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摘要:对选取某轻型卡车变速器五档齿轮进行了模态分析,分析结果表明前六阶共振频率非常接近,分布在10738-12948HZ之间,差值不大,且齿轮最大变形均位于轮齿上,轮芯的变形量较小。而变速器的振动频率为3000-4000Hz,远远大于变速器的频率,所以不会发生共振,进而可以对齿轮结构进行优化,通过缩减溢出的差值去降低齿轮质量从而达到齿轮材料的最大化利用。
关键词:变速器齿轮,模态分析
1前言
模态分析是动力学分析的起点。模态分析用于确定设计结构振动的固有特性,即结构的固有频率和主振型,它们是动态载荷结构设计中的重要参数。齿轮传动是重要的机械传动形式,为了避免在机械振动过程中发生严重破坏,有必要对整个齿轮传动系统进行模态分析,求出固有频率和主振型。在进行结构设计时,使激振力的频率与系统的固有频率错开,可以有效的避免共振的发生。
2边界条件设置
选取某轻型卡车五档齿轮对为研究对象。在进行模态分析前,需要对结构进行约束以保证在分析时可以得到合理的结果,为了简化分析,只对一个齿轮进行模态分析,也就是只对大齿轮进行模态分析。设置求解阶数为6阶,其他默认,固定齿轮中心然后点击“solve”进行求解。
3模态分析结果
通过求解模态分析得到模态的频率和振型云图,其结果如图1所示,频率如表1所示:
(a)1阶 (b)2阶
(c)3阶 (d)4阶
(e)5阶 (f)6阶
图1 模态分析结果
表1 模态频率分布表
阶数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
频率 | 10738 | 10879 | 11292 | 11930 | 12892 | 12948 |
4 结论
由上述分析结果可知,齿轮的前六阶共振频率非常接近,分布在10738-12948HZ之间,差值不大,且齿轮最大变形均位于轮齿上,轮芯的变形量较小。其中第二阶的模态频率为10879Hz,变形量在六阶中最大,为72.916mm。该齿轮的振动频率较高,都在一万以上,而变速器的振动频率为3000-4000Hz,远远大于变速器的频率,所以不会发生共振,进而可以对齿轮结构进行优化,通过缩减溢出的差值去降低齿轮质量从而达到齿轮材料的最大化利用。
参考文献
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赵生莲,攀枝花学院讲师
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