethefirsttenmodalofthestrcuture,itcangettheinherentfrequencyandvibrationofthegearbox.Somodalanalysiscanprovideafoundationforfurtheroptimization.Finallythepaper'sresearchcontentsaresummarizedanddiscuss