机械设计与制造第10期2013年10月MachineryDesign＆Manufacture261管材矫直机减速器箱体性能评价的研究王海霞1，崔文斌2，赵刚2（1.洛阳理工学院，河南洛阳471000；2.洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，河南洛阳471000）摘要：矫直机减速器是应用于金属型材、棒材、管材和线材等矫直设备中的关键部件之一，工作过程中需承受较大的冲击载荷和过载，故其性能的好坏直接影响整个矫直设备的可靠性。针对某款管材矫直机用减速器工况复杂恶劣的特点，采用有限元法对矫直机减速器箱体进行强度计算和固有特性分析，通过计算箱体的应力应变及固有频率，研究主机及传动系统对减速器箱体的影响，从而对箱体进行性能评价，保证箱体的可靠性和齿轮箱系统运行的平稳性，最后通过实践应用验证了评判方法的正确性。关键词：减速器；矫直机；箱体；性能评价；固有频率中图分类号：TH16；TG333.2+3文献标识码：A文章编号：1001-3997（2013）10-0261-03ResearchontheGearboxCaseRatingofMeritUsedinStraighteningDeviceWANGHai-xia1，CUIWen-bin2，ZHAOGang2（1.LuoyangInstituteofScienceandTechnology，He’nanLuoyang471000，China；2.LuoyangMiningMachineryEngineeringDesignInstituteCo.，Ltd.，He’nanLuoyang471000，China）Abstract：Gearboxisoneofthekeycomponentsusedforstraighteningdeviceforstructuralsection，bar，tubing，wireandsoon.Thegearboxofstraighteningdevicesurfersgreatshockloadandoverloadincourseofwork，soitscapabilitywilldecidethedurabilityofthewholestraighteningdevice.Accordingtobadworkingconditionofgearboxusedinstraighteningdevice，finite-elementmethodisutilizedtocalculatethestressandfrequencyofthegearboxcase.Throughanalyzingtheresult，theinfluenceofmainmachineandgearsystemonthecaseareobtainedforratingofmerit.Themethodforgearboxcaseratingcanensurethedurabilityandsmoothlyworkingofthegearbox，andisverifiedbypractice.KeyWords：Gearbox；StraighteningDevice；Gearboxcase；Ratingofmerit；Frequency1引言管材矫直机的主要作用是通过上下矫直辊将弯曲的管材矫直，减速器作为联接电机和矫直辊的关键传动部件，其性能的好坏直接影响整个系统的可靠性。由于管材矫直机工作过程中，工况较为恶劣，减速器需承受较大的附加载荷，设计不当，极易导致传动系统的失效，严重影响生产。箱体作为传动系统的支撑部件，不但要保证齿轮传动系统工作在稳定可靠的环境中，还要承受传动系统施加的载荷。因此若保证齿轮箱系统可靠运行，首先需对箱体进行重点设计分析。研究箱体的工作性能需从以下几个方面进行：（1）机械性能分析，包括受载工况下，箱体的应力应变，找出箱体应力集中点和关键部位的弹性变形，根据分析结果优化结构，消除应力集中，控制箱体变形，保证传动系统各部件精确的位置关系[1-3]；（2）固有特性分析，研究箱体的固有频率和振型，根据传动系统及外部载荷的工作频率，对箱体进行优化，使整个传动系统工作频率远离箱体共振带，从而避免共振，保证箱体的可靠性[4-7]。采用有限元法，以某款管材矫直机用减速器箱体为研究对象，分别对箱体的机械性能和动态特性展开研究，对箱体性能进行评价，从而指导设计，保证箱体的可靠性和运行的平稳性。9Ⅶ7ⅤinputⅧⅥⅣⅢ43ⅡⅠ1086521outputoutputoutput机械设计与制造第10期2工作原理及载荷计算某款管材用矫直机减速器传动原理，如图1所示。减速器为一输入三输出结构，其中三根输出轴Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ通过两根惰轮轴Ⅴ、Ⅶ保证输出转速、转向的一致性。工作时，载荷由轴Ⅰ输入，经过齿轮副1-2、3-4、5-6三级减速，将动力首先传递给轴Ⅳ输出三分之一载荷，然后经惰轮轴Ⅴ将剩余载荷传递给输出轴Ⅵ并输出三分之一载荷，剩余载荷通过惰轮轴Ⅶ传递至输出轴Ⅷ输出。减速器基本参数，如表1所示。通过对齿轮载荷进行计算得箱体各轴承座载荷，如表2所示。图1矫直机减速器传动原理图Fig.1StructuralSketchofGearbox来稿日期：2012-12-14基金项目：河南省科技厅基础与前沿技术研究计划项目（1223...