轴承座的结构分析及优化

任务书题 目 轴 承 座 的 结 构 分 析 及 优 化题目来源 教 师 自 拟学生姓名 学号专业班级指导教师 职称教 研 室毕 业 论 文 （ 设 计 ） 任 务 与 要 求轴 承座 是重 要的 轴承 连接元 件， 利用 ABAQUS 仿 真平台 ， 在 设计 基础 上对 方 形轴承 座 UCF205 的 结 构 进 行 有 限 元 分 析 ， 并 进 行 结 构 优 化 ， 验 证 模 型 结 构 设 计 的 合 理 性 及 安 全 性 。 具 体任 务 如 下 :1. 根 据 原 有 设 计 对 方 形 轴 承 座 进 行 有 限 元 分 析 ， 得 出 分 析 结 构 。2. 对 结 构 进 行 优 化 ， 得 出 有 限 元 分 析 结 果 ， 比 较 优 化 后 的 效 果 。3. 根 据 分 析 结 果 ， 得 出 较 佳 的 结 构 。4. 撰 写 毕 业 论 文 一 份 。毕 业 论 文 （ 设 计 ） 工 作 进 程起止时间 工作内容2017.12.27-2018.2.102018.2.10-2018.3.152018.3.16-2018.3.222018.3.23-2018.3.282018.3.29-2018.4.62018.4.7-2018.4.132018.4.14-2018.5.242018.5.25确 定 毕 业 设 计 选 题 ， 完 成 毕 业 设 计 开 题 报 告 。收 集 方 形 轴 承 座 UCF205 有 关 资 料 ， 初 步 学 习 ABAQUS 仿 真 平 台。 中 期 检 查 ， 针 对 轴 承 座 的 结 构 进 行 分 析 并 初 步 实 现 优 化 。 正式 开 始 各 种 优 化 工 作 ， 构 造 好 优 化 总 体 思 路 。利用 ABAQUS 仿 真 平 台 进 行 仿 真。 撰 写 设 计 说 明 书 。指 导 教 师 审 阅 ， 评 阅 教 师 评 阅 ， 论 文 查 看 。 同 时 为 毕 业 论 文 答 辩 做准 备 工 作 。答辩。指 导 教 师 （ 签 字 ） 毕 业 论 文 工 作 组 组 长 （ 签 字 ） 学 生 （ 签 字 ） 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 起 止 时 间 ： 2017 年 12 月 27 日至 2018 年 5 月 25 日注 ： 本 表 由 指 导 教 师 填 写 ， 于 每 学 年 第 1 学期 18 周 ， 经 毕 业 论 文 工 作 组 审 批 ， 随 毕 业 论 文 装订 由 学 院 存 档 。开题报告论文（设计）题目 轴承座的结构分析及优化学生姓名 学号 指导教师一、研究本课题的目地和意义工具是 人类 文明 进步 的标 志。 自 20 世纪 末期 以来, 现代制 造技 术与 机械 制造 工艺自 动化都有 了 长 足 的 发 展 。 但 工 具 (含 夹 具 、 刀 具 、 量 具 与 辅 具 等 )在 不 断 的 革 新 中 , 其 功 能 仍 然 十 分 显著。 机 床 夹 具 对 零 件 加 工 的 质 量 、 生 产 率 和 产 品 成 本 都 有 着 直 接 的 影 响 。 因 此 ， 无 论 在传统 制 造 还 是 现 代 制 造 系 统 中 , 夹 具 都 是 重 要 的 工 艺 装 备 。轴 承 座 是 各 种 机 械 设 备 中 常 见 的 部 件 ， 它 的 主 要 作 用 是 支 撑 轴 承 ,目 前 常 用 轴 承 座 已 经标准 化 , 通 常 在 机 械 产 品 设 计 时 只 要 选 取 即 可 , 但 在 许 多 场 合 , 因 为 结 构 和 条 件 的 需 要 , 需要非标轴承 座 , 对于轴 承座 生 产厂家, 则是 要尽 力降 低 生产成 本, 提 高产 品质 量。 因此要 学习 和掌握计算机 技术 等多 方面 的新 知识 、 新 技术 、 而且 要对 机 械制造 和机 床夹 具等 必备 的基础 理论 知识、运 用 全 新 的 观 点 重 新 优 化 组 合 。