S-滾筒與滾筒軸裝配

S-滾筒與滾筒軸裝配,滾筒,裝配 畢業(yè)設計論文 課題名稱 滾筒與滾筒軸裝配 學 院 機械學院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 定稿日期： 年 月 日 引言 自動生產線就是產品生產過程所經過的路線，即從原料進入生產現(xiàn)場開始，經過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產生產線活動所構成的路線。生產線是按對象原則組織起來的，完成產品工藝過程的一種生產組織形式，即按產品專業(yè)化原則，配備生產某種產品（零、部件）所需要的各種設備和各工種的工人，負責完成某種產品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進行不同工藝的加工。。 生產線的種類，按范圍大小分為產品生產線和零部件生產線 ，按節(jié)奏快慢分為流水生產線和非流水生產線，按自動化程度，分為自動化生產線和非自動化生產線。 生產線的主要產品或多數(shù)產品的工藝路線和工序勞動量比例，決定了一條生產線上擁有為完成某幾種產品的加工任務所必需的機器設備，機器設備的排列和工作地的布置等。生產線具有較大的靈活性，能適應多品種生產的需要；在不能采用流水生產的條件下，組織生產線是一種比較先進的生產組織形式；在產品品種規(guī)格較為復雜，零部件數(shù)目較多，每種產品產量不多，機器設備不足的企業(yè)里，采用生產線能取得良好的經濟效益。 Abstract Through the production line is the product of the production process route, from raw materials into the production site began, after processing, transportation, assembly, testing and other components of a series of activities of the line production line. Is the production line according to the principle of objects organized, complete a kind of organizational form of production of product process, namely the by product specialization principle, with the production of a product (zero, parts) need of various equipment and various types of workers, responsible for the completion of a certain product (zero, parts) all the manufacturing work, processing different process for the same labor object.. Types of production lines, according to the size range is divided into production line and parts production line, according to the rhythm is divided into flow line production and non production line, according to the degree of automation, divided into automated production lines and non automatic production line. 目錄 一,滾筒與軸自動裝配設計的意義 二,滾筒與軸自動裝配設計的概況 三，滾筒與軸自動裝配設計的種類介紹 3.1按功能分 3.2按驅動系統(tǒng) 四，滾筒與軸自動裝配設計的設計要點介紹 4.1電控系統(tǒng)設計 4.2液控系統(tǒng)設計 五， 滾筒與軸自動裝配設計的設計計算 5.1傳動方式選擇分析 5.2軸承的選用和計算 5.3 電機的選擇計算 5.4傳動部件的設計計算 5.5軸的設計計算 5.6微調機構設計 六，零部件有限元分析 七，總結 八，參考文獻 一,滾筒與軸自動裝配設計的意義 生產線就是產品生產過程所經過的路線，即從原料進入生產現(xiàn)場開始，經過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產生產線活動所構成的路線。生產線是按對象原則組織起來的，完成產品工藝過程的一種生產組織形式，即按產品專業(yè)化原則，配備生產某種產品（零、部件）所需要的各種設備和各工種的工人，負責完成某種產品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進行不同工藝的加工。