基于CosmosWorks的起重机高速齿轮轴疲劳分析.pdfVIP

基于 CosmosWorks的起重机高速齿轮轴疲劳分析 李卫平 黄丽梅 湖北新冶钢 黄石 435000 摘 要：起重机高速齿轮轴是起重机运行和起升机构的重要零件之一，运用 CosmosWorks软件对起重机高 速齿轮轴进行有限元和疲劳分析计算，得到齿轮轴应力应变的分布情况和疲劳寿命 ，为起重机的可靠性设计提 供理论数据。 关键词：起重机；齿轮轴；疲劳分析；CosmosWorks 中图分类号：TH133．2 文献标识码：A 文章编号 ：1001—0785 (2011)01—0012—03 Abstract：Thehigh—speedgearaxleisoneoftheimportantpartsintherunningandhoistingmechanismsofthecrane ． Thepaperacquiresthestt’Pss—straindistributionandfatiguelifeofthegearaxlethroughthefiniteelementandfatigueanaly— siscalculationforthehigh—speedgearaxleofcranethroughtheCosmosWorkssoftwareand，thusprovidestheoreticaldata forthereliabilitydesignofcrane． Keywords：crane；gearaxle；fatigueanalysis；CosmosWorks 起重机械是机械设备 中危险因素最多、发生 2 建立静态研究并设置材料属性 事故几率最大的特种设备，其安全问题 已成为设 计人员首要考虑 的问题。疲劳破坏作为起重机械 2．1 建立静态研究 的主要破坏形式 ，通常表现为突然失效 ，经长期 解算器为FFEPlus和使用软弹簧使模型稳定。 使用后，在征兆很不明显的情况下突然断裂，造 在对称受力等欠约束情况下选择使用软弹簧可使 成灾难性损伤和严重后果。由于起重机传统疲劳 模型稳定。 计算十分繁琐，设计分析软件 CosmosWorks为用户 2．2 设置材料属性 得到高质量的分析结果提供 了简单而有效的方法， 高速齿轮轴材料 40Cr。在材料对话框 中，设 可帮助用户缩短设计所需的时间和降低设计成本。 置选择材料来源为 自定义，数据采 自于参考文献 本文以20／5t一181TI桥式起重机大车行走机 [1]。 构J80减速器高速齿轮轴进行疲劳分析。 2．3 建立约束并附加载荷 1 建立三维模型 在高速齿轮轴键槽及齿轮位置分别建立分割 线 ，选择施加力 的类型应用扭矩 ；在图形 区域 中 高速齿轮轴的三维模型见图1，通常情况下， 选择高速齿轮轴的分割线 (齿轮部分)所划分的 需修改CAD几何模型合并或消除如外圆角、齿形、 曲面；选择基准轴 1作为参考轴 ；在正常力／扭矩 螺纹等在分析 中认为不重要 的几何特征 ，以满足 栏 目中设置扭矩为213．7N ·m；同理，在分割线 网格划分的要求，这种特征消隐见图2。 (键槽部分)设置扭矩为213．7N ·m，方向选择 反向；加载离心力，点击离心力命令，选择基准