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学士学位论文答辩 硕士学位论文答辩 制脂釜齿轮箱箱体的有限元分析 作者：康医飞 导师：李朝阳 专业：车辆工程 机械传动国家重点实验室 二0一0年六月 士学 主要研究内容 6.结论与展望 4.对加载后的后处理 3.箱体所加扭矩产生载荷的计算 2.齿轮箱箱体的三维建模及网格划分 1. 绪论 1. 绪论 1.1 减速箱设计参数 此课题改造设计的新伞齿轮减速箱是为容积为6M3的制脂釜的搅拌配套使用。具体参数如下： 采用SEW减速机（配双速电机）+重庆大学变向减速器 （7套装置） 性能参数 内搅用SEW减速机 R97DV200LS8/4 P=20/12KW Na=207/103rpm 输出轴径?60m6 外搅用SEW减速机 R107DV200L/L8/4 P=22/14KW Na=127/63rpm 输出轴径?70m6 内搅拌顶端轴径 ?100 外搅拌配合轴径 螺纹联结M150*2 重大变向减速器 ?800*25 i=1：4 主动轮：25Cr2MoV 从动轮：17Cr2Ni 螺旋齿 1. 绪论 1.2 研究用途及特点 制脂釜减速机是石油化工行业关键的搅拌设备，其主要用途是用来完成润滑脂制备过程中的皂化反应，也可用于医药等其他行业的许多工艺过程。其显著特点是：行星式搅拌，自动刮边，搅拌均匀，反应彻底；循环油加热，有高温、节能、环保、安全等特点；采用先进的机械密封，压力高、密封可靠无泄漏。 1. 绪论 1.4 主要研究内容 建立减速箱箱体三维模型 对三维模型进行网格划分 计算接触部分载荷情况 用有限元分析软件进行静力学分析 后处理查看应力分布情况 2.齿轮箱箱体的三维建模及网格划分 2.1 应力分析步骤 每个分析包含三个主要步骤: 前处理 创建或输入几何模型 对几何模型划分网格 求解 施加载荷 求解 后处理 结果评价 检查结果的正确性 前处理 求解 后处理 2.齿轮箱箱体的三维建模及网格划分 2.2建立三维模型 采用建模软件为UG NX4，根据CAXA二维图形实际形状和尺寸，分别建立上箱体和壳体的三维实体模型，最后利用装配功能配成减速器箱体。 上箱体 2.齿轮箱箱体的三维建模及网格划分 2.2 建立三维模型 壳体 上箱体支撑固定轴，壳体为主要承力部件，做分析的时候可以把二者作为一个整体。 装配图 2.齿轮箱箱体的三维建模及网格划分 注意：在第2步和第3步之间要进行质量检查。在需要加载的部位网格的划分应尽量精密。 2.3对模型进行网格划分 网格划分 是用节点和单元等“填充”实体模型，创建有限元模型的过程。 网格划分采用的是ANSA软件，划分的主要步骤: 1、进行几何清理 2、划分面网格 3、在面网格的基础上画体网格 2.齿轮箱箱体的三维建模及网格划分 2.3对模型进行网格划分 ； 3.箱体所加扭矩产生载荷的计算 3.1 对所加载荷计算 在装配垂直安装图中找到输入外轴、输入内轴齿轮、外轴、内轴，在参数表中得出直径60的凸台为输入内轴齿轮，直径70的凸台为输入外轴齿轮，即 理论输入内轴扭矩： 实际输入内轴扭矩： k——考虑功率损失而引入的系数，取为0.8 3.箱体所加扭矩产生载荷的计算 3.1 对所加载荷计算 理论输入外轴齿轮： 实际输入外轴扭矩： 这样可以得出： 输入内轴载荷： 3.箱体所加扭矩产生载荷的计算 3.1 对所加载荷计算 输入外轴载荷： 由载荷、扭矩分布图可知，箱体所加为外轴扭矩，需先求出载荷。 齿轮分度圆直径： ， 齿宽： ， 锥距： 3.箱体所加扭矩产生载荷的计算 3.1 对所加载荷计算 平均分度圆直径： 外轴切向载荷： 外轴扭矩： 3.箱体所加扭矩产生载荷的计算 本图清晰反映了所要加载部位，约束定义区域以及接触区，为后处理结果提供铺垫。 3.2 加载、定义约束情况分析 图4 加载、定义约束条件及接触区预览 4.对加载后的后处理 4.1 加载进行后处理 在Master Modeler模块中设置材料参数后，在Model Solution模块中定义分析集合和设置结果的输出选项，包括接触力、接触应力等，同时设置收敛公差，最后在Post Processing模块中进行计算结果的后处理。 以下是该减速箱体的接触力、接触应力有限元分析的后处理结果： 4.对加载后的后处理 4.1 加载进行后处理 4.对加载后的后处理 4.1 加载进行后处理 4.对加载后的后处理 4.1 加载进行后处理 4.对加载后的后处理 4.1 加载进行后处理 4.对加载后的后处理 4.1 加载进行后处理 从计算结果可以看出，在该减速箱体的上