直动尖顶从动件盘型凸轮机构有限元分析【18700字】【优秀机械毕业设计论文】

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关键词：: 尖顶从动件盘型凸轮机构有限元分析优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。45页。18700字左右。
外文翻译一份。

一、主要内容及基本要求
1、了解凸轮机构技术的发展进展，掌握凸轮机构运动的基本原理。
2、总结动态设计方法研究和静力学分析法和瞬态动力学分析的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，采用有限元方法来进行开展研究。
3、阐述学习理论基础，并简要运用静力学分析，瞬态动力学分析分析构件。
4、建立盘型凸轮机构有限元模型，应用有限元法对凸轮静力学分析，从动杆进行瞬态动力学分析，做出静力云图，分析从动件位移变化，加速度变化等重要参数。瞬态动力学分析确定结构稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的任意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。如果惯性力和阻尼作用不重要可用静力学分析代替。

二、重点研究的问题
1、ANSYS的基本操作与功用
2、ANSYS有限元模型的建立
3、ANSYS单元类型的选取与网络划分

4、ANSYS施加载荷和求解
5、了解ANSYS静态分析与瞬态动力学分析方法

三、进度安排

序号各阶段完成的内容完成时间
1 查阅资料 2014年2月下旬
2 开题报告 2014年3月上旬
3 设计 2014年3月中旬
4 分析、验证 2014年3月下旬
5 写出初稿 2014年4月上、中旬
6 修改，写出第二稿 2014年4月下旬
7 写出正式稿 2014年5月中旬
8 答辩 2014年5月下旬
四、应收集的资料及主要参考文献
[1]孙波.毕业设计宝典.西安：西安电子科技大学出版社2008.
[2]潘存云唐进元机械原理长沙：中南大学出版社，2011.
[3]段进倪栋。ANSYS10.0[M]?北京：兵器工业出版社，2006
[4]欧阳周.汪振华毕业论文和毕业设计说明书写作指南.长沙：中南工业大学出版社，1996.
[5]赵韩丁爵曾梁锦华凸轮机构设计北京：高等教育出版社，1993.
[6] 党沙沙许洋张红松ANSYS12.0多物理耦合场有限元分析从入门到精通北京：机械工业出版社， 2010
[7]李皓月周田朋刘相新 ANSYS工程计算应用教程北京：中国铁道出版社，2003
[8]张乐乐谭南林焦风川 ANSYS辅助分析应用基础教程北京：清华大学出版社北京交通大学出版社，，2006
[9]高耀东刘学杰何建霞 ANSYS机械工程应用精华50例（第3版）北京：电子工业出版社，2011
[10] 高耀东刘学杰周可璋 ANSYS机械工程应用精华30例[M] 北京：电子工业出版社，2010

目录
摘要 1
Abstract 2
第一章绪论 3
1.1 ANSYS对产品优化设计的发展概括 3
1.1.1 ANSYS基本概括 3
1.1.2 ANSYS基本用途及组成部分 4
1.1.3 ANSYS软件优势 4
1.2 ANSYS对产品优化设计的应用方法 5
1.2.1 前处理部分 5
1.2.2 后处理部分 6
第二章本课题研究的发展概况 7
2.1 凸轮机构简介 7
2.1.1 凸轮机构的特点及其日常生活中的应用 7
2.1.2凸轮机构世界发展历史 7
2.2 本课题研究内容 8
2.3 ANSYS软件功用及其对本课题研究的意义 8
2.3.1 ANSYS软件应用范围 8
2.3.2 ANSYS软件特点 9
2.3.3 ANSYS软件主要功用 9
2.3.4 ANSYS软件本课题研究内容 10
第三章盘型凸轮机构的凸轮设计及其有限元静力学分析 11
3.1 凸轮的设计 11
3.1.1 凸轮基本尺寸的确定 11
3.1.2 凸轮轮廓曲线设计的基本原理 11
3.1.3 用作图法设计凸轮轮廓曲线 13
3.2凸轮的有限元分析—静力学分析 14
3.2.1静力学分析概述 14
3.2.2分析问题 14
3.2.3分析步骤 15
第四章瞬态动力学分析—凸轮从动件运动分析 19
4.1 瞬态动力学分析概述 19
4.1.1 瞬态动力学分析定义 19
4.1.2 瞬态动力学基本运动方程 19
4.1.3瞬态动力学分析步骤 20
4.2问题描述及解析解 22
4.3顶尖从动件分析步骤 23
总结与展望 35
参考文献 36
致谢 37
附录1 38
附录2 46

