橋式起重機(jī)減速器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及疲勞壽命分析.pdf

1、隨著制造和裝卸作業(yè)場所慢慢轉(zhuǎn)向室內(nèi)，橋式起重機(jī)生產(chǎn)和物流中發(fā)揮著越來越重要的作用，這就要求橋式起重機(jī)具有可靠性高、振動(dòng)小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等性能特點(diǎn)。而減速器作為橋式起重機(jī)的關(guān)鍵部件，對橋式起重機(jī)的綜合性能有著重要的影響。因此，開展橋式起重機(jī)減速器的振動(dòng)特性分析、動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)化、疲勞壽命預(yù)估及可靠性分析，對減速器的減振降噪及輕量化設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本研究來源于國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。以橋式起重機(jī)減速器為研究對象，綜合應(yīng)

2、用振動(dòng)分析理論、疲勞損傷理論、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及有限元仿真技術(shù)，對減速器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和疲勞壽命分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①建立橋式起重機(jī)減速器參數(shù)化有限元模型，采用分塊Lanczos法對減速器進(jìn)行模態(tài)分析，求得減速器的固有頻率和振型；在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算包括剛度激勵(lì)、誤差激勵(lì)和沖擊激勵(lì)的內(nèi)部激勵(lì)和輸入轉(zhuǎn)矩波動(dòng)引起的外部激勵(lì)，采用模態(tài)疊加法求解減速器動(dòng)響應(yīng)，得到振動(dòng)位移、振動(dòng)速度以及振動(dòng)加速度。②基于減速器參數(shù)化模型，以

3、箱體壁厚為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，軸承座上評估點(diǎn)的振動(dòng)加速度最小為優(yōu)化目標(biāo)，箱體體積為狀態(tài)變量，建立橋式起重機(jī)減速器結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)動(dòng)力優(yōu)化模型；采用零階優(yōu)化算法，對減速器結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力優(yōu)化，并對優(yōu)化后的減速器進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)評估。③采用集中參數(shù)法建立傳動(dòng)子系統(tǒng)純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型，推導(dǎo)振動(dòng)微分方程，運(yùn)用諧波平衡法求得構(gòu)件振動(dòng)加速度函數(shù)表達(dá)式；以振動(dòng)加速度和質(zhì)量的線性加權(quán)為目標(biāo)函數(shù)，齒輪模數(shù)、齒數(shù)和螺旋角等為設(shè)計(jì)變量，齒輪副傳動(dòng)比、靜強(qiáng)度和中心距等為約束條