橋式起重機減速器結構優(yōu)化設計及疲勞壽命分析.pdf

1、隨著制造和裝卸作業(yè)場所慢慢轉向室內，橋式起重機生產和物流中發(fā)揮著越來越重要的作用，這就要求橋式起重機具有可靠性高、振動小、重量輕、運轉平穩(wěn)等性能特點。而減速器作為橋式起重機的關鍵部件，對橋式起重機的綜合性能有著重要的影響。因此，開展橋式起重機減速器的振動特性分析、動力學性能優(yōu)化、疲勞壽命預估及可靠性分析，對減速器的減振降噪及輕量化設計具有重要的理論意義和工程實用價值。本研究來源于國家科技支撐計劃項目。以橋式起重機減速器為研究對象，綜合應

2、用振動分析理論、疲勞損傷理論、優(yōu)化設計方法及有限元仿真技術，對減速器進行了結構優(yōu)化設計和疲勞壽命分析。
　　本研究主要內容包括：①建立橋式起重機減速器參數(shù)化有限元模型，采用分塊Lanczos法對減速器進行模態(tài)分析，求得減速器的固有頻率和振型；在模態(tài)分析的基礎上，計算包括剛度激勵、誤差激勵和沖擊激勵的內部激勵和輸入轉矩波動引起的外部激勵，采用模態(tài)疊加法求解減速器動響應，得到振動位移、振動速度以及振動加速度。②基于減速器參數(shù)化模型，以

3、箱體壁厚為優(yōu)化設計變量，軸承座上評估點的振動加速度最小為優(yōu)化目標，箱體體積為狀態(tài)變量，建立橋式起重機減速器結構子系統(tǒng)動力優(yōu)化模型；采用零階優(yōu)化算法，對減速器結構子系統(tǒng)進行動力優(yōu)化，并對優(yōu)化后的減速器進行振動響應評估。③采用集中參數(shù)法建立傳動子系統(tǒng)純扭轉動力學模型，推導振動微分方程，運用諧波平衡法求得構件振動加速度函數(shù)表達式；以振動加速度和質量的線性加權為目標函數(shù)，齒輪模數(shù)、齒數(shù)和螺旋角等為設計變量，齒輪副傳動比、靜強度和中心距等為約束條