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Baimo 发表于 2005-6-27 16:21

机床减速箱系统的力学和固有频率优化

机床减速箱系统的力学和固有频率优化
GF}&] M e
x#@hS2[d3rS 由于个人初学COSMOSWORKS，我已经将本版所有的帖子看了一遍，不过还是有些问题，希望在此可以和有兴趣的朋友请教sD,`!D:`GW
5tl,O z5UVX]G
机床减速箱系统如图，v-T&v F]5vg
简要介绍:#Z,dB/X0\7FJ} V}7s.w,E
机床主轴通过电机和行星驱动和齿轮减速系统获得较大转距。nX'n T$O

-U_?].poyEFt 问题，
Y*c Zo!L c*u ig 1，胀紧套问题
8p
dR7f lr ` 图中3个齿轮都用胀紧套固定在轴上（其胀紧套没有画出，因为其质量对整个系统力学性能和固有频率都有影响，固我将以后其画出），传动轴和行星传动也用胀紧套固定在轴上，如图。Y[*DA/wc6u
  1.1 所有胀紧套可否直接在SOLIDWORKS中和其固紧零件画成一体（即一个零件），因为其质量对整个系统力学性能和固有频率都有影响，固不可省略。但其对各零件的固紧力可否直接看成单个零件内力?
2G7hFK6Ya   1.2还是应该直接画出多个零件，并添加约束，但问题是约束是何种类型，并且其值较难确定，在COSMOSWORK中又如何体现。*~#S#WS9]W9]U

'i8d#K/p O5~q 2,齿轮问题
^M;D.{d$Y7Y   2.1 我希望如1.1中所描述的一样，所有胀紧套直接和其固紧零件画成一体（即一个零件），那么各个齿轮也和其轴也有多个零件合为一个零件（我认为，如此将大幅度简化FFE计算，但我不知道其计算结果会有多大）
:M F*]$k9k@   2.2 因为在此系统中所有齿轮的设计都不须优化，只要改进轴的外形和轴承支承情况.在其他帖之中我看到 版主sfszj 曾建议在COSMOSMOTION中，可以将齿轮简化为圆柱，添加齿轮副即可，不知在此命题中在COSMOSWORK中是否也可以如此操作。那么其啮合力和传递的力矩在COSMOSWORK中通过何种方式体现,并如何设置.(tR*sFz

4cyz/sI/y 3,轴承问题
SQ$`!kz#K   在选项卡中有X和Y的轴承径向载荷，但没有的径向载荷，如何考虑
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h0Y!Ee $E}]Mq!rG K~
4,零件简化画法对计算精度的问题
U}.U!K r0kxt   各位有将轴上的一些细节(比如,退刀槽,螺纹,小孔)忽略过吗,如果忽,肯定对计算速度有帮助,不过不知对精度有多大影响,或者有知道参考文献的吗6V%Ii ^ S"y\
gPni_(k[Q7]6D#S
谢谢版主sfszj在此版块的精心耕耘，谢谢广大爱好者的支持

jzw111 发表于 2005-6-28 17:28

Re:机床减速箱系统的力学和固有频率优化

菜鸟意见：
)\mBm;l:\#S 我的思路是先算单独的，再来整体
}tQu3f-y\ 齿轮肯定要单独算（最大冲击载荷与啮合情况）！之后整体的话齿就不要他了！（不懂振动，不知道这对固有频率有多大影响）
#v3sj&S8R 那堆小槽都先去掉，留点跨度或是深度大的！精度不会差很多的！
}+L lT#Irc6t 径向载荷似乎是可以通过轴（即拄坐标系）来加吧
6gMviH)^ aN+aq 胀紧套是个什么东西？不懂起什么作用！

Baimo 发表于 2005-6-28 18:31

Re:机床减速箱系统的力学和固有频率优化

谢谢，jzw111 0W2K:w8\8z4e,~

L YzOb5y us9L 现在齿轮设计在实际机床中已经没有问题，固此，我也不将校合和计算齿轮。
7^0Q.?)ivr"r3tZ
"b9SwJ3x w(a%mi ``之后整体的话齿就不要他了`` 就是用两个圆柱来代替吗，那么在静力研究中，是否就将两个圆柱面定义为一组曲面接触呢。'} }COAA[7W
0hI'NL F
固有频率和转动惯量，质量，刚度有关（参看附件文档），固用圆柱来代替对固有频率不会有太大影响。

