【某核桃破壳机轴和破壳轮的设计分析案例2500字】

某核桃破壳机轴和破壳轮的设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u18041某核桃破壳机轴和破壳轮的设计分析案例 1274281.1轴和破壳轮间的配合结构 1222871.2对轴的有限元分析 169761.3对破壳轮的设计分析 4137621.4校核轴与轮的连接螺栓 7297361.5选定减速机 814441.6减震装置 9183871.7小结 101.1轴和破壳轮间的配合结构轴以及破壳轮二者配合的结构，参见下方示意图4-1：:1——轴2——轴用的弹性挡圈3——平键4——紧固件5——轮图4-1配合结构轴1经由其本身的圆法兰而同轮5做配合。在法兰上设一通孔4-09，在轮上有一螺栓孔，即4-M8。经由螺栓的连接而让轮和轴构成整体。1.2对轴的有限元分析进入静力学分析模块，导入轴的三维模型。图4-2轴的三维模型定义材料属性，将轴设置为45#钢。材料的密度为7800kg/m3，弹性模量为2.1e11pa,泊松比为0.3。网格划分：点击mesh进入size,定义带轮网格尺寸为3mm,开始划分网格。图4-3轴的网格示意图定义边界条件：在轴承轴径处施加全约束，在带轮轴径和破壳轮处施加下面的力。在水平面方向之上知,故而=0,（1.1）在垂直面方向之上,是以,轴应力结果：图4-3轴的应力云图通过应力云图可以看出轴应力最大在轴承轴径过渡的地方，最大应力为252Mpa，小于材料45#钢的屈服极限360Mpa，因此满足强度设计要求。轴变形结果：图4-4轴的变形云图通过变形云图可以看出在该工况下该轴的最大变形量为1.0mm，变形量非常小，因此满足刚度设计要求。综上可知，该轴在各个方面，如强度以及硬度等皆与要求相符。1.3对破壳轮的设计分析对零件本身的加工成本以及其加工难度加以考量后，此设计选定了不锈钢以做该机械的轮用材质。不锈钢自己的特性中，具有独特的耐腐蚀性，这也让设备的整体获得了更高的质量。假若以普通的钢材原料来制成，则因长时间处在空气中，故轮子表面上将生成氧化的现象，进而让铁锈在核桃果肉之中混入，对产品的总体质量不利。于轮子上方其柱面上展开5个大小不等的弧槽的加工布置，按次是Ø40、Ø35、Ø30、Ø25、Ø20，继而确保了大小各异、良莠不一的核桃原料可在各大槽中各得其所，为自动化的最大化提供了便利的条件。在弧槽上（5个）各做滚花处置（）以保障核桃壳依既定的路线持续前进，规避了物料的反转状况的出现。倘若要让轴身具更高的强度以及刚度，则可针对轴坯来行调质以及淬火的处理。此设计因选定的是保守计算，是以，不对热处理予以考虑。破壳轮的形式请参见文中的图4-5。使用ansys进行有限元分析，进入静力学分析模块，导入破壳轮模型。图4-5破壳轮的外形图定义材料属性，将破壳轮设置为304不锈钢。材料的弹性密度为7930kg/m3，弹性模量为1.9e11pa，泊松比为0.3。网格划分：点击mesh进入size,定义带轮网格尺寸为5mm,划分网格。图4-6破壳轮网格示意图定义边界条件：轴孔处施加全约束，破壳轮破壳处施加下面的力矩。直径的初选数值定为100mm，最大扭矩以下方的式可求算而出：（1.2）在此式之中，D所指代的为破壳轮之直径（mm）。那么其最大扭矩给定为：破壳轮应力结果：图4-7破壳轮应力云图通过应力云图可以看出破壳轮最大应力为69Mpa，远小于材料304不锈钢的屈服极限360Mpa，因此满足强度设计要求。破壳轮变形结果：图4-8破壳轮变形云图通过变形云图可以看出在该工况下破壳轮的最大变形量为0.035mm，变形量非常小，因此满足刚度设计要求。综上可知，该破壳轮在各个方面，如强度以及硬度等皆与要求相符。1.4校核轴与轮的连接螺栓各个螺栓受力之式为（1.3）在此式之中，T即指代轴传递之下的转矩；r指代了各个螺栓其中心线同转轴的中心线彼此间之距离；是以，；单一的螺栓其对应预紧力为（1.4）在此式之中，指代了可靠性系数，选定；m指代了接合面的数目，；F指代了接合面的摩擦系数，选定那么，；在此式之中即为螺纹小径，故而，加之，指代了材料的屈服极限，;S指代了紧螺栓联接的相应的安全系数，选定；是以；；基于此知，该处固定所用之螺栓同强度要求是相符的。1.5选定减速机电机的额定转速按其机械生产要求来具体选定，通常而言，电机本身的转速不会低于，因功率若一定，则此刻电机本身的转速比较低，其尺寸若是越大则其价格将会越发昂贵，效率会相当低。假若电动机其转速比较高，那么其极对数比较少，尺寸以及重量均小，则价格低。此设计中的破壳机具体选定了0.75Kw总功率的电机。（1）求算传动装置其传动比：现已掌握电机的转速，即，那么，电动机同皮带轮二者间其总体传动比：此次选定了摆线针轮式减速机来使用，为了能够针对破壳机达成更优的职能控制，是以，选定了该类减速机。此减速机所具特点如：结构的紧凑性较强，而且回程间隙比较小，同时其精读比较高；具较长的使用寿命；额定输出功率能够做得相当之大。是以将减速机的型号明确定为。图4-8减速机的外形图1.6减震装置因减速机的常态运行必然也难以逃脱震动的现象，是以，为了预防因为震动而引致的皮带打滑以及紧固件有所松弛之类的状况，此次的设计选定了橡胶减震垫这一减震方式。图4-8橡胶减震垫外形图橡胶减震垫通常选用天然橡胶以及氯丁橡胶；耐油需求下则选定为丁腈橡胶；耐高低温需求下选定为硅橡胶；高阻尼需求下选定为丁基橡胶。此类制品所用之制造工艺，除了橡胶空气弹簧近似轮胎之外，大多近似于模型制品。往往会被制为支承件（亦或连接件），普遍投入到各类车辆以及仪器仪表、建筑、桥梁、机械之中加以应用，以将震动引发的不良后果消除、减缓等。该形式便捷性高，所占空间比较小，具备出色的减震效果。依据网上的样本即可知晓，大连机床附件厂所产出的橡胶减震垫，型号，同此设计的要求相符。1.7小结本章通过ansys软件对破壳轮以及与破壳轮配合的轴进行了有限元分析，使用solidworks软件绘制了轴和破壳轮，减速机以及减震垫的三维模型图。通过设计计算校核了轴与轮的连接螺栓，根据破壳机的各项性能要求进行计算选定了减速机的型号为X42-121-0.75KW，并且为了预防整体机械因震动而发生皮带打滑或者其他零件间的配合出现松弛，经过综合考虑，选定了减震垫的材质为橡胶，型号为。通过分析轴的应力云图和变形云图可以看出，轴的最大应力分布在轴承轴径过渡的地方，所以平时在使用破壳机时应注意观察此处是否出现异常，避免发生意外，造成不必要的损失。轴最大变形主