直动尖顶从动件盘型凸轮机构有限元分析
● 摘要：凸轮

● 盘型凸轮机构是常用机构应用范围很广，自三十年代以来，人们就在不断研究它，并且研究工作随着新技术，新方法的产生和应用在不断深化，目前低，中速凸轮机构的研究在各方面已经相当完善，成熟。凸轮机构结构简单紧凑，在前言在各种机械中,特别是自动机和自动控制装置中,广泛采用着各种形式的凸轮机构。
本文进行了直动尖底从动件盘形凸轮机构的有限元仿真分析。以一对凸轮机构为实例，建立它的ANSYS仿真模型，通过凸轮静力学分析得出凸轮受力云图及其变形，凸轮从动件运动学分析，得出了其瞬态时的位移和速度曲线，位移和加速度曲线等，为凸轮的优化设计和改进提供了理论依据和设计原则。
当然在分析过程中也存在结果误差，ANSYS分析值与理论值有差异原因可能是：用ANSYS对凸轮机构进行分析时输入的弹性模量、密度、泊松比等相关参数以及网格划分的疏密程度都对分析结果有一定的影响。

关键词：凸轮；运动学分析；ANSYS

Steeple disc cam follower Finite Element Analysis

Abstract:
Cam mechanism is a common mechanism of application range is very wide ,since thirty time, people have been studying it, and work with new technologies, and the application of the new method in the deepening, the study of low, medium speed cam mechanism in all aspects is already quite perfect, mature. Cam mechanism is simple and compact in structure, in the preface in all kinds of machinery, especially the automaton and automatic control device, is widely used in various forms of cam mechanism.
The finite element analysis of translation follower with sharp end of dish-shaped cam is presented . Taking a certain cam as a example, the analysis model is built in ANSYS and the transient displacement-velocity curve and displacement-acceleration curve and obtained. All this provide the theoretical basic and design principle for the optimization design and improvement of the cam.
Of course, the error exists in the process of analysis, ANSYS analysis and theoretical values of different possible reasons: the input of the cam follower is analyzed with ANSYS elastic modulus, density, Poisson's ratio and other related parameters and the mesh density has some effect on the analysis results.

