結(jié)合掘進(jìn)機(jī)截割減速箱設(shè)計(jì)介紹了一種基于Pro /E 和ANSYS 的行星齒輪模態(tài)分析方法，闡述了模態(tài)分析的基本原理，利用Pro/E 建立掘進(jìn)機(jī)截割部行星齒輪的實(shí)體模型，通過(guò)Pro/E 與ANSYS 接口將實(shí)體模型導(dǎo)入到ANSYS，應(yīng)用ANSYS 有限元分析軟件對(duì)齒輪實(shí)體模型進(jìn)行模態(tài)分析。結(jié)果顯示通過(guò)分析后的優(yōu)化設(shè)計(jì)，行星齒輪滿足掘進(jìn)機(jī)要求。

　　1、引言

　　掘進(jìn)機(jī)截割減速箱設(shè)計(jì)是掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)的核心部分，而齒輪是減速箱的重要組成部分。傳動(dòng)齒輪在工作過(guò)程中受到周期性載荷力的作用，有可能在標(biāo)定轉(zhuǎn)速內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的共振，動(dòng)應(yīng)力急劇增加，致使齒輪過(guò)早出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞和彎曲疲勞。靜力學(xué)計(jì)算不能完全滿足設(shè)計(jì)要求，因此有必要對(duì)齒輪進(jìn)行模態(tài)分析，研究其振動(dòng)特性，得到固有頻率和主振型( 自由振動(dòng)特性) 。同時(shí)，模態(tài)分析也是其它動(dòng)力學(xué)分析如諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和譜分析的基礎(chǔ)。

　　筆者結(jié)合EBZ132S 型懸臂式掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)，針對(duì)其截割減速箱的行星傳動(dòng)進(jìn)行分析。EBZ132S 型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是一款截割功率為132kW，截割部具有伸縮功能的應(yīng)用于半煤巖掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)設(shè)備。

　　6、結(jié)論

　　(1) 通過(guò)Pro/E 建立漸開(kāi)線圓柱齒輪的三維實(shí)體模型，為ANSYS 進(jìn)行分析提供了精確的模型，討論了Pro/E 和ANSYS 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

　　(2) 通過(guò)ANSYS 有限元軟件計(jì)算了齒輪的前十階固有頻率和振型，通過(guò)ANSYS 后處理程序顯示振型圖，可以很直觀的分析齒輪的模態(tài)振型。

　　(3) 在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中考慮齒輪固有頻率和振型，即用同樣的方法對(duì)太陽(yáng)輪、內(nèi)齒圈的模態(tài)進(jìn)行求解，得出的結(jié)果和行星輪進(jìn)行分析，以及改進(jìn)設(shè)計(jì)，避免齒輪系統(tǒng)發(fā)生共振。

　　(4) 對(duì)齒輪的模態(tài)振型分析表明，圓周振動(dòng)是齒輪發(fā)生共振可能性最大的振型。高階的模態(tài)振動(dòng)對(duì)振動(dòng)影響較大，在齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮齒輪的固有頻率和振型，是外界激勵(lì)相應(yīng)的頻率避開(kāi)齒輪的固有頻率，以防齒輪發(fā)生共振現(xiàn)象。

　　(5) 經(jīng)分析優(yōu)化后的截割減速箱，通過(guò)應(yīng)用證明，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。