生產線的種類，按范圍大小分為產品生產線和零部件生產線，按節(jié)奏快慢分為流水生產線和非流水生產線，按自動化程度，分為自動化生產線和非自動化生產線。生產線的主要產品或多數(shù)產品的工藝路線和工序勞動量比例，決定了一條生產線上擁有為完成某幾種產品的加工任務所必需的機器設備，機器設備的排列和工作地的布置等。生產線具有較大的靈活性，能適應多品種生產的需要；在不能采用流水生產的條件下，組織生產線是一種比較先進的生產組織形式；在產品品種規(guī)格較為復雜，零部件數(shù)目較多，每種產品產量不多，機器設備不足的企業(yè)里，采用生產線能取得良好的經濟效益。轉位裝置主要由執(zhí)行機構、驅動機構和控制系統(tǒng)三大部分組成。根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使裝置完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為轉位裝置的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設計的關 鍵參數(shù)。自由 度越多，轉位裝置的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用轉位裝置有2～3個自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對轉位裝置每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機或dsp等微控制芯片構成，通過對其編程實現(xiàn)所要功能。 二,滾筒與軸自動裝配設計的概況 本機構是一種具有簡單動作功能的機械手。隨著網(wǎng)絡技巧的發(fā)展，機械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。工業(yè)機器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產設備。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。 自動換刀裝置是數(shù)控加工中心在工件的一次裝夾中實現(xiàn)多道工序加工不可缺少的裝置, 主要由刀庫、機械手和驅動裝置幾部分組成。機械手和驅動裝置是兩個關鍵部分, 根據(jù)驅動裝置的不同, 自動換刀裝置可分為凸輪式、液壓式、齒輪式、連桿式及各種機構復合式, 其中以凸輪式用得較多。發(fā)達國家數(shù)控加工中心的立式自動換刀機械手主要采用凸輪式, 我國加工中心技術起步較晚, 對自動換刀機械手研究較少。進入20 世紀90 年代后, 北京機床研究所、大連組合機床研究所、濟南第一機床廠、青海機床廠以及陜西省的秦川機床廠都對立式自動換刀機械手進行了研究和開發(fā)。迄今為止, 我國制造的加工中心配置的自動換刀機械手大多數(shù)是進口的。其主要原因: 一是國內生產的換刀機械手質量較差, 成本也不低; 二是進口換刀機械手價格雖然較高, 但在整個加工中心中所占份額不大。作為加工中心的配套技術, 自動換刀機械手的研究和開發(fā)將直接影響到我國自動化生產水平的提高, 從經濟上、技術上考慮都是十分必要的。 三，滾筒與軸自動裝配設計的種類介紹 3.1按功能分 工業(yè)制造領域：主要讓機器人在機械制造業(yè)中代替人完成大批量、高質量要求的工作，如汽車制造、艦船制造及某些家電產品（電視機、電冰箱、洗衣機）的制造等。化工等行業(yè)自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝等工作，也有部分是由機器人完成的。 軍事領域：主要讓機器人執(zhí)行一些自動的偵察與控制任務，尤其是一些相對較為危險的任務，比如，無人偵察機、拆除炸彈的機器人及掃雷機器人等。機器人還可以代替士兵去完成那些不太復雜的工程及后勤任務，從而使戰(zhàn)士從繁重的工作中解脫出來，去從事更加重要的工作。 娛樂領域：機器人在娛樂領域的應用十分廣泛，比如，機器人足球大賽、機器人彈鋼琴和機器人寵物等。 3.2按驅動系統(tǒng) 按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手 機械手所用的驅動機構主要有4種：液壓驅動、氣壓驅動、電氣驅動和機械驅動。其中以液壓驅動、氣壓驅動用得最多。 1、液壓驅動式 液壓驅動式機械手通常由液動機（各種油缸、油馬達）、伺服閥、油泵、油箱等組成驅動系統(tǒng)，由驅動機械手執(zhí)行機構進行工作。通常它的具有很大的抓舉能力（高達幾百千克以上），其特點是結構緊湊、動作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動、防爆性好，但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能，否則漏油將污染環(huán)境。 