圓柱齒輪減速器優(yōu)化與抗疲勞設計.pdf

1、隨著各類機械設備的不斷研發(fā)，動力傳輸至關重要，而減速器作為重要的傳動部件，其作用也越來越重要，若其發(fā)生疲勞失效，將對機械設備的運行造成重大影響，因此對減速器進行疲勞優(yōu)化分析非常重要。本文以疲勞損傷理論、有限元法、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計理論等知識為理論指導，運用ANSYS有限元分析軟件對圓柱齒輪減速器各關鍵零部件進行靜強度分析、優(yōu)化設計以及疲勞壽命分析進行研究，其研究成果對現(xiàn)實工程中減速器的設計會有一定的借鑒意義，本文主要的研究內(nèi)容如下：
　

2、　（1）闡述了疲勞設計、優(yōu)化設計與減速器的研究現(xiàn)狀，總結(jié)歸納了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設計方法、有限元理論、疲勞壽命分析理論等。本文對減速器齒輪傳動參數(shù)進行參數(shù)化設計，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對減速器進行初始結(jié)構(gòu)設計。
　　（2）對減速器各級齒輪進行了傳統(tǒng)設計計算與有限元靜強度分析，并將各齒輪的齒根彎曲強度與接觸強度的分析結(jié)果與理論計算進行對比分析。結(jié)果表明減速器各級齒輪輪齒強度與剛度滿足設備設計要求。通過對齒輪齒根過渡圓角對齒輪彎曲強度影響分析，結(jié)果表明

3、齒根過渡圓角對齒輪彎曲強度影響較大。
　?。?）以減速器初始模型為基礎，對齒輪軸進行尺寸優(yōu)化，獲得齒輪軸結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)；并對齒輪和箱體分別進行以結(jié)構(gòu)柔度最小為目標的拓撲優(yōu)化，通過對優(yōu)化結(jié)果的分析解讀，對齒輪及箱體進行新結(jié)構(gòu)設計，并對新結(jié)構(gòu)進行靜強度分析，結(jié)果表明齒輪和箱體設計結(jié)構(gòu)的強度與剛度滿足設計要求，為下一步對齒輪的疲勞壽命分析奠定了基礎。
　?。?）以新齒輪結(jié)構(gòu)為對象，在相同工況下，對由于滲碳淬火而存在殘余壓應力齒輪和不