考虑到齿轮箱箱体结构的复杂性,使用单点激励-多点响应模态识别技术对其前6阶模态进行识别,模态置信度即模态识别精度高。以试验获得的齿轮箱箱体前6阶模态为指标,提出了兼顾计算精度和计算效率的模态有限元计算方法;使用拓扑优化方法对齿轮箱箱体结构进行优化设计,优化后齿轮箱箱体在不同固有频率处的变形均得到了减小。研究为齿轮箱箱体结构优化设计提供了新思路。

齿轮箱箱体的力学特性直接影响着重型刮板输送机可控启动装置（CST）运行的可靠性。针对某型CST齿轮传动系统,采取动力学分析与试验研究相结合的手段,在额定载荷工况下,确定齿轮箱箱体的支承动反力及边界条件,分析其瞬态应力、振动响应特性,获取齿轮箱体的固有特性与刚度的薄弱位置;最后,开展CST齿轮箱加载试验,分析运转状态下箱体表面应力和振动信号及其频谱。分析表明,理论结果与实测数据具有一致性,箱体表面的最大动应力通常远小于其材料的许用应力,箱体和齿轮传动系统不会出现耦合共振现象,中间箱体为整个减速器箱体的刚度薄弱环节,且箱体在输出端的前部振动较大。研究结果为CST减速器结构的动态优化提供理论依据和数据支撑。