2、氣壓驅動式 其驅動系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成，其特點是氣源方便、動作迅速、結構簡單、造價較低、維修方便。但難以進行速度控制，氣壓不可太高，故抓舉能力較低。 3、電氣驅動式電力驅動是機械手使用得最多的一種驅動方式。其特點是電源方便，響應快，驅動力較大（關節(jié)型的持重已達400kg），信號檢測、傳動、處理方便，并可采用多種靈活的控制方案。驅動電機一般采用步進電機，直流伺服電機（AC）為主要的驅動方式。由于電機速度高，通常須采用減速機構（如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機構等）。有些機械手已開始采用無減速機構的大轉矩、低轉速電機進行直接驅動（DD）這既可使機構簡化，又可提高控制精度。 4、機械驅動式 機械驅動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機構來實現(xiàn)規(guī)定的動作。其特點是動作確實可靠，工作速度高，成本低，但不易于調整。其他還有采用混合驅動，即液-氣或電-液混合驅動。 四，滾筒與軸自動裝配設計的設計要點介紹 本設計為機加工中棒料傳送裝置，機構將棒料夾緊，傳送至加工區(qū)域。夾緊過程如下。 圖中1機身1，2為機身2，3為底座，4為液壓缸，5為三聯(lián)件，6為電機，7為波動葉片。 滾筒軸被爭氣擺放在支架1上，軸擺放在支架2上，調節(jié)軸和軸承的中心位置，液壓缸將其推入，進行裝配。 撥動葉片有自動上料的功能，將滾筒進行上料。支架2下面有定位軸，可以進行微調，可以滿足不同尺寸的滾筒與滾筒軸的裝配。 本設計中要求，轉位裝置具有兩個方向的旋轉功能，并且對旋轉行程有要求。在結構中主要考慮如下因素： 如圖所示，1為旋轉支架，2為旋轉軸，3為電動控制部分，4為傳感器 旋轉軸與電機連接，電機轉動帶動旋轉支架旋轉，旋轉支架頭部有環(huán)形槽，槽呈90度狀態(tài)，在槽的兩端裝有傳感器，如圖4. 該傳感器為接觸開關式傳感器，當旋轉支架頭部碰到傳感器時，傳感器處于觸發(fā)狀態(tài)，將電信號傳送給主，電路板，電路板控制旋轉電機停止工作，從而控制旋轉軸停止轉動，旋轉支架停止轉動。 2，翻轉的方案設計 翻轉方案采用旋轉方式，使機構中旋轉軸旋轉90度，實現(xiàn)翻轉的功能。方案可以參考水平方向的旋轉方式。 電機帶動齒輪旋轉，齒輪帶動旋轉軸旋轉，旋轉軸與支架之間有環(huán)形連接，支架上90度圓環(huán)的端部有定位裝置，采用兩個接觸開關，當旋轉軸上的軸端部分，碰觸到接觸開關，接觸開關將電信號傳送給電路板，電路板控制電機，停止工作，從而齒輪停止轉動，旋轉周停止轉動，避免發(fā)生碰撞。 3，伸縮機構 本機構中，需要機構有向前后伸縮的功能，結構中采用液壓鋼完成此功能，如下圖所示 1為軸銷，2為液壓缸，3為旋轉軸，4保護結構 液壓缸被固定在旋轉支架上，通氣工作以后，液壓缸可以，像前后伸縮途中234部分整體向前移動，也可以整體向后收縮，這樣就完成了，伸縮的功能 4，限位裝置的設計 如圖所示的限位裝置是采用接觸式開開關，接觸開關。 1、電感式接近開關工作原理 電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器產生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。 2 、電容式接近開關的工作原理 電容式接近開關的感應面由兩個同軸金屬電極構成，很象“打開的”電容器電極，該兩個電極構成一個電容，串接在RC振蕩回路內。 電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當一目標朝著電容器的電靠近時，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級電路的處理，將振和振蕩兩種信號轉換成開關信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動作距離越大。 3，零部件工作強度的校核 .軸I的強度校合 （1）求作用在齒輪上的力 （2）求軸承上的支反力 垂直面內：N N 水平面內： （1） 畫受力簡圖與彎矩圖 根據(jù)第四強度理論且忽略鍵槽影響 （，） 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F N N 彎矩M 彎矩M 總彎矩 扭矩T T=138633N.mm 所以軸的強度足夠 2.