本设计 中主 要针 对轴 承座 的结构 进行 分析 ， 使用 ANSYA 软 件进 行仿 真。 在设 计基础 上对方 形 轴 承 座 的 结 构 进 行 有 限 元 分 析 ， 并 进 行 结 构 优 化 ， 验 证 模 型 结 构 设 计 的 合 理 性 及 安 全 性。二、国内外的轴承座发展现状轴承是 标准 件， 是全 球互 换产品 ， 作 为轴 承的 亲密 伙伴， 轴承 座在 整个 轴系 中扮 演 着重 要 的 角 色 。 它 一 般 位 于 轴 的 两 端 ， 主 要 作 用 是 支 撑 、 固 定 轴 承 ， 使 轴 及 其 连 接 部 件 具 有一定位 置关 系 。 另 外， 轴承 座一般 带有 密封 装置 ， 从 而减少 轴承 的污 染 。 经 过 多年的 发展 ，我国轴 承产 业已 经形 成了 相当规 模 ， 全 国轴 承行 业 2010 年 产值 约为 1300 亿 元 人民币 ， 位居全球 第三 位 。 尽 管我 国轴 承行业 的发 展规 模已 经非 常庞大 ， 但绝 大部 分都 是集 中在低 端 ，而在高 端轴 承制 造领 域 ， 我 国与发 达国 家相 比仍 存在 相当大 的差 距 。 中 国是 全球 轴承大 国 ，但 还 不 是 轴 承 强 国 。 人 们 对 中 国 轴 承 企 业 的 印 象 是 ： 总 规 模 大 、 企 业 大 大 小 小 多 、 价 格 低廉 、 质 量 一 般 、 行 业 的 生 产 集 中 度 低 、 高 端 产 品 相 配 套 的 轴 承 研 发 能 力 低 、 轴 承 行 业 制 造技 术 水 平 低 等 现 象 仍 然 存 在 。 全 世 界 已 生 产 ansys 轴 承 品 种 5 万 种 以 上 ，规 格 多 达 15 万 种 以 上 。 1997 年 世 界 轴 承 总 产 量 超 过 100 亿 套 ， 总 销 售 额 约 300 亿 美 元 ，其 中 北 美 、 日 本 、 西 欧 占 世 界 轴 承 产 量 的 78%， 美 国 、 日 本 、 德 国 已 形 成 世 界 三 大 轴 承 市场 。 一 些 世 界 著 名 的 轴 承 公 司 ， 如 瑞 典 的 SKF 公 司 、 德 国 的 FAG 公 司 、 日 本 的 NSK 公 司 、美 国 的 TORRINGTON 公 司 等 ， 在 世 界 500 家 大 公 司 中 均 榜 上 有 名 。 （ 据 美 国 幸 福 杂 志1994 年 报 道 ， 在 世 界 500 家 大 企 业 中 ， SKF 排 387 位 、 NSK 排 404 位 、 TORRINGTON 公 司 的母 公 司 英 格 索 尔 兰 德 公 司 排 在 369 位 ） 。 高 精 度 、 高 转 速 、 高 可 靠 性 、 长 寿 命 、 免 维 护保养以 及标 准化 、 单元 化、 通用化 已成 为轴 承的 基本 技术标 志。 特别 在轴承 基 础技术 进步 、通用产 品的 结构 改进 、 专 用轴承 单元 化和 陶瓷 轴承 的开发 等方 面成 效最 为显 著。 而轴 承 座与 轴 承 息 息 相 关 ， 它 的 主 要 作 用 是 支 撑 轴 承 ,目 前 常 用 轴 承 座 已 经 标 准 化 ， 随 着 轴 承 的 发展 也 不 断 的 在 进 步 。三、研究内容本 课 题 研 究 的 主 要 内 容 有 ：1. 确 定 轴 承 座 的 型 号 ， 研 究 轴 承 座 的 结 构 以 及 在 机 械 设 备 中 的 作 用 。2. 在 creo2.0 中 对 轴 承 座 UCF205 进 行 建 模 。3. 在 ANSYS 仿 真 软 件 中 对 轴 承 座 的 结 构 进 行 有 限 元 分 析 。4. 在 轴 承 座 在 原 有 结 构 上 进 行 优 化 ， 再 次 利 用 ANSYS 仿 真 软 件 轴 承 座 新 的 结 构 进 行 有 限 元 分 析。5. 比 较 俩 次 分 析 的 结 果 ， 得 出 较 佳 的 结 构 。