棒材轧机关键传动部件的力学性能分析与结构优化

摘要

棒材轧机关键传动部件的力学性能与结构优化问题由此文开展研究工作，先建立棒材轧机传动系统的有限元模型并对轧辊、主轴、万向节等关键部件做静态应力分析和模态分析以得到应力分布和固有频率，接着用正交试验设计法优化轧辊和主轴的结构参数来提高传动部件的承载能力与疲劳寿命，再用拓扑优化方法对万向节叉头结构进行轻量化设计使其重量在确保强度和刚度的情况下减轻，最后借助台架试验检验优化后传动部件性能是否提升，结果显示优化后的轧辊和主轴最大应力降了15%且疲劳寿命提高了20%，万向节叉头重量减轻了10%且刚度增加了8%，本研究为棒材轧机传动系统设计优化提供理论依据和技术支撑，这对提高轧机运行可靠性与生产效率意义重大。