校合軸II的強度 （1）求作用在齒輪上的力 3381.30N 1230.69N （2）求軸承上的支反力 水平面內： 求得162N 求得-2670N 垂直面內： 求得=5646N 求得=7700N 畫受力簡圖與彎矩圖 (4)按彎扭合成應力校核軸的強度 在兩個軸承處彎矩有最大值，所以校核這兩處的強度 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F =5646N =7700N 162N-2670N 彎矩M1 彎矩M2 總彎矩M1 總彎矩M2 扭矩T T=588023N.mm 精確校核軸的疲勞強度 1）判斷：危險面為A面與B面 2）對截面III 截面III左側 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面A左側的彎矩M為 截面A左側的扭矩T為 截面A上的彎曲應力 截面A上的扭轉切應力 軸的材料為40Cr，調質處理。 查表15-1得,, 由 , ， 查得ασ=2.04，ατ=1.60 查得材料的敏性系數(shù)為 qσ=0.82, ατ=0.85 應力集中系數(shù)為 kσ=1+qσασ-1=1.853 kτ=1+qτατ-1=1.510 查得表面質量系數(shù) βσ=βτ=0.92 查得尺寸系數(shù)為 εσ=0.73；查得扭轉尺寸系數(shù)為 ετ=0.80 計算得綜合系數(shù)為 Kσ=kσεσ+1βσ-1=2.625 Kτ=kτετ+1βτ-1=1.974 取40Cr的特征系數(shù)為 φσ=0.1~0.2，取φσ=0.1 φτ=0.05~0.1，取φτ=0.05 計算安全系數(shù) Sσ=σ-1Kσσa+φσσm=10.43 Sτ=τ-1Kττa+φττm=8.358 Sca=SσSτSσ2+Sτ2=10.43×8.35810.432+8.3582=6.42?S=1.5 故可知截面III左側安全 截面A右側 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面A左側的彎矩M為 截面A左側的扭矩T為 截面上的彎曲應力 截面上的扭轉切應力 軸的材料為45鋼，調質處理。 查得σB=640MPa, σ-1=275MPa, τ-1=155MPa 過盈配合處的kσεσ, 查得kσεσ=3.48，并取kτετ=0.8kσεσ=2.78 查得表面質量系數(shù) βσ=βτ=0.92 查得尺寸系數(shù)為 εσ=0.73；查得扭轉尺寸系數(shù)為 ετ=0.80 計算得綜合系數(shù)為 Kσ=kσεσ+1βσ-1=3.567 Kτ=kτετ+1βτ-1=2.867 取40Cr的特征系數(shù)為 φσ=0.1~0.2，取φσ=0.1 φτ=0.05~0.1，取φτ=0.05 計算安全系數(shù) Sσ=σ-1Kσσa+φσσm=6.484 Sτ=τ-1Kττa+φττm=8.923 Sca=SσSτSσ2+Sτ2=6.12×5.366.122+5.362=5.25?S=1.5 故可知截面A左側安全 綜上，截面A兩側均安全 綜合以上分析，軸強度合格 軸III的強度校合 （1）求作用在齒輪上的力 由前面計算可知作用在齒輪四上的力的大小等于作用在齒輪三上的力，即： (2)求軸承上的支反力 垂直面內： 求得=1542N =926N 水平面內： 求得 畫受力簡圖與彎矩圖 五， 滾筒與軸自動裝配設計的設計計算 5.1傳動方式選擇分析 用的旋轉機構有如下幾種：螺旋式旋轉機構 凸輪式旋轉機構 曲柄式旋轉機構 鉸鏈式旋轉機構 連桿式旋轉機構 5.2軸承的選擇 滾動軸承一般是由內圈、外圈、滾動體和保持架組成(圖18-1)。通常內圈隨軸頸轉動，外圈裝在機座或零件的軸承孔內固定不動。內外圈都制有滾道，當內外圈相對旋轉時，滾動體將沿滾道滾動。保持架的作用是把滾動體沿滾道均勻地隔開， 滾動軸承的額定動載荷是在一定條件下確定的。對向心軸承是指承受純徑向載荷；對推力軸承是指承受軸向載荷。如果作用在軸承上的實際載荷與上述條件不一樣，必須將實際載荷換算為和上述條件相同的載荷后，才能和額定動載荷進行比較。換算后的載荷是一種假定的載荷，稱為當量動載荷。徑向和軸向載荷分別用R和A表示。 對于向心軸承，徑向當量動載荷P與實際載荷R、A的關系式為 P=XR+YA （18-5） 式中，X為徑向系數(shù)、Y為軸向系數(shù)，可分別按A/R>e或A/Re兩種情況，由表18-11查出。參數(shù)e反映了軸向載荷對軸承承載能力的影響，其值與軸承類型和A/C0有關，C0是軸承的徑向額定靜載荷。 徑向軸承只承受徑向載荷時，其當量動載荷為 P=R （18-6） 推力軸承只能承受軸向載荷，因此其當量動載荷為 P=A （18-7） 一、滾動軸承的組合設計 為保證軸承在機器中能正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外，還應正確進行軸承的組合設計，處理好軸承與其周圍零件之間的關系。也就是要解決軸承的軸向位置固定、軸承與其他零件的配合、間隙調整、裝拆和潤滑密封等一系列問題。 1．軸承的固定 （1）雙支點單向固定 如圖18-7所示，使軸的兩個支點中每一個支點都能限制軸的單向移動，兩個支點合起來就限制了軸的雙向移動。