Baimo 发表于 2005-6-28 18:32

Re:机床减速箱系统的力学和固有频率优化

胀紧套（如图）
X6ypEj3v/CX@r 其在图中以红色显示，他可以替代传统的键槽来固定轴上的零件，有较多优点，他通过调整螺丝将红色和黄色部件锥面夹紧，也就将蓝色零件固定在轴上了。详情参看  http://www.stuewe.de/

jzw111 发表于 2005-7-5 10:48

Re:机床减速箱系统的力学和固有频率优化

[quote][b]Baimo wrote:[/b]r"wa:r"sEf-JF
``之后整体的话齿就不要他了`` 就是用两个圆柱来代替吗，那么在静力研究中，是否就将两个圆柱面定义为一组曲面接触呢。"o)y/@wB9w-Rc
固有频率和转动惯量，质量，刚度有关（参看附件文档），固用圆柱来代替对固有频率不会有太大影响。
5D~m:M xn.y*b [/quote]/_f9Q!TLck}g
if确认齿轮没问题的话，因为现在不是对他的运动做分析，我觉得是不是可以就做一对齿（稍大一点也不用标准齿形（为了减小应力集中），最主要是拿来传力的，你的力应该是在电机端进来的矩吧）
SP,KcL*q4v1j －－－－－“COSMOSMOTION中，可以将齿轮简化为圆柱，添加齿轮副即可”.M:}&pF~EI x(D
              motion我没用过，但是对于静力分析来说，齿轮也就是为了传力用的！1C;m]1v-S

GM,Y4s ]${&uW j 对于固有频率的问题，好像以前学振动的时候说是和质量以及质量分布有关，似乎不会有太大问题！dcBLg8|(I/Umh

S/~N/k
V4N gTz 对那个肿胀套的事情，还没想明白怎么加等效的冬冬，等待高人……w(hm[R ]s4c7y6z
我的半吊子水平全用光了…………

xzq03339 发表于 2005-7-28 19:44

Re:机床减速箱系统的力学和固有频率优化

Baimo的认真态度令人钦佩！可惜我还没有到这个水平，帮不了你

bangbang09 发表于 2005-9-25 22:28

Re:机床减速箱系统的力学和固有频率优化

不晓得楼主的意思是不是要分析从 输入轴 到 输出轴  之间的 转角激励/响应的问题.

107010234 发表于 2008-6-4 11:38

有关固有频率

不知你注意到没有:部件的模态经优化发生变化,那么整机模态也要发生变化.你优化过部件的固有频率,再到整体的固有频率优化,这时,你又会引起部件固有频率的变化,这样便会顾此失彼.归根到底还是整机固有频率(模态)和部件固有频率之间的关系,也就是动力学优化问题,这方面起步比较晚,很难办.当然,以上,仅是个人观点,大家可以过来讨论,共同促进,把问题解决了.

bubu01 发表于 2008-6-9 20:56

1.固有频率跟组件的材料和形状有关系，所以算频率必须得画详图得更精确的值。#Dsg3|*x'Y9Wq
2.对轴进行优化建议采用去掉电机等非必要部分，输出和输入轴端用一对平衡力矩平衡。齿轮可以用圆柱代替，但注意有支撑的位置用分割线独立，并添加约束。e_n&w#a!u!~
3.细节部分，如：退刀槽，根部没R角，且可能是轴的薄弱部分，个人认为应该加上R角 再计算，如果没有R角，此处的分析结果没意义。(ez
p,~8bfk5@c
4.可以用优化功能自动解算轴的最佳值。
W7]Ku L 以上均是个人意见，不一定完全正确

bubu01 发表于 2008-6-9 21:35

baimo兄，您那个夹套装置我还没看懂，请问黄色和蓝色怎么固定的？

master001 发表于 2008-7-3 23:23

靠摩擦力？

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