旋耕机齿轮箱主轴与直齿锥齿轮装配体模态分析

第３６卷第２期　中国农机化学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．２　Ｍａｒ．２０１５　２０１５年３月　ＤＯＩ：１０．１３７３３￣ｅａｍ．ｉｓｓｎ．２０９５—５５５３．２０１５．０２．００２　旋耕机齿轮箱主轴与直齿锥齿轮装配体模态分析水　田耘，金亮，刘选伟，赵亚祥　（吉林农业大学工程技术学院，长春市，１３０１１８）　摘要：利用ＣＡＴＩＡ的几何建模功能以及ＡＮＳＹＳ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ的有限元分析功能．对１ＬＧＨ－－２３０型旋耕机齿轮箱主轴与直齿锥齿轮装配　体进行模态分析，求解算出其前六阶的固有频率与振型，为改装１ＬＧＨ－－２３０型旋耕机齿轮箱提供了有效的数据，更为正确合理的设计　主轴与直齿锥齿轮装配体提供了理论依据。　关键词：有限元；ＡＮＳＹＳ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ；直齿锥齿轮：主轴；模态分析　中图分类号：￥２２２．３　文献标识码：Ａ　文章编号：２０９５—５５５３（２０１５）０２—０００６—０３　田耘，金亮，刘选伟，赵亚祥．旋耕机齿轮箱主轴与直齿锥齿轮装配体模态分析叨．中国农机化学报，２０１５，３６（２）：０６～０８　Ｔｉａｎ　Ｙｕｎ，Ｊｉｎ　Ｌｉａｎｇ，Ｌｉｕ　Ｘｕａｎｗｅｉ，Ｚｈａｏ　Ｙａｘｉａｎｇ．Ｍｏｄｅｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｏｆ　ｓｐｉｎｄｌｅ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｇｈｔ　ｔｏｏｔｈ　ｂｅｖｅｌ　ｇｅａｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＮＳ￣Ｓ　ｗｏｒｋ－　ｂｅｎｃｈ【Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１５，３６（２）：０６￣０８　０引言　旋耕作业是农业生产中的一个重要环节．旋耕效　果的优劣直接影响后续的播种作业．因此研究和开发　一款功耗低、效率高、性能稳定的旋耕机是非常有必　要的　１ＬＧＨ－－２３０型旋耕机是适应现代农田作业的一　款大型机械．该机工作时．中间齿轮箱采用直齿圆锥　齿轮进行传动．经输入轴将动力传给中间轴，中间轴　再与输出轴相交．向下传出动力．从而带动旋耕刀辊　转动　本文基于１ＬＧＨ－－２３０型旋耕机的特点．设计一　图１　锥齿轮与主轴的装配几何模型　Ｆｉｇ．１　Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｂｅｖｅｌ　ｇｅａｒ　ａｎｄ　ｓｐｉｎｄｌｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　款可以从侧面传动的齿轮箱。根据旋耕作业过程中齿　轮箱各零部件的受力情况可知。直齿锥齿轮和主轴为　最容易失效的零件．所以有必要对这两个零件进行有　２装配体的有限元模态分析　装配体模态分析实际就是固有振动特性的分析．　即在无阻尼的自由振动条件下．得到其固有频率与振　型　模态分析是将线性定常系统振动微分方程组中的　限元模态分析　模态是机械结构的固有振动特性．每个模态具有　特定的固有频率、阻尼比和模态振型。模态分析是研　究结构动力特性的一种近代方法．是系统辨别方法在　物理坐标变换成模态坐标，故多自由度系统的振动微　分方程为：　工程振动领域中的应用，其主要目的是确定设计结构　或机械零部件的振动特性。即固有频率与振型。模态　分析也是谐响应分析、谱分析以及瞬态动力学分析的　基础［１】　Ｍ［￣ｉ］＋Ｃ［ｋｌ＋Ｋ［ｘｌ＝Ｆ　式中：　一系统质量矩阵；　Ｃ——系统阻尼矩阵：　——（１）　１　装配体几何模型的建立　分别建立直齿锥齿轮与主轴的三维模型．再进行　装配，装配体如图１所示。　收稿日期：２０１４年４月１４日　修回１３期：２０１４年５月１３日　系统刚度矩阵：　卜一系统受到外载荷矩阵　在模态分析中．理论上假设无外载存在，故不需　要添１Ｊｎ￣ｌ＂载边界条件．即系统受到的外载荷矩阵Ｆ为　基金项目：国家自然科学基金￣０６７１１２４１　第一作者：田耘，男，１９６４年生，吉林长春人，硕导，教授；研究方向为农业机械化。Ｅ—ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｕｎ６４＠１６３．ｃｏｎｌ