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信息化选型征文:装备制造业研发CAD/CAE一体化选型与应用实践

2014/7/1    来源:e-works    作者:韩斌慧      
关键字:solidworks  截割减速器  CAD/CAE一体化选型  
文章介绍了应用Solidworks软件精确建模,使用simulation模块,对某型掘进机截割减速器壳体进行了有限元分析,分析了在预应力作用下前六阶固有频率及振型,并和模态试验结果进行了对比,结果显示,两种求解方式比较吻合。为复杂实体固有特性研究提供了简便易行的方法。

0 引言

    掘进机煤炭开采中的重要设备,其截割减速器是实现转速匹配和传递扭矩的重要部件。减速器壳体是轴、内部齿轮、轴承等零件的安装基础和关键承载部件,运行时受齿轮系统的外部激励、内部激励以及误差激励等各种复杂动载荷作用,将产生剧烈振动和强烈噪声。因此,对截割减速器壳体进行模态分析是预测与控制振动危害的重要手段。

    Solidworks软件则集成了CAD/CAM/CAE软件的精华,基本实现了设计、分析、制造的全套产品解决方案。对于降低生产成本,缩短生产制造周期,实现虚拟装配,事前分析具有非常重要的作用。

1 壳体模型的创建

    Solidworks软件在三维造型方面功能很强,但是对于齿轮和花键等曲面,建模功能比较差。有时必须采用VBA接口进行二次开发,所以造型比较繁琐。本文所述壳体由中部筒体、输入及输出端盖三部分组成。筒体内表面分布了两组标准齿形,为了建立精确的渐开线齿形,本文采用CAXA软件配合Solidworks软件共同完成齿形部分的精确建模。生成齿形前建立草图,使用旋转特征生成主要轮廓形状,如图1所示。

筒体三维建模过程

图1 筒体三维建模过程

    基本体建成以后,在CAXA软件中建立齿形,齿形参数按照设计参数确定,在solidworks中,点击“插入”命令选择“DXF/DWG”可以将建立好的CAXA图读入作为建立内齿形的草图,通过“拉伸切除”特征命令即可完成第一级齿形的建模,如此重复可以完成第二级齿形及筒体的完整外形,筒体完成后的模型如图1所示。

    按照上述方法分别建立输入输出端盖,并采用自下而上的方式进行装配后得到壳体的最终模型如图2所示。建模过程中对于零件的微小结构,比如倒角、圆角、小孔、销孔、螺纹孔等不会对课题的质量及刚度产生明显的影响,建模时予以忽略;对于三者装配时采用的螺栓连接予以忽略,模态分析时视三者为绑定连接,同时有助于提高后续计算机分析的效率。

减速器壳体三维模型

图2 减速器壳体三维模型

责任编辑:程玥
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