它適用于工作溫度變化不大的短軸，考慮到軸因受熱而伸長，在軸承蓋與外圈端面之間應留出熱補償間隙（圖18-7 b）。 (a) (b) 圖18-7 雙支點單向固定（一） （2）單支點雙向固定 這種變化適用于溫度變化較大的長軸，如圖18-8所示，在兩個支點中使一個支點能限制軸的雙向移動，另一個支點則可作軸向移動?？勺鬏S向移動的支承稱為游動支承，它不承受軸向載荷。圖 a右軸承外圈未完全固定，可以有一定的游動量；圖b采用的圓柱滾子軸承，其滾子和軸承的外圈之間可以發(fā)生軸向游動。 (a) (b) 圖18-8單支點雙向固定（一） 2．軸承組合的調整 （1）軸承的調整 軸承的調整包括軸承間隙調整和軸承位置調整。軸承間隙的調整是通過調整墊片厚度、調整螺釘和調整套筒等方法完成的。軸承組合位置調整是使軸上的零件（如齒輪、帶輪等）具有準確的工作位置。 圖18-9通過調整軸承端蓋與機座間墊片厚度實現(xiàn)軸承間隙的調整。 圖18-9調整墊片 圖18-10調整螺釘 圖18-10為調整螺釘方法。利用調整螺釘對軸承外圈的壓蓋進行調整以實現(xiàn)軸承的間隙調整。調整完畢之后，用螺母鎖緊防松。 圖18-11是調整套筒。整個圓錐齒輪軸系安裝在調整套筒中，然后再安裝在機座上。通過墊片1調整套筒與機座的相對位置，實現(xiàn)對錐齒輪軸軸向位置的調整。通過墊片2調整軸承的間隙。 5.3 電機的選擇計算 伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。?伺服電動機又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降，??隨著集成電路、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發(fā)展，永磁交流伺服驅動技術有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器系列產品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后，世界各國已經商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅動。交流伺服驅動裝置在傳動領域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有：??????⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(yǎng)要求低。??????⑵定子繞組散熱比較方便。??????⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。??????⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài)。??????⑸同功率下有較小的體積和重量。?? 整個伺服裝置市場都轉向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器（DSP）的應用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進行，分別稱為摪朧只瘮或摶旌鮮綌、撊只瘮?shù)挠来沤涣魉欧到y(tǒng)。 P=9550n/t 負載程度 空載 負載 負載 負載 滿載 功率因數(shù) 0.2 0.5 0.77 0.85 0.89 效率 0 0.78 0.85 0.88 0.875 由上表中可以看出，電動機的效率和功率因素是隨著負載的降低而降低的。也就是說，電動機在額定負載或接近額定負載的條件下工作，有較高的效率和功率因素，其運行時經濟的。相反，一個額定功率極大的電動機，僅僅帶動一個負載很小的機械工作，這種“大馬拉小車”的情況是很不經濟、不合理的。 對連續(xù)運行的恒定負載，電動機的實際功率可用下列公式計算： 上述計算公式的各項參數(shù)分別所指： P1：生產機械的功率，可以在生產機械的銘牌上查取，或者根據(jù)銘牌上的參數(shù)計算出來； η1：生產機械本身的效率； η2：電動機和生產機械之間傳動效率。 在選擇電動機時，其銘牌上的額定功率值Pe應等于或稍微大于計算所得的實際所需功率Pe。 5.6微調機構設計 通過螺母微調，使得機構可以適合多種尺寸的滾筒與滾筒軸的配合。 六，零部件有限元分析 支架再本系統(tǒng)中有著很重要的作用。支撐著很多的管路部件，要給這些部件提供稱重，和穩(wěn)定性。 穩(wěn)定性是本系統(tǒng)的一個重要影響因素。管路的穩(wěn)定性，能夠防止泄露，防止元器件在工作過程中發(fā)生震動而松弛。 所有本系統(tǒng)中支架的設計至關重要。 6.1支架的結構設計 如下圖所示為支架的設計結果 其主要功能為支撐管路部件，防止工作過程中產生震動，固定管路部件，使其在工作過程中穩(wěn)定。 