ZR軋機關鍵傳動部件的非線性有限元分析.pdf

1、森吉米爾軋機是生產硅鋼片產品的主要設備。隨著市場對這類電工鋼產品需求量的增大及對產品質量要求的提高，軋機主傳動系統的負荷也隨之加大，而由此引起的主傳動系統事故停產已成為急待解決的問題。因此，深入開展對森吉米爾軋機主傳動系統關鍵傳動部件的強度及承載能力研究，對于提高軋機生產能力，保證安全生產，降低故障率，提高產品質量都有著十分重要的意義。本文以某硅鋼片廠ZR22BS-42型森吉米爾軋機主傳動系統中的重要設備——安全銷和齒輪分配箱為主要研究

2、對象，運用非線性有限單元法對其進行了強度計算及承載能力研究。 對于齒輪箱斜齒輪的有限元計算，首先要面對的關鍵問題是齒輪齒廓面的精確建模。為彌補有限元軟件建模的缺陷，文章運用參數化建模技術在三維實體造型軟件PRO/E中實現了齒輪箱斜齒輪齒廓面的精確建模，同時進行了齒輪的裝配和運動仿真，并檢驗了運動干涉，為有限元數值的精確模擬做好鋪墊。 齒輪的接觸非線性分析由于牽扯到很多因素，因此是比較復雜的求解問題。齒輪模型的前處理是保障

3、齒輪接觸分析計算順利進行的重要一環(huán)，文章首先對森吉米爾軋機齒輪箱斜齒輪模型的簡化進行了討論，隨后研究了齒輪接觸分析的加載和邊界條件的選擇等問題。關于網格對齒輪接觸有限元計算結果的影響，文章通過不斷加密網格并進行試驗性計算再比較計算結果的方法，確定出了該軋機齒輪分配箱斜齒輪的合理網格密度。在此基礎上，文章還研究了齒間摩擦力對齒輪有限元計算的影響，分析表明，齒面最大接觸應力和齒根最大主應力會隨摩擦系數的增大而增大，但隨著摩擦系數的逐步均勻增

4、大，齒面最大接觸應力和齒根最大主應力的增大趨勢會逐漸減弱，而在對齒輪進行強度校核計算時，應取最大摩擦系數產生的應力值進行校核。文中關于網格劃分方式的選擇及摩擦系數的選取的研究方法對同類型的齒輪接觸有限元計算提供了有價值的參考。最后，利用有限元計算結果，文章對該廠森吉米爾軋機齒輪箱斜齒輪的齒根應力和齒面接觸應力進行了疲勞強度校核和承載能力研究，為指導生產中的設備維護提供了重要依據。 同時，針對森吉米爾軋機主傳動系統聯軸器上的安全銷

5、經常出現非正常剪斷這一嚴重影響生產的故障情況，本文運用彈塑性有限元方法對安全銷進行了應力計算和承載能力研究。首先理論分析了其復雜的實際受載狀況，然后結合APDL語言在有限元軟件中實現了模型復雜載荷的函數加載。由于計算中考慮到了模型變形的彈塑性問題，因此本文的有限元計算結果更貼切實際，這也為軋機主傳動系統的強度研究提供了更新穎的思路。 本文的研究成果已被該硅鋼片廠全面采納，不僅為該軋機主傳動系統的維護提供了可靠依據，同時大大降低了