大型船用齿轮箱的模态分析及结构优化.pdf

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1、第11期机械设计与制造2011年11月MachineryDesign&Manufacture175文章编号：1001—3997(2011)11-0175～03大型船用齿轮箱的模态分析及结构优化木林雪妹童水光童小红李华斌戴宏长z黄继平z(’浙江大学能源工程学系，杭州310027)(杭州前进齿轮箱集团股份有限公司，杭州310021)ModalanalysisandstructuraloptimizationofheavydutymarinegearboxLINXue—meiITONGShui-guang，TONGXiao-hong2,

2、LIHua-bin2,DAIHong-chang2,HUANGJi-ping(1DepartmentofEnergyEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)(ZHangzhouAdvanceGearboxGroupCo．，Ltd，Hangzhou310021，China)【摘要】针对某型号大功率船用齿轮箱体的工作特性，基于NX平台建立了齿轮箱体的有限元分析(finiteelementanalysis，FEA)模型，完成了船用齿轮箱体的固有频率和相应各阶模态振型的数值计

3、算，并分析模态振型对箱体性能的影响，在保证不产生干涉的前提下，对箱体增设了加强筋结构，使得箱体刚度进行合理分配和平衡，达到箱体结构优化的效果。结果表明优化后的箱体总体刚度大大提高，振动明显降低，齿轮箱体的综合质量及工作稳定性得到提高。关键词：船用齿轮箱；有限元分析；模态分析；结构优化【Abstract】Aimingmperfor．~ncecharacteristicsofonetypeofheavydutymarinegearbox，afiniteelementanalysismodelforthegearboxwasbuiltb

4、asedonNXplatformandnumericalcalculationforthenaturalfrequenciesandthecorrespondingvibrationmodesofthegearboxwerecompleted．AtthesametimetheinfluenceofvibrationmodeofgearboxupontheperformanceofthegearboxWasanalyzed．ReinforcingribstructureWasaddedtothegearboxinthepreinie

5、rofsafeguardingnOinteryerenceoccurence，whichmayrationdlydistributeandbalancethestiffnesstoachieveoptimizationdesignsofthegearboxstructure．Theresultsshowthattheoptimizationimprovestherigidityofboxgreatly，reducesthevibrationobviously，andenhancethecomprehensivequalityand

6、stabilityofthegearbox．Keywords：Marinegearbox；Finiteelementanalysis；Modalanalysis；Structuraloptimization中图分类号：TH16，U260．332文献标识码：A展研究大功率船用齿轮箱的动态特f生具有重要实际意义。1引言以某型号大功率船用齿轮箱体为研究对象，基于NXUG平大功率船用齿轮箱是船舶轮机系统的重要设备之一，在运行台建立了齿轮箱体有限元分析(finiteelementanalysis，FEA)模期间受力情况也较为复杂，常常会受到

7、较大的扭矩、弯矩，甚至冲击型，完成了对箱体的固有频率和振型的模态分析，得到了箱体的力的共同作用，这将引起齿轮箱的剧烈振动，有可能导致系统某些固有频率及其对应各阶振型之间的关系。分析模态振型对箱体性环节失灵或损坏，甚至会影响整个传动系统的正常运行m。因此，开-k来稿日期：2011-01—20★基金项目：浙江省科技厅重大专项项目(2009C11062)的研究结合多足移动机器人的研究，将有助于开发更为先进的仿[3]RyumaNiiyama，“Mowgli：ABipedalJumpingandLandingRobotwithanArtif

8、icialMusculoskeletalSystem”，Proc．ofthe2007[J]．IEEEInternatio生跳跃机器人，进而在各个领域发挥出巨大作用。跳跃机器人越na1C0nference0nR0boticsandAutomation