6. 撰 写 毕 业 论 文 一 份 。四、研究方案及步骤经 分 析 ， 本 课 题 的 设 计 可 分 为 以 下 阶 段 ： 第 一 阶 段 ： 1)查 阅 相 关 资 料 ， 记 录 所 需 的 信 息 ，确 定 可 行 性 方 案 。2)理 清 研 究 思 路 ， 确 定 轴 承 座 型 号 以 及 其 在 机 械 设 备 中 的 作 用 。 第 二 阶 段 ： 1)在 creo2.0 中 对 轴 承 座 UCF205 进 行 建 模2)根 据 原 有 设 计 对 方 形 轴 承 座 进 行 有 限 元 分 析 ， 得 出 分 析 结 构 。3)确 定 对 轴 承 座 的 优 化 方 案 。第 三 阶 段 ： 1)使 用 ANSYS 软 件 对 优 化 后 的 结 构 进 行 有 限 元 分 析 。 2)最 后 根 据 分 析 结 果 ， 得 出 较 佳 的 结 构 。五、论文提纲 第 1 章 绪论1.1 研 究 的 目 的 及 意 义1.2 国 内 外 轴 承 行 业 发 展 现 状1.3 轴 承 座 的 功 能 和 结 构 、 以 及 在 机 械 设 备 中 的 作 用第 2 章 有限元单元法与 ANSYS 简介2.1 有 限 单 元 法2.2 国 内 外 ANSYS 软 件 的 发 展 现 状2.3 ANSYS 仿 真 软 件 的 使 用第3章 建立实体模型3.1 creo2.0 简 介 3.2 实 体 模 型 的 建 立 3.3 网 格 划 分3.3.1 制 定 工 作 文 件 名 和 标 题 名3.3.2 单 元 类 型 选 择3.3.3 制 定 材 料 属 性3.3.4 进 行 扫 掠 网 格 划 分第 4 章 ANSYS 有限元分析4.1 ANSYS 有 限 元 分 析 典 型 步 骤4.2 有 限 元 模 型 的 建 立4.3 加 载 和 求 解4.3.1 定 义 分 析 类 型 和 设 置 分 析 选 项4.3.2 施 加 载 荷4.3.3 设 置 载 荷 步 选 项4.3.4 求解4.4 轴 承 座 结 构 优 化4.5 对 优 化 后 的 结 构 进 行 有 限 元 分 析第 5 章 结果分析与比较 第 6 章 结论与展望第 7 章 总结参 考 文 献 致谢附件六、论文（设计）工作量的估计、工作条件 1、工作量估计1)查 阅 并 记 录 所 需 资 料 。2)轴 承 座 的 型 号 及 基 本 参 数 的 确 定 ；3)学 习 使 用 ANSYS 软 件 的 使 用 方 法 ；4)使 用 ANSYS 软 件 对 轴 承 座 结 构 进 行 有 限 元 分 析 ；5)制 作 毕 业 答 辩 的 PPT。2、工作条件1)ANSYS 软 件 。2)在 图 书 馆 查 阅 相 关 资 料 以 及 在 国 内 外 知 名 网 站 上 查 阅 所 需 的 资 料 。参 考文 献1李 泽 天 ,王 兴 伟 ,李 小 飞 . 基于 ANSYS 的 轴 承 座 有 限 元 分 析 J. 兵 工 自 动 化 . 2008(12) 2杨康，韩涛 在模 态分 析中 的应 用 佳木 斯大 学学 报（ 自 然科学 版） 3王 富 耻 , 张 朝辉 . ANSYS10.0 有 限 元 分 析 理 论 与 工 程 应 用 M. 北 京 : 电 子 工 业 出 版 社 , 2006（ 9）4谭 长 建 , 张 娟 . ANSYS 高 级 工 程 应 用 实 例 分 析 与 二 次 开 发 M. 北京: 电 子 工 业 出 版 社 , 2006 5尚 晓 江 , 邱峰. ANSYS 结 构 有 限 元 高 级 分 析 方 法 与 范 例 应 用 M. 北京: 中 国 水 利 水 电 出 版 社, 2 0056王 勖 成 , 邵 敏 . 有 限 单 元 法 基 本 原 理 和 数 值 方 法 M. 北京: 清 华 大 学 出 版 社 , 1997 7武 传江 . ANSYS 在 结 构 分 析 中 的 应 用 J淮 海 工 学 院 学 报 (人 文 社 会 科 学 版 )， 2002（ 3） 8高 耀 东， 郭 喜 平 ， 郭 志 强 .ANSYS 机 械 工 程 应 用 25 例 M.