齿轮箱 壳体的静力和振动阻尼研究

摘要

齿轮箱箱体由于支持着传动件而起着十分重要的作用。箱体里主要有轴、齿轮和轴承。由于整个齿轮箱要承受静态和动态的载荷，所以整个齿轮箱箱体的强度显得非常重要。同时在齿轮箱的起吊和安装过程中，齿轮箱吊耳的强度也显得十分重要。在整个传动装置中，振动主要是由于齿轮啮合激励和轴承处激励引起的。振动能量可以通过修改结构来进行控制。然而结构修改可以通过改变齿轮箱箱壁的厚度或在某些部位添加阻尼来实现。
　　 本文通过在船用齿轮箱的某些结构上添加适当的阻尼材料来减小振动能量以，并在有限元分析软件ANSYS中完成了模拟仿真。首先，根据齿轮箱的实际工作条件确定了吊耳的工作载荷及齿轮箱箱体的约束条件，对齿轮箱的吊耳进行了静力学分析。先进的子模型技术被用来获取齿轮箱某些局部或指定位置的精确应力情况。子模型技术允许从整体模型中提取一部分模型进行网格细化，以便进一步分析。此外，应用Block Lanczos法进行齿轮箱的无阻尼模态分析，并提取了齿轮箱前10阶固有频率及其振型。
　　 本文应用QR法完成了齿轮箱有阻尼模态分析。根据模态分析来分别确定阻尼材料SA-3、DFM和QZD的最佳厚度、阻尼材料的约束以及阻尼材料在齿轮箱表面的最佳粘贴位置。在整个分析中还考虑了阻尼材料的温度特性，分别计算了在25℃、30℃、40℃和50℃下每种阻尼材料对齿轮箱的减振性能。