本篇文章篇幅較長，主要對基于工程實(shí)際項(xiàng)目中涉及的雙輸入蝸輪蝸桿減速器系統(tǒng)進(jìn)行仿真評估，主要包括：有限元相關(guān)理論推導(dǎo)、工程應(yīng)用、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、剛?cè)狁詈稀VH、疲勞分析、誤差分析&控制等方面的系統(tǒng)講解CAE仿真思路

目前，隨著對產(chǎn)品性能的要求越來越多，精度要求越來越高；對于一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品的某一方面的性能分析已經(jīng)很難滿足甲方或者實(shí)際工作的需要。就像產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能一般包括：強(qiáng)度、振動、疲勞、碰撞、沖擊、材料、優(yōu)化七個(gè)方面，針對蝸輪蝸桿減速器仿真一般需要進(jìn)行強(qiáng)度、振動、疲勞、散熱分析等。

強(qiáng)度分析

強(qiáng)度分析一般指靜強(qiáng)度分析，常研究結(jié)構(gòu)在常溫條件下承受載荷的能力。靜強(qiáng)度除研究承載能力外，還包括結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力（剛度）和結(jié)構(gòu)在載荷作用下的響應(yīng)（應(yīng)力分布、變形形狀、屈曲模態(tài)等）特性。強(qiáng)度分析是設(shè)計(jì)工作的先決條件，

比如橋梁、車身、家電產(chǎn)品、大型桁架結(jié)構(gòu)等

對于蝸輪蝸桿減速器的強(qiáng)度分析包括：各個(gè)零部件強(qiáng)度校核、整個(gè)裝配體的剛度與強(qiáng)度檢驗(yàn)。對于簡單的零部件或許可以借助相關(guān)理論公式進(jìn)行推算，

比如轉(zhuǎn)軸可以采用材料力學(xué)相關(guān)公式計(jì)算彎曲強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度等，

但涉及到復(fù)雜的裝配體的強(qiáng)度，

比如軸承系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)采用理論計(jì)算需要花費(fèi)大量時(shí)間，

此時(shí)就可以借助ANSYS軟件進(jìn)行輔助計(jì)算，

從而查看減速器在恒定載荷下應(yīng)力和變形的分布，

在此基礎(chǔ)上做出相關(guān)調(diào)整，保證減速器結(jié)構(gòu)的可靠性。

結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析

結(jié)構(gòu)動力學(xué)是研究結(jié)構(gòu)的動力特性及動載荷作用下動力反應(yīng)的分析原理和方法，

目的是確認(rèn)結(jié)構(gòu)的動力特性及其在動載荷作用下的結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)等。結(jié)構(gòu)動力學(xué)也是我們實(shí)際分析中很常見的分析形式，比如橋梁振動、汽車碰撞、機(jī)床運(yùn)行、發(fā)動機(jī)運(yùn)行等等。

?蝸輪蝸桿減速器在運(yùn)行過程中，不僅會承受齒輪嚙合和軸承運(yùn)行過程中帶來的振動，還會受到軸系不平衡度和外界因素的影響，一旦產(chǎn)生振動，會導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器振動，嚴(yán)重時(shí)甚至直接導(dǎo)致零部件的破壞失效，從而導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器不能運(yùn)行。

一般情況下，可以根據(jù)載荷形式來區(qū)分振動，確定載荷可以進(jìn)行瞬態(tài)、諧響應(yīng)、響應(yīng)譜等分析。不確定載荷可以進(jìn)行隨機(jī)振動分析。蝸輪蝸桿減速器是在確定載荷下進(jìn)行工作的，

所以我們對其進(jìn)行振動分析時(shí)，

采用瞬態(tài)動力學(xué)求解時(shí)程振動，或者諧響應(yīng)分析求解振動響應(yīng)，

快速得到整個(gè)減速器的振動，從而做出最合理的處理措施。

疲勞分析

疲勞失效是機(jī)械失效的主要失效方式，是指材料在低于正常強(qiáng)度情況下的往復(fù)交替和周期循環(huán)應(yīng)力下，產(chǎn)生逐漸擴(kuò)展的脆性裂紋，導(dǎo)致最終斷裂的傾向。一般根據(jù)失效循環(huán)周期次數(shù)可以分為高周疲勞和低周疲勞，而低周疲勞又稱之為應(yīng)變疲勞，高周疲勞又稱為應(yīng)力疲勞。比如螺栓疲勞失效斷裂，曲軸失效斷裂等。

對于蝸輪蝸桿減速器而言，一般不會發(fā)生應(yīng)變疲勞，所以我們一般都是去進(jìn)行高周疲勞分析?？疾煺麄€(gè)減速器，容易產(chǎn)生疲勞失效的零部件，主要包括蝸輪蝸桿、錐齒輪組以及軸承，因此對于這些關(guān)鍵部件，都需要進(jìn)行疲勞分析，保證減速器的運(yùn)行壽命

