全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮模态分析.pdf

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1、2012年11月机床与液压Nov．2012第40卷第21期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．042全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮模态分析古莹奎，仝翔翔，储茜，罗新冲(江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000)摘要：为提高全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮工作的可靠性，避免工作过程中发生共振，从动力学角度出发，建立高速级齿轮动力学模型，利用Pro／E建立三维实体模型并应用ANSYS在定义接触与不定义接触两种情况下对其进行振动模态分析，得到两者

2、低阶振动的固有频率和固有振型，通过对比发现定义接触与不定义接触有着本质区别。分析齿轮参数，如模数、齿数、螺旋角等对模态的影响，为倾动机构的平稳工作提供依据。关键词：模态分析；有限元分析；高速级齿轮；倾动机构中图分类号：TF748．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)21—157—3ModalAnalysisforHigh-speedGearsofFullMountedConverterTiltingDeviceGUYingkui，TONGXiangxiang，CHUQian，LUOXinchong(SchoolofMech

3、anical&ElectricalEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，GanzhouJiangxi341000，China)Abstract：Inordertoimprovetheworkingreliabilityofthehigh—speedgearsoffullmountedconvertertiltingdeviceandtoavoidresonanceduringworking，thedynamicsmodelingofthehigh-speedgearswases

4、tablishedfromconcerningdynamics．Thethree—di—mensionalmodelofthehigh-speedgearswasestablishedbyusingPro／E，andthevibrationmodalanalysisunderbothconditionsofdefinitioncontactandnotdefinitioncontactwasprocessedbyusingANSYS．Thenaturalfrequencyandnaturalvibrationmodeoflowerorderv

5、ibrationwereobtainedbytheanalysisofboth，anditcouldbefoundthroughcomparisonthattherehadessentialdiferencebe-tweendefinitioncontactandnotdefinitioncontact．Theinfluenceofgearparameters，suchasgearmodulus，gearteethnumberandspiralangleonthemodalisanalyzedrespectively，andtheoretic

6、albasiscanbeprovidedforthenormaloperationofthetiltingdevice．Keywords：Modalanalysis；Finiteelementanalysis；High—speedgears；Tiltingdevice倾动机构是转炉炼钢生产中的关键设备之一。其由度：Yp、、0、Y和0，其中Y和Y为O．工作特点是减速比大、倾动力矩大、启制动频繁并能和O在Y向的振动位移，和。为O和O在向够承受较大的动载荷。齿轮是倾动机构中最重要的传的振动位移，0和0为O和O绕轴旋转的角位动部件之一。在转炉倾动过程

7、中，齿轮副承受内部与移。外部激励将发生机械振动。振动系统的固有特性包括固有频率和振型，对系统的动态响应、动载荷的产生与传递以及系统振动的形式有重要的影响。通过模态分析可以确定结构部件的频率和振型，一般对于动力加载条件下的结构设计而言，频率和振型是非常重要的参数，在谱分析、谐响应和瞬态分析中也是需要的。作者以杭钢1号转炉倾动机构高速级齿轮做为研究对象，分析高速级齿轮的模态，并探讨齿轮参数对模态的影响，为倾动机构的平稳有效工作提供理论依据。1高速级齿轮动力学模型一对齿轮副动力学模型如图1所示，设主动轮的螺旋角为口，则轴向振动与横向振动的关系为图1

8、齿轮副动力学模型=ta。若不考虑系统之间的摩擦，系统共有6个自收稿日期：2011—10—01基金项目：江西省科技支撑计划项目(2010BGB01200)；江西省教育