论文题目: 双螺杆磨浆机传动系统的研究与设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 刘小平
导师: 王平
关键词: 双螺杆磨浆机,传动系统,研究,设计
文献来源: 天津科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。造纸机械和装备的水平对造纸工业的发展起着关键作用。双螺杆磨浆机是新一代的磨浆设备,它具有结构简单、磨浆质量好、能耗低、用水量少和减少排污等优良特性,引起广泛的重视。 双螺杆磨浆机是一种啮合型同向旋转挤出设备。传动系统是双螺杆磨浆机的关键部件,要求输出较大的扭矩,并承受较大的轴向力。但由于两螺杆中心距的限制,对传动系统中齿轮、输出轴和轴承等的设计制造都提出很高的要求。 本文对双螺杆磨浆机的传动系统进行了较为深入的研究。首先根据收集到的相关资料综合介绍了国内外双螺杆磨浆机和挤出机传动系统的现状和发展趋势,对目前使用的各种同向双螺杆机传动系统进行结构分析和论证,结合国内外的研究和设计情况,根据设计要求提出双螺杆磨浆机传动系统的总体方案,并进行了传动系统的结构设计方案的可行性分析。然后进行了的传动系统的结构设计,并利用Unigraphics NX 2.0软件对传动箱进行CAD三维参数化实体造型、零部件设计及虚拟装配,再现整个传动箱的真实情况,完成传动箱各零部件装配过程干涉检查。此外,根据设计的要求,建立了以传动系统分配齿轮部分中心距最小为优化目标的传动系统优化设计模型,确定了优化设计的设计变量和约束条件,通过编写的MATLAB程序计算,完成了对优化模型的求解,得到了传动系统分配齿轮部分的最佳传动参数。最后利用有限元分析软件ANSYS 8.0完成传动箱Ⅱ轴零部件静态有限元应力和应变分析,得到Ⅱ轴零件在受载情况下的应力应变图,并对各种支撑情况进行了研究,提出合理的径向轴承布置方案。 本文的研究工作对双螺杆磨浆机传动系统的设计具有重要的指导意义,对同类产品的设计和研究也有一定的借鉴作用。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究课题的学术背景及意义
1.2 双螺杆磨浆机研究现状与分析
1.3 双螺杆磨浆机传动系统的研究概况
1.3.1 结构布局
1.3.2 齿轮传动系统的研究方法概述
1.4 课题来源及本文研究的主要内容
1.5 课题的研究意义与方法
2 双螺杆磨浆机传动系统的方案设计
2.1 传动系统方案分析
2.1.1 传动系统的各种方式分析
2.1.2 三轴式传动传动系统的基本类型
2.1.3 传动箱的结构布局分析
2.1.4 止推轴承的组合设计及布置分析
2.1.5 传动箱的外部联接
2.2 方案确定
2.2.1 传动系统驱动方式的选择
2.2.2 传动箱的结构布局设计
2.2.3 止推轴承的组合设计及布置
2.3 电动机及控制系统的设计
2.4 本章小结
3 双螺杆磨浆机传动箱的结构设计和三维虚拟装配
3.1 设计参数
3.2 各功能元件选取
3.2.1 选取电机
3.2.2 齿轮选取
3.2.3 轴的设计
3.2.4 轴承选取
3.2.5 箱体的设计
3.3 传动系统设计参数及其验证
3.3.1 传动比计算
3.3.2 各轴功率
3.3.3 各轴转矩
3.3.4 各轴转速
3.4 传动箱的结构设计
3.5 传动箱的三维建模和虚拟装配
3.5.1 UG简介
3.5.2 参数化建模
3.5.3 虚拟装配
3.5.4 几何模型的验证
3.5.5 二维工程图
3.6 本章小结
4 双螺杆磨浆机传动系统的齿轮优化设计
4.1 工程优化设计的一般步骤
4.2 优化设计和数学模型
4.2.1 分配齿轮系统齿轮参数的设计变量
4.2.2 目标函数
4.2.3 约束条件
4.3 MATLAB优化程序计算函数介绍
4.4 设计计算与结果分析
4.4.1 已知条件
4.4.2 优化计算
4.4.3 结果分析
4.5 本章小结
5 双螺杆磨浆机II轴的有限元建模与分析
5.1 ANSYS软件概述
5.2 II轴系统整体有限元模型的建立
5.2.1 II轴系统模型基本假设
5.2.2 II轴系统计算方案及其理想化
5.2.3 整体模型的建立
5.2.4 边界条件的创建
5.2.5 模型求解
5.3 计算结果分析处理
5.3.1 有限元分析后处理
5.3.2 主轴计算结果分析
5.3.3 轴承计算结果分析
5.3.4 结论
5.4 本章小结
6 结论
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 MATLAB优化设计程序
攻读学位期间发表的论文
发布时间: 2007-01-10
参考文献
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