基于ABAQUS的减速器齿轮的模态分析
下面来研究结构对于齿轮固有频率的影响:齿轮的材料为合金钢,结构的改变主要是通过对齿轮的腹板进行倒角,通过倒角大小的不同来分析齿轮固有频率的变化规律。该仿真中腹板倒角的范围为C1~C5,由于振型图较多,下图4是选取齿轮的倒角C5时的2、4和6阶振型图作为示意,通过振型图可以看出齿轮的振型主要是扭转振动和弯曲振动,振型图反映了齿轮的振动特性和薄弱环节,可以为设计者提供参考依据。

改变齿轮腹板结构,通过改变齿轮模型的倒角大小,来查看不同的齿轮结构对于齿轮的固有频率的影响,在齿轮铸造时候,可以作为腹板倒角的参考依据,选择合理的倒角大小,进一步减轻齿轮的振动,减少齿轮振动时候的噪音,也可以作为齿轮优化的参考依据。
从曲线图5表明:在阶数相同的情况下,齿轮腹板的倒角越大,则齿轮的固有频率越大。随着阶数的增加,齿轮的固有频率会呈现递增的趋势,这一结论特点可以作为齿轮参数优化的依据。在进行齿轮腹板倒角的时候,可以适当选择倒角大小,避免齿轮发生共振,从而减少振动的噪音,提高齿轮的传递效率。

上述曲线和图形表明:
(1)齿轮的固有频率与齿轮的材料有关,在相同阶数的情况下,齿轮材料的弹性模量越大,则齿轮的固有频率越大;
(2)齿轮的固有频率和齿轮的结构有关,在相同阶数的情况下,齿轮的腹板倒角越大,则齿轮的固有频率越大;
(3)齿轮的低阶振型主要为扭转振动和弯曲振动,阶数越高,振动位移越大,振型图可以看出齿轮的薄弱环节,从而可以进行齿轮优化,为设计者提供参考依据。
四、结束语
模态分析可以用来确定齿轮的固有频率和振型,从而为齿轮设计和深入研究提供可靠的理论依据,通过振型图可以直观地发现齿轮振动的薄弱环节,从而为齿轮的设计和维护提供可靠地依据。
通过ABAQUS进行模态仿真分析,既可以为齿轮设计者提供可靠的、有意义的参考依据,也可以对齿轮的结构参数进行优化,提高齿轮在传递过程中的精度和传递效率。
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