高频破碎锤作为一种新型的破碎锤,与液压破碎锤区别很大,具有工作噪声低和工作效率高等优点。目前高频破碎锤还处在研发和试用阶段,只有中国、西班牙、韩国和欧美个别国家全力开发该产品,并取得一定的科研成果。由于高频破碎锤的工作环境恶劣,工作时受到外部的激励而产生振动,偏心块斜齿轮在啮合过程中也会产生冲击,冲击通过轴和轴承传递到激振器箱体而引起箱体振动。箱体振动不仅影响齿轮的对中性,而且引起箱体的疲劳损伤,降低箱体的使用寿命。由此可见对高频破碎锤的动态特性的研究已显得至关重要。本文以SV-60型高频破碎锤为研究的对象,根据其结构和工况建立有限元模型。然后对高频破碎锤进行静态特性分析、理论力学分析、运动仿真,将运动仿真和试验对比,确定有限元模型的准确性。然后再进一步对激振器做模态分析,并根据分析结果,对高频破碎锤进行了结构优化。主要工作如下:首先利用CATIA建立高频破碎锤的三维模型,按照实际的工况对其分析和简化。然后将简化的模型导入ANSYS中,建立高频破碎锤的有限元模型,并对其做静力学分析、理论力学分析、运动仿真和试验测试,根据静力学分析确定激振器应力集中的部位和容易失效的部位。将试验结果和有限元分析结果对比,可以进一步证明高频破碎锤有限元模型的准确性。其次对高频破碎锤进行模态分析,根据模态分析结果确定激振器箱体的固有频率和振型位移。然后判断激振器的固有频率和激振力的频率是否接近或者相等,由此来判断激振器是否达到共振。根据模态振型可知,激振器的前六阶振型大多为整体模态。主要为摆动、扭转和旋转,这对激振器箱体结构的强度和刚度有很大的影响,严重影响高频破碎锤的使用寿命,加剧轮齿表面的磨损。故在激振器设计的过程中应考虑振动对激振器箱体的影响,对受影响较大的部分需适当增加其刚度来减小振动对箱体的影响。最后根据以上计算和分析结果,首先对刀排与斗齿的连接部位进行结构的改进。其次针对激振器的变形做结构优化分析,以静力学分析结果中的最大等效应力为约束变量,把激振器的最小变形作为目标变量,合理优化激振器箱体的结构。优化结果表明,斗齿与刀排的连接处的应力明显下降,小于其许应应力,结构改进效果明显。其次优化后激振器箱体最大变形减少了18%,最大等效应力降低了22.96%,提高了箱体整体性能。优化后激振器的固有频率能够避开激振力的频率,不会因结构改变而发生共振。