北 京 ： 电 子 工 业 出 版 社 ,2007.135 9程 社 联， 杨 中 平 ， 冯 战 勤 . 有 限 元 法 在 机 械 设 计 中 的 应 用 A. 杨 凌 职 业 技 术 学 院 报 ， 2009.8（3 ） ： 210邢 静 忠 . ANSYS 应 用 实 例 与 分 析 M. 北京: 科 技 出 版 社 , 2006. 5-8 11杜 平安 . 结 构 有 限 元 分 析 建 模 方 法 M. 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 1998 12刘 玉 兰 ,孙澜 涛 .滚 动 轴 承 载 荷 分 析 J.山 东 建 材 学 院 学 报 .1999(02)13肖 健 利 .工 作 轧 辊 轴 承 座 和 滚 柱 轴 承 装 置 的 有 限 元 分 析 J.山 西 冶 金 .1994(01) 14孙雪 颜 .基 于 ANSYS 二 次 开 发 技 术 的 液 压 支 架 立 柱 设 计 与 优 化 D.山 东 科 技 大 学 .2008 15有限 元 及 其 在 现 代 机 械 工 程 中 的 运 用 J. 孙 建 民 ,徐 冰 晶 . 科 技 与 企 业 . 2015(12) 16张 云 .深 基 坑 工 程 开 挖 与 支 护 的 ANSYS 有 限 元 模 拟 D.中 国 海 洋 大 学 .200817基 于 ANSYS 的 发 动 机 曲 轴 有 限 元 分 析 J. 张 健 ,许 福 忠 ,郭 小 兰 ,付 洵 . 机 电 技 术 . 2013(03) 18ANSYS 工 程 计 算 应 用 教 程 M. 中 国 铁 道 出 版 社 , 李 皓 月 等 编 著 , 200319有 限 元 法 M. 机 械 工 业 出 版 社 , 张 国 瑞 主 编 , 199120基于 ANSYS 的 轴 承 座 的 模 态 分 析 J. 杨 军 ,杨 世 文 ,王 京 涛 ,罗 鑫 源 . 机 械 工 程 与 自 动 化 . 2011(04)21 发 动 机 主 轴 承 座 结 构 强 度 分 析 研 究 J. 杨 万 里 , 许 敏 , 邓 晓 龙 , 刘 国 庆 . 内 燃 机 工 程 .2007(01)22用 ANSYS 求 解 轴 承 座 支 承 刚 度 J. 顾越. 上 海 电 机 厂 科 技 情 报 . 2000(04)注 ： 1.此 表 由 学 生 填 写 后 ， 交 指 导 教 师 签 署 意 见 ， 经 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 工 作 组 审 批 后 ， 才 能 开题。2.此 表 随 毕 业 论 文 装 订 并 由 学 院 存 档 。指 导 教 师 意 见 及 建 议 （ 从 选 题 、 理 论 与 实 证 准 备 、 研 究 （ 设 计 ） 方 法 、 工 作 安 排 等 方 面 给 出 评 价，并 提 出 指导 意见 ） ：选题符合专业要求,学生通过此论文能将理论和实际相结合,锻炼实际动手能 力 ,工 作 量 饱 满 ,现 同 意 开 题 ,继 续 进 行 后 期 工 作 !指 导 教 师 签 名 ：年 月 日毕 业 论 文 工 作 组 意 见 及 建 议准予开题毕 业 论 文 工 作 组 组 长 签 字 ：年 月 日中期检查表论文（设计）题目 轴承座的结构分析及优化学 生姓名学 号 指 导教 师计划完成时间 20XX 年 3 月 22 日按 照 进 度 安 排 应 完 成 的 任 务明确设计内容，确定轴承座的型号及参数，分析轴承座的受力情况，并对轴承座进行三 维 建 模 ， 学 习 仿 真 软 件 ANSYS。实 际 完 成 情 况确 定 轴 承 座 型 号 为 UCF205， 查 找 参 数 ， 了 解 轴 承 座 在 卧 式 机 床 丝 杠 两 端 具 体 受 力 情 况 。