CAD/CAE/CAPP/CAM
现代制造工程(ModemManufacturingEngineering）
2012年第7期
拉伸弯曲矫直机齿轮箱系统动态特性分析
代文成，李友荣
（武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制教育部重点实验室，武汉430081）
摘要：齿轮箱作为拉伸弯曲矫直机的主要组成部分，其运行状况的稳定性对拉伸弯曲矫直机机组及带钢产品的质量有着重要影响。利用三维建模软件建立齿轮箱系统的三维实体模型，再运用有限元仿真软件对齿轮箱系统整机进行了模态分析和谱响应分析（激励为齿轮之间瞻合所形成的冲击激励），分析结果与实测结果相符，得到了齿轮箱系统的整体
动态待性，为拉伸弯曲矫直机组结构调整及调整后系统损动特性的预测提供参考。关键调：齿轮箱；有限元；模态分析；谐响应分析
中图分类号：TP391.7文献标志码：B文章编号：1671—3133(2012)07—0074—04
Thedynamic analysis of gearbox system of tension leveler
Dai Wencheng,Li Yourong
(The Key Laboratory of Metallurgical Equipment and Control of Education Ministry，
Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081,China)
Abstract:Gearbox as s mejor component of tension leveler,it's stability of working state has an important impact on tension leveler and quality of product of serip steel. First threedimensional modeling software was used to ereat three-dimensional solid model of grarbox system;and then the finite element simulation software was used to carried out the modal analysis and harmoni-ous response anslysis( Incetives ware the meshing force between gears) ,the results ware consistent with measured results ; the o verall dynamic features of gearbox system have been got,these provided a reference for structural adjustment of tension leveler and the forecast of vibration characteristic of the adjusted structure.
Key words : gearbox;finite element;modal analysis;harmonic response analysis
0引言
在带钢酸轧连续生产线中，拉伸弯曲矫直机在除磷、矫正板型缺陷等方面有着重要的作用，其运行状态对带钢的质量有着重要的影响。因此，齿轮箱作为拉伸弯曲矫直机的主要组成部分，其运行状态的稳定性直接关系到带钢产品的质量。由于齿轮啮合冲击、制造误差等因索，齿轮箱不可避免地会产生啮合冲击激励，这些激励引起齿轮箱的振动(12)。当激励力的频率与齿轮箱系统的某一阶固有频率相近时，就会引发共振，产生剧烈的振动，严重影响机械系统的稳定运行。因此，齿轮箱系统结构的动态特性直接关系到齿轮箱系统的振动状况、稳定性和安全可靠性。
本文以某钢铁厂拉伸弯曲矫直机的4"齿轮箱为例，利用有限元分析软件首先对其进行整机模态分析，然后与实测结果进行比较，以便确定建立的几何模型是否正确。根据实际工作状况计算出该齿轮箱 74
万方数据
在运行过程中齿轮之间的啮合力，将这些啮合力施加在齿轮之间，进行谐响应分析，得到在该工作状况下齿轮箱的振动状况。
1齿轮箱有限元模态分析 1.1拉伸弯曲矫直机传动系统
酸轧线拉矫机组主要由前、后张力辊组和四个齿轮箱组成，其传动系统结构简图如图1所示，前、后张力辊组分布如图2所示。
运行过程中，1"张力辊与2"张力辊被带钢反拖，1" 齿轮箱处于被动（即张力辑辊带动齿轮箱）状态；3"张力辊与4"张力辊为主动辑，4"齿轮箱处于主动（即齿轮箱带动张力辊）状态，两对张力辑组通过齿轮箱组成的行星齿轮差动机械链产生速度差，从而在带钢通过
前、后张力辊组时对带钢产生张力和延伸作用。 1.2齿轮箱几何模型的建立
以拉伸弯曲矫直机的4"齿轮箱为例进行建模。