Keys words: cam; kinetic analysis; ANSYS

内容简介：: 1 基于有限元法，旋耕机传动齿轮应力分析穆罕默德托帕克库萨特西里克丹妮资耶尔马兹易卜拉欣阿辛琪阿克登尼基大学农学院，安塔利亚，土耳其农业机械部 2008年 8月 12日摘要旋耕机的耕作工具，获取自己的运动由拖拉机动力起飞（被设计为混合土。降低土壤交通在很大程度上与此工具混合土。使用旋耕机是提高我国由于其许多优点。旋耕机结构具有一个齿轮箱，改变运动方向由拖拉机动力输出轴 90度，旋转速度传动齿轮和转子轴放置在水平的土壤混合。有刀片在进入转子轴件和混合土。特别是，在刀片和传动齿轮，变形发生由于高无振动，高功率，土壤的部分影响，使用条件设计制造误差和错误。特别是用于建筑和传动部件的应力分布，为理解好的确定失败的原因。在这项研究中，传动的旋耕机而设计制造的一种本地制造商被建模为三维参数化设计软件和结构应力在根据其工作使用有限元软件模拟了在传动齿轮的分布条件。后仿真结果评价，对齿轮应力分布表明，齿轮工作无故障根据齿轮的材料应力屈服。此外，计算的参考齿轮工作安全系数仿真结果。 2 关键词：旋耕机，应力分析，有限元法 3 1. 引言旋耕机耕作机，适用于农田、果园，在农业。旋耕机有削减巨大的能力，混合土和苗床准备直接制备。此外，旋耕机有更多的混合能力是比犁的七倍。旋耕机是连接到拖拉机三点联动系统，它是由拖拉机动力输出轴驱动（运动的方向改变 90 度，从拖拉机动力输出第二齿轮箱的水平轴。转子轴与第二齿轮箱的运动。旋耕机的元素在其他作用力下由于高无振动，高功率，土壤的部分影响，设计制造错误和错误的使用条件，耕作。因此，不需要的应力在它的元素分布。如果元素不能补偿的操纵力，这些元素变得毫无用处，因为打破或大变形破坏。特别是叶片及传动元件必须耐用于操纵力下。应力分布的预测是非常重要的无故障产生的良好工作的设计和产品设计师和制造商。机的厂家，要为自己的机器，可能的错误，防止使用的材料，具有很高的安全系数，或者他们使用高质量的机械元件。虽然这些措施可以安全，产品的重量和成本的上升。帮助开发的技术和设计软件，集成在新的代计算机，设计变得更加方便和可靠的。设计师可以设计在虚拟屏幕上自己的产品和他们可以利用计算机仿真技术，评价产品的工作条件。今天的三维（ 3D）与有限元法的应用中越来越广泛的建模工业。许多三维建模和有限元的应用实例可以在不同的工程学科（谷内，见1993）。在这项研究中，一种旋耕机传动齿轮火车，这是由本地制造商制造，采用维建模后的程序，进行了模拟研究在利用限元软件传动齿轮火车。旋耕机和第二齿轮箱传动轮系及其三维模型在图 1中给出的。此外，图 2 显示了一个架构，是属于旋耕机传动系统（不同等人。， 2005）。如下图所示架构的运动和动力的传递与拖拉机动力输出万向节连接到第一齿轮箱有 2个螺旋锥齿轮的齿数的 10和 23，然后到第二齿轮箱轴。 4 2。材料和方法传动齿轮根据齿轮传动齿轮的原尺寸模型，然后他们聚集。通过图 3可以看到他们的 3中给出的。开始的应力分析，我们认为，在正常工作条件下工作的齿轮。在耕作，与旋耕机的操作，所需的拖拉机动力输出功率为 40分钟，根据拖拉机动力输出功率和传动比的齿轮，时刻齿轮已经占用。表 1。传动齿轮的值传动齿轮的值齿轮 I 齿轮轮块齿数 - 面宽度 - 轴直径力矩 6 6 6 31 43 38 38 38 38 55 82 55 在模拟中，两种分析各齿轮副齿轮产生（工作条件。分析了已生成的三维，静态和线性向同性材料属性中使用的齿轮材料的模拟和性能的了表 2（库塔， 2003）。装配时，值得注意的是，在接触工作齿轮的齿，配对就在彼此接触条件下的单。因为，实验结果表明，对齿轮的表面发生的最大应力和失效对齿轮接触区和齿根单接触条件（库股， 1993）。表 2。齿轮的材料特性材料 45 弹性模量拉伸强度屈服强度 h 泊松比 - 密度 kg/ 211 700 500 7850 6 和齿轮应力分析齿轮和齿轮组装后，施加边界条件。齿轮矩值法旋转轴方向的网格构造齿轮我在图 4中可以看到。阶（二级）的抛物型固体四面体单元具有四个角节点，六中间节点，六边的高质量的网格划分功能（ 2006）。在啮合操作，共 342160个元素和获得 489339 个节点的包含，总共对于啮合的齿轮 1和齿轮说。在求解过程中，应力分布如图 5所示的了，对齿轮和齿轮为一个结果的最大等效应力（，确定对齿轮工作齿的接触面为我和齿轮工作齿定。 7 轮齿轮应力分析在这一部分中，同样的必要程序，应用应力分析齿轮轮成的网格划分和求解程序。齿轮 I。在啮合操作模型，总共有 326600 个元素 468512总节点啮合齿轮 6）。结果图显示对齿轮齿轮。分析结果表明，最大等效应力发生在接触表面加工齿轮据施加的力矩得到的仿真结果表明，我们是如何工作的分布应力传动齿轮齿。根据仿真结果和齿轮材料的屈服应力，工作安全系数占传动齿轮（表 3）。 8 表 3。传动齿轮的工作安全系数传动齿轮屈服应力产量范围 M 冯米塞斯 M 安全系数。 K = 齿轮 I 500 轮 00 轮 00 。结论在这项研究中，对一种旋耕机，由本地制造商制造的传动齿轮的应力分布进行了模拟。为了这个目的，传动齿轮进行了建模和结构应力分析的产生利用维参数化软件根据仿真结果，以下的信息可以说；轮无故障检测。齿轮工作在正常条件下。和齿轮大等效应力在确定齿轮齿的接触面为工作相同的齿轮工作齿结果 3。在应力分析齿轮大等效应力确定对齿轮工作齿接触面为定了 4。根据模拟结果对齿轮的最大应力，工作安全系数占齿轮齿轮齿轮表 3。使用具有安全系数高的材料要容易应用设计者。但这种方式去过多的成本上升，重量和时间。避免这些结果，仿真技术和计算机软件的使用准备好的设计师，是如此有用的工具和应用程序，以获得时间和制造成本。此外，它是可能增加的素质和能力最佳的机械和工具在农业机械化系统的设计。 9 参考文献耶尔马兹，博士，卡纳克基先生， 2005。一种旋耕机齿轮失效。工程失效分析，12（ 3）： 400 404。 2006软件 2006。库股， 1993。机械元件。科贾埃利大学出版社，第二卷，科贾埃利（土耳其）。库塔， 2003。指导制造商。比尔深出版社，伊斯坦布尔（土耳其）。谷内， D.， 1993。有限元原理方法工程师。（翻译），萨卡里亚大学出版社，卡里亚（土耳其）。奥美资， A.， 2001。园林植物的机械化。阿克登尼基大学出版社：塔利亚，（土耳其）。 10 N F A a 2 008 is of it to is to by of is in of a 0 a as to on to on of of be In of a by a as in a on a to of on to of s of by 11 1. is a is in a to a a 2002). is to of a it is by is 0 TO to by s of of in on If to of or to be to to is so to to of or be of in in of by 3D) so in D be on 1993). 12 In of a by a D D a on D . a is to of et 2005). As in TO to 0 3 of to to 2. 3D to of It be D . we in In 3 TO 9.5 kW TO 40 to TO of . of - - 6 6 6 31 43 38 38 38 38 55 82 55 n on in of s (14 2003). it s in at on on s on 1993). . 45 G M M s - kg/ 211 700 500 7850 I I, I of at of be . to by 2006). 342160 89339 I in I. As a on of Pa on I. 15 I n I II on is I. 26600 68512 I II in ). I II . on II to Pa on of I. us to is on of to of s 16 ). . K = 500 I 500 00 7 3. n on of a by D to be 1. in to of s no on on 2. In I,

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