高速重载双曲轴横置式压力机关键技术研究

发布时间：2017-07-25 15:35

  本文关键词：高速重载双曲轴横置式压力机关键技术研究

  更多相关文章： 双曲轴横置式压力机 主传动机构 结构设计 虚拟样机 运动副间隙 下死点精度

【摘要】：随着高速、重载、大台面的压力机的需求量稳步增大,需要锻压装备向高水平发展。为了突破国内同类型产品主传动机构采用双曲轴平行布局的传统设计方式,本文以创新设计的双曲轴横置式压力机主传动机构为研究对象,重点考虑压力机的抗偏载能力和精度要求,做了以下研究。首先,根据所设计压力机需达到的技术参数,确定主传动机构设计布局方案,分配传动系统速比。分析主传动机构的运动规律及受力情况,完成关键构件的初步尺寸设计并进行理论强度校核,根据连杆间距最大化设计目标,确定四种不同连杆间距的主传动机构结构尺寸方案。其次,运用ansys对不同连杆间距的主传动机构进行结构力学分析,包括压力机主传动结构整体静力分析,曲轴的应力、应变分析及传动轴在满载扭矩下的径向位移分析和主传动机构模态分析,以此校核理论设计内容并确定最优的主传动机构各构件尺寸。再次,建立压力机主传动机构动力学刚体模型,利用曲线拟合模拟压力机的冲裁力函数,在adams中对主传动机构进行虚拟样机仿真分析,研究实际工况下各构件及整机的动力学特性,并以参数化设计方式对受力关键构件连杆进行了尺寸优化设计。最后,在Adams中建立含运动副间隙的主传动机构刚柔耦合模型,借助L-N接触碰撞理论,设置运动副间接触碰撞力,以关键运动副间隙值为优化目标,进行单因素仿真分析,采集仿真结果下死点数据,通过分析数据的极值差及标准差来衡量不同运动副间隙对压力机下死点精度的影响,确定出合适的运动副间隙值。
【关键词】：双曲轴横置式压力机 主传动机构 结构设计 虚拟样机 运动副间隙 下死点精度
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题的研究背景及意义8
• 1.2 国内外双曲轴压力机的发展现状与趋势8-10
• 1.2.1 国内外双曲轴压力机的发展现状8-10
• 1.2.2 双曲轴压力机的发展趋势10
• 1.3 结构力学研究在压力机主传动机构设计中的应用10-11
• 1.4 动力学仿真分析在压力机主传动机构设计中的应用11-12
• 1.5 论文的研究内容12
• 1.6 论文的组织结构12-14
• 2 压力机主传动机构关键构件的设计计算14-30
• 2.1 传动系统设计15-16
• 2.1.1 传动系统布置及速比分配15-16
• 2.1.2 传动齿轮及传动轴设计16
• 2.2 主传动机构运动规律及受力分析16-20
• 2.2.1 曲柄滑块机构的运动规律16-17
• 2.2.2 关键构件的受力分析17-20
• 2.3 曲轴设计计算20-23
• 2.3.1 曲轴尺寸设计20-21
• 2.3.2 曲轴强度校核计算21-23
• 2.4 连杆设计计算23-25
• 2.4.1 连杆的尺寸设计24
• 2.4.2 连杆的强度校核计算24-25
• 2.5 滑块设计计算25-29
• 2.5.1 滑块强度与刚度设计计算26-29
• 2.5.2 连杆间距尺寸的设计29
• 2.6 本章小结29-30
• 3 压力机主传动机构结构力学分析30-42
• 3.1 压力机主传动机构结构尺寸分析30-31
• 3.2 关键构件有限元分析前处理31-34
• 3.2.1 关键构件有限元建模31-32
• 3.2.2 关键构件载荷及约束的施加32-34
• 3.3 主传动机构结构静力学分析34-36
• 3.4 曲轴静力学分析36-38
• 3.5 传动轴瞬态动力学分析38-39
• 3.6 主传动机构尺寸确定与模态分析39-41
• 3.6.1 压力机主传动机构尺寸设计方案确定39
• 3.6.2 压力机主传动机构模态分析39-41
• 3.7 本章小结41-42
• 4 压力机主传动机构虚拟样机分析42-53
• 4.1 压力机主传动机构动力学模型42-47
• 4.1.1 主传动机构刚体模型43-44
• 4.1.2 施加约束和驱动44-45
• 4.1.3 施加载荷45-47
• 4.2 主传动机构仿真结果分析47-50
• 4.2.1 滑块运动参数47-48
• 4.2.2 关键运动副构件间力分布情况48-50
• 4.3 连杆尺寸优化50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 压力机主传动机构运动副间隙分析53-66
• 5.1 压力机主传动结构运动副间隙模型确定53-55
• 5.1.1 运动副间隙模型选择53-54
• 5.1.2 含间隙运动副建模54-55
• 5.2 间隙运动副间接触碰撞力的确定55-58
• 5.3 压力机主传动结构间隙刚柔耦合模型58-59
• 5.4 运动副间隙对下死点精度影响分析59-65
• 5.4.1 曲轴与轴承转动副间隙分析60-61
• 5.4.2 滑块与连杆球铰副间隙分析61-63
• 5.4.3 曲轴与连杆间转动副间隙分析63-65
• 5.5 总结65-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 附录73

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