支架采用不銹鋼板，厚度為10mm 6.2支架力學分析 6.2.1有限元介紹 本設計使用有限元方法對支架進行力學分析 在數(shù)學中，有限元法（FEM，F(xiàn)inite Element Method）是一種為求解偏微分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術。求解時對整個問題區(qū)域進行分解，每個子區(qū)域都成為簡單的部分，這種簡單部分就稱作有限元。它通過變分方法，使得誤差函數(shù)達到最小值并產生穩(wěn)定解。類比于連接多段微小直線逼近圓的思想，有限元法包含了一切可能的方法，這些方法將許多被稱為有限元的小區(qū)域上的簡單方程聯(lián)系起來，并用其去估計更大區(qū)域上的復雜方程。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的）近似解，然后推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。 有限單元法是隨著電子計算機的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法。它是50年代首先在連續(xù)體力學領域--飛機結構靜、動態(tài)特性分析中應用的一種有效的數(shù)值分析。 方法，隨后很快廣泛的應用于求解熱傳導、電磁場、流體力學等連續(xù)性問題。有限元法分析計算的思路和做法可歸納如下：物體離散化將某個工程結構離散為由各種單元組成的計算模型，這一步稱作單元剖分。離散后單元與單元之間利用單元的節(jié)點相互連接起來；單元節(jié)點的設置、性質、數(shù)目等應視問題的性質，描述變形形態(tài)的需要和計算精度而定（一般情況單元劃分越細則描述變形情況越精確，即越接近實際變形，但計算量越大）。所以有限元中分析的結構已不是原有的物體或結構物，而是同新材料的由眾多單元以一定方式連接成的離散物體。這樣，用有限元分析計算所獲得的結果只是近似的。如果劃分單元數(shù)目非常多而又合理，則所獲得的結果就與實際情況相符合。 1.4.3.2支架受力分析 本設計使用solidworks的simulation模塊進行理學分析 首先選擇靜力分析 進入分析模塊，需要對模型賦予材料。如下圖所示， 選擇不銹鋼材料，點擊應用，賦予材料。材料的泊松比為0.28。 許用應力為2.1e11 接下來需要對模型施加載荷，包括，約束和載荷。 先選取，支架下面兩個螺絲空，固定，這樣就成功將模型進行了約束，模擬現(xiàn)實中，底部固定的結構。 接下來需要對模型施加載荷，載荷分為壓力，力等 支架在工作過程中主要收到如下力， 1 支撐壓力表等部件 2 油筆部分 所有對支架進行如下載荷施加 選取圓面向下施加載荷10N，在油筆處向下施加力載荷，如下圖所示 載荷施加完畢，進入解析模塊，首先需要對模型進行王哥劃分。如下圖，點擊網(wǎng)格，右擊進入設置界面，點擊生成網(wǎng)格?？梢栽O置網(wǎng)格質量。質量越高所劃分的網(wǎng)格越細膩，但是更加耗費電腦配置。所有，在設置過程中，需要根據(jù)實際進行設計。 網(wǎng)格劃分效果如上圖所示。 最后進入運算模式。點擊solve，軟件進入解析狀態(tài)。最后得出應力，應變和位移三個結果。我們可以根據(jù)彩虹圖進行評定。圖中分別列出了支架在受力以后的最大應力部位，最大位移部位。經過評定，位移值和應力值沒有超過許用范圍，支架能夠保證正常工作。 七，總結 本論文在導師的悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴于律己、寬以待人的崇高風范，樸實無法、平易近人的人格魅力對本人影響深遠。不僅使本人樹立了遠大的學習目標、掌握了基本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。本次論文從選題到完成，每一步都是在導師的悉心指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！在寫論文的過程中，遇到了很多的問題，在老師的耐心指導下，問題都得以解決。所以在此，再次對老師道一聲：老師，謝謝您！時光匆匆如流水，轉眼便是大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨漸進，畢業(yè)論文的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！在此我向學校本專業(yè)的所有老師表示衷心的感謝，謝謝你們這幾年的辛勤栽培，謝謝你們在教學的同時更多的是傳授我們做人的道理，謝謝這些年里面你們孜孜不倦的教誨！ 八，參考文獻 [1]馬明勛,王昆侖. 數(shù)控沖床微聯(lián)接加工工藝在鈑金制造中的應用[J]機械工程師, 2001,(12):47-48 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