熱分析

在CAE領(lǐng)域?qū)岬姆治鲋饕ǎ?）穩(wěn)態(tài)熱分析和瞬態(tài)熱分析，用以觀察結(jié)構(gòu)的溫度或熱量的分布；2）熱-結(jié)構(gòu)耦合：間接耦合和直接耦合，觀察結(jié)構(gòu)受熱后的應(yīng)力變化狀態(tài)；比如說高爐、電子元器件、制動器等等。

蝸輪蝸桿減速器有著很好的減速比和穩(wěn)定性，但運(yùn)行過程中也有著比較嚴(yán)重的生熱問題，因此，蝸輪蝸桿減速器的散熱研究也是備受關(guān)注的，我們可以采用ANSYS進(jìn)行直接耦合來進(jìn)行減速器的摩擦生熱分析，研究冷卻方式，以保證部件的使用壽命。

剛?cè)狁詈?/strong>

對于大型復(fù)雜裝配體，如果采用全柔性體計(jì)算，一方面導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間大大增加，另一方面也會導(dǎo)致計(jì)算誤差，影響計(jì)算結(jié)果的可靠性，比如移動抓取機(jī)器人進(jìn)行機(jī)械臂以及運(yùn)行軌跡的分析時(shí)，最佳的方法是將車身等位置進(jìn)行剛性化，機(jī)械臂設(shè)置為柔性體。因此在一些復(fù)雜裝配體當(dāng)中，非關(guān)鍵位置一般會考慮更改為剛性體，采用剛?cè)狁詈?/strong>分析。針對蝸輪蝸桿減速器，我們本次主要考量內(nèi)部傳動零部件的性能，因此我們可以將箱體進(jìn)行剛體化處理，主要考量蝸輪、蝸桿、錐齒以及軸承的結(jié)構(gòu)分析。

如果大家想要系統(tǒng)的掌握

工程實(shí)際項(xiàng)目中涉及的

雙輸入蝸輪蝸桿減速器系統(tǒng)仿真評估

建議大家拿出6-8小時(shí)的時(shí)間

參加一次樂仿校長-簡單的系統(tǒng)提升訓(xùn)練營

核心知識點(diǎn)

有限元相關(guān)理論推導(dǎo)、工程應(yīng)用、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、剛?cè)狁詈?、NVH、疲勞分析、誤差分析&控制

課 程 目 錄

開課時(shí)間

2020年12月19日(周六) 晚7:00~10:00

2020年12月20日(周日) 晚7:00~10:00

訓(xùn)練營課程安排

訓(xùn)練營第一天

1、蝸輪蝸桿減速器工作原理介紹

2、實(shí)際項(xiàng)目評估流程的學(xué)與思

3、減速器模型的簡化

4、產(chǎn)品性能評估系統(tǒng)的評估方案與解決方案的區(qū)別

5、產(chǎn)品性能評估項(xiàng)指標(biāo)

6、Revolute和Fixed的施加方法及原理

7、Contact的種類，及適用場景

1）Bonded

2）No Separation

3）Frictionless

4）Rough

5）Frictional

6）Forced Frictional Sliding

8、Frictional施加五要素以及注意事項(xiàng)

9、邊界條件的簡化以及注意事項(xiàng)

10、求解設(shè)置的設(shè)定及原理講解

1）載荷步

2）迭代步

3）時(shí)間步

4）迭代子步

5）大變形

11、復(fù)雜模型調(diào)試收斂的常用技巧

1）求解參數(shù)設(shè)置

2）接觸參數(shù)設(shè)置

3）網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置

12、蝸輪蝸桿動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

13、一對錐齒輪嚙合仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

?

訓(xùn)練營第二天

1、有限元基本原理及誤差分析

2、有限元誤差控制的常見手段

3、蝸輪蝸桿系統(tǒng)的誤差分析與控制

4、錐齒輪嚙合系統(tǒng)誤差分析與控制

5、兩對錐齒輪嚙合動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

3）誤差分析與控制

6、角接觸滾子軸承動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

3）誤差分析與控制

7、深溝球軸承動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

3）誤差分析與控制

8、雙軸等速輸入動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

3）誤差分析與控制

9、雙軸差速輸入動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

3）誤差分析與控制

10、軸系不平衡等級解讀

11、軸系不平衡等級對機(jī)體振動的影響

12、軸系動力學(xué)仿真評估

1）評估仿真結(jié)果

2）標(biāo)定仿真參數(shù)

3）誤差分析與控制

13、機(jī)械工程師面試方法與學(xué)習(xí)規(guī)劃的介紹

14、總結(jié)

報(bào)名后不僅可以領(lǐng)學(xué)習(xí)資料

享受魚躍老師的專屬答疑

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