分析某桥式起重机大车运行减速器齿轮轴的断裂原因,利用Solidworks Simulation软件对断裂齿轮轴建立有限元模型,在对其进行静力学分析的基础上进行结构优化,改善齿轮轴的受力状态,避免事故状态再次发生。

双中间轴变速器匹配贯通轴取力器时,由于结构限制,动力需经主箱上中间轴连接花键输入取力器,导致取力器安装位置较高,易导致取力器内润滑不良,加速齿轮、轴承等早期损坏。取力器的功能是将变速器的动力分流,满足车辆除行走外附属功能动力需求。如洒水车水泵动力、自行式起重机的液压油泵动力、自卸车液压油泵动力等。取力器一般安装在变速器壳体上,通过齿轮、轴等将动力输入取力器。取力器损坏,将直接导致车辆附属功能丧失或导致变速器损坏。

作为各类工程实践中常用的传动装备,减速器主要用于传递转矩和匹配转速。以带式运输机减速器为对象,利用ANSYS Workbench对其高速轴进行静力学分析,提出轻量化、材料使用性能最大化的设计目标,并结合多目标优化理论,构建响应面模型,对危险截面进行尺寸优化。结果表明:优化后,齿轮轴质量减少1.71%,且仍满足强度、刚度要求,为其他工况条件下减速器的优化设计提供了参考。

齿轮轴由于热处理后变形对后续加工带来一定困难且精度不易保证。文中介绍了保证齿形精度及保证齿面淬硬层的均匀性和轴上结构的形位公差的一系列措施,确保了加工质量。