4基于CosmosWorks的起重机高速齿轮轴疲劳分析.pdf

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，为起重机的町靠性设计提 供理论数据。 关键词：起重机；齿轮轴；疲劳分析；CosmosWorks 中图分类号：THl33．2文献标识码：A 文章编号：1001—0785(2011)01—0012—03 axleisoneofthe inthe and mechanismsofthecrane． Abstract：The importantparts running hish-speedgear hoisting The thestress·-straindistributionand lifeofthe axle thefiniteelementand gear fatigue paperacquires fatigue throush analy·· siscalculationforthe axleofcrane theCosmosWorkssoftware theoreticaldata through and，thus hilsh—speedgear provides forthe ofcrane． reliabilitydesign 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FFEPIus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 t一18 本文以20／5 m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 在高速齿轮轴键槽及齿轮位置分别建立分割 l建立三维模型 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