球磨机是建材、冶金和选矿等许多行业中广泛使用的一种非常重要的机械设备。我国的大型球磨机质量还不稳定，尤其是筒体的端盖，其轴颈的根部经常开裂破坏，严重影响正常生产，造成重大经济损失。若能解决球磨机使用寿命问题，将直接提高生产效率，可以提高设备的利用率，大大降低生产成本。
河南红星机械以Φ3200 × 4500筒式球磨机为研究对象，在经过大量的生产实践后，分析了磨机筒体内介质的运动规律、磨机工作参数以及筒体的受力情况，并对筒体进行了强度有限元计算、分析。通过上述研究，得到以下几点结论：
1 、 通过对筒体内介质运动分析和对筒体受力分析研究，求得Φ3200 × 4500球磨机的工作状态参数（筒体转速、脱离角、落角、球载重力和离心力等）。
2、通过分析球磨机齿轮传动机构磨损机理和减小齿轮磨损的方法，然后提出了以球磨机末级齿轮副的总磨损量为优化目标函数，以齿轮副的齿数、模数、变位系数和螺旋角为设计变量的优化设计模型，并运用 Matlab 语言编程对渐开线齿廓进行了优化，从而使齿轮磨损量达到最小。齿轮的滑动系数是齿轮磨损的重要因素，有人分别以球磨机末级齿轮副的总磨损量和大小齿轮齿根的滑动系数差为目标函数优化后进行比较，得出了前者的优化效果较好的结论。本文在将球磨机末级齿轮副的总磨损量为优化目标函数的同时，将大小齿轮齿根的滑动系数之差小于 0.5、且绝对值不大于 1.5 作为约束函数。
对球磨机开式齿轮优化过程表明：小齿轮齿根处磨损最为严重，其磨损量占总磨损量的 69.8% 。经过优化后小齿轮磨损量降低了 2.6 倍。优化后的总磨损量减小了42.4%。
3、对磨机筒体进行了强度有限元分析。利用 ANSYS 有限元分析软件对球磨机进行建模。通过对球磨机工作状态的分析，对球磨机上焊缝、螺栓等进行了简化处理以便于计算。采用 APDL 语言中*GET 提取命令和*DO-*ENDDO 循环自动建立了约束和载荷。为了形成较为规则的单元，减少“坏单元”的产生，在未旋转成体之前，在筒体截面上建立 plane42 单元，将截面尽量划分为规则形状以形成扫略网格。球磨机筒壁处较薄，为了避免形成“长条状”单元，此处网格数可以适当减少。在进料口和出料口轴颈等较关心处划分较密网格单元。
由于在筒体内部加载时需要施加非均匀分布压力，所以在圆周运动的球载作用区域单元之上，又建立了一层表面效应单元 surf154。为了节省计算资源，实体建模时没有建立筒体及端盖的衬板，内部的衬套及固定环等。为了不影响计算结果，故把衬板的重量按等效密度加到筒体及端盖上。