完 成 轴 承 座 的 三 维 建 模 。目 前 有 哪 些 问 题 和 困 难 ， 拟 采 取 的 解 决 方 法ANSYS 仿 真 软 件 在 电 脑 中 运 行 不 流 畅 ， 无 法 实 现 分 析。 解 决 方 式 ： 重 新 学 习 新 的 仿 真 软 件 ABAQUS。检 查 中 发 现 的 问 题 与 建 议截 至 目 前 该 生 实 体 建 模 已 经 完 成 一 半 ， 基 本 能 按 进 度 完 成 预 期 的 我 任 务 ， 平 时 能 积 极 参加 论 文 指 导 工 作 ， 希 望 后 期 加 快 进 度 ， 完 成 优 化 分 析 过 程 。毕 业 论 文 工 作 组 组 长 签 名 ：年 月 日注 ： 1.最 后 一 栏 由 指 导 教 师 填 写 。 2.此 表随 毕 业 论 文 装 订 并 由 学 院 存 档 。指导教师（签名） ： 年 月 日注 ： 此 表 随 毕 业 论 文 装 订 并 由 学 院 存 档 。指导教师评分表学院： XXXXX专业班级： XXXX 学生姓名： XXXXX学号： XXXXX毕业论文题目 轴 承 座 的 结 构 分 析 及 优 化评 价 项 目 （ 参 考 ） 分值 打分01 工 作 态 度 ， 工 作 作 风工作 态度02 毕 业 论 文 完 成 情 况20 20.003 查 阅 文 献 资 料 能 力04 综 合 运 用 知 识 能 力05 研 究 方 案 的 设 计 能 力06 研 究 方 法 和 手 段 的 运 用 能 力能力 水平 07 外 文 应 用 能 力40 28.008 文 题 相 符 程 度09 写 作 水 平10 写 作 规 范 程 度11 篇 幅 ， 论 文 工 作 量论文 质量 12 论 文 的 理 论 或 实 际 价 值40 30.0综 合 评 定 成 绩 78.0评价意见1. 学习态度较认真， 能按时参加定期辅导， 并按要求完成规定的任务工作量。2. 论 文 内 容 设 计 较 合 理 ， 工 作 量 基 本 符 合 要 求 ； 通 过 设 计 过 程 很 好 了 得 锻炼 了学生的设计分析能力，分析结果具有一定的实用性。3. 论文写作较规范，格式符合要求。 达到了本科生的毕业设计要求同意答辩。是否同意答辩 同意评阅教师（签名） ： 年 月 日注 ： 此 表 随 毕 业 论 文 装 订 并 由 学 院 存 档 。评阅教师评分表学院： XXXXXX专业班级： XXXXX 学生姓名： XXXXX学号： XXXXXX毕业论文题目 轴 承 座 的 结 构 分 析 及 优 化评 价 项 目 （ 参 考 ） 分值 打分01 查 阅 文 献 资 料 能 力02 综 合 运 用 知 识 能 力03 研 究 方 案 的 设 计 能 力04 研 究 方 法 和 手 段 的 运 用 能 力能力 水平 05 外 文 应 用 能 力50 42.006 文 题 相 符 程 度07 写 作 水 平08 写 作 规 范 程 度09 篇 幅 ， 论 文 工 作 量论文 质量 10 论 文 的 理 论 或 实 际 价 值50 43.0综 合 评 定 成 绩 85.0评价意见论 文 利 用 有 限 元 软 件 对 轴 承 座 结 构 进 行 分 析 和 优 化 设 计 ， 选 题 具 有 一 定 的 应 用 价 值。 论 文 撰 写 认 真 ， 格 式 基 本 规 范 ， 设 计 工 作 量 适 中 。 参 考 文 献 引 用 不 合 理 ， 问 现 在查 重 中 基 本 没 有 ， 建 议 修 改 。 论 文 达 到 本 科 毕 业 设 计 要 求 。是否同意答辩 同意答辩及成绩评定表学生姓名学号 专业名称答辩时间答辩地点 指导教师题 目 轴 承 座 的 结 构 分 析 及 优 化 记录人姓 名 职 称 姓 名 职 称答辩小组成员提问及 回答 情况 记录 （3 4 个主 要问 题）： 1 .另 一 种 优 化 方 案 ? 答 ： 在 下 凸 台之 间 加 支 撑 条 。2.设 计 轴 承 座 机 床