基于ANSYS的大摆锤减速机的选型与安装

赵九峰

（武汉顺源游乐设备制造有限公司，武汉 430034）

引言

减速机主要应用在包括煤矿、电厂、工程机械等一切与传动相关的领域，其工作的环境一般较为复杂，起的作用也十分重要，一旦出现工作不正常或者失效的情况，后果不堪设想［1］，特别是在游乐设备行业。减速机的选型和安装，是保证减速机正常工作的前提。

大摆锤的悬臂驱动组件主要由电机、减速机和小齿轮组成，通过小齿轮与回转支承齿轮的配合，带动悬臂回转支承绕中心轴转动。每隔一定周期，变换一次驱动力矩方向，在周期性的驱动力矩作用下，小摆锤悬臂的向上位移不断增大，当摆角达到设计要求时，不再施加驱动力矩。

大摆锤摆动过程中，相当于一个蓄能器，因此只要能够启动悬臂摆动，通过来回多次驱动，即可达到预定摆角。在减速机输出小齿轮驱动回转支承大齿轮的啮合传动的过程中，相互之间会产生较大的切向力、径向力，这些力产生弯矩和扭矩。仅对大摆锤启动时的驱动载荷特性进行分析，依此选择相应的减速机和确定合理的安装位置。

ANSYS软件作为一种大型通用的软件，已成为CAE分析的主流软件，通过ANSYS对减速机输出轴的弯矩和扭矩进行模拟，并对计算结果进行评价，可以缩短设计周期，减少设计成本［2］。

1 大摆锤的载荷特性分析

大摆锤的力学模型如图1所示。

图1 大摆锤的力学模型

设大摆锤悬臂摆动部分的质量（包括乘人）为m，摆动部件质心到摆动轴心的距离为r，大摆锤整个摆动部分（包括乘人）对摆动轴心的转动惯量：