JHX-5新型调度及回柱两用绞车的仿真设计与有限元分析

论文摘要

JHX-5新型调度及回柱两用绞车是一种新型绞车,具有独立知识产权。JHX-5型调度及回柱两用绞车具有效率高、体积小、能耗小、结构紧凑、运行平稳、润滑性能较好、密封效果理想等特点。但此绞车的设计目前仍处于传统的经验设计阶段,为进一步改善JHX-5新型调度及回柱两用绞车的设计结构,保证其运转性能,本文突破传统的二维设计方法,探索JHX-5新型调度及回柱两用绞车的三维设计全过程。首先,在理论上推导出JHX-5新型调度及回柱两用绞车的基本参数计算,确定JHX-5新型调度及回柱两用绞车滚筒在运动过程中的受力极限条件,为后面使用ANSYS对滚筒进行有限元分析提供了可靠依据。其次,利用三维工程设计软件Solidworks对JHX-5新型调度及回柱两用绞车零部件3D建模、虚拟装配和二维工程图转化;然后将三维模型转换到ANSYS环境中来,对JHX-5新型调度及回柱两用绞车滚筒进行有限元分析。实现JHX-5新型调度及回柱两用绞车运动状态的可视化,为进一步分析渐开线少齿差运动学、动力学性质奠定基础。最后,提出JHX-5新型调度及回柱两用绞车性能的实验方案,并加以比较,确定了最佳实验方案。JHX-5新型调度及回柱绞车具有良好的前景,本文对JHX型回柱及调度绞车的基础理论作深入详细的研究,对其将新技术尽快的转化为新产品具有着重要的理论指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 渐开线少齿差绞车研究现状及发展趋势
• 1.1.1 渐开线少齿差绞车研究现状
• 1.1.2 渐开线少齿差绞车设计优势
• 1.1.3 渐开线少齿差绞车还存在的问题
• 1.1.4 发展方向
• 1.2 JHX-5型回柱及调度两用渐开线少齿差绞车
• 1.3 本课题研究的意义
• 1.4 论文的主要研究内容
• 2 JHX-5新型回柱及调度绞车的结构与工作原理
• 2.1 JHX-5新型回柱及调度绞车的结构
• 2.2 传统JH-5型回柱绞车
• 2.3 JHX-5新型回柱及调度绞车的优点
• 2.4 渐开线少齿差减速器工作原理
• 3 滚筒的强度计算
• 3.1 滚筒的强度
• 3.1.1 绳拉力降低系数
• 3.1.2 多层缠绕时钢绳的拉力降低系数
• 3.2 滚筒的外载荷及筒壳变形微分方程
• 3.2.1 滚筒的外载荷
• 3.2.2 筒壁计算的力学模型
• 3.2.3 筒壳变形的微分方程式及其通解
• 3.3 筒壳的强度计算
• 3.3.1 单元梁的应力分析和强度校核计算公式
• 4 JHX-5新型调度及回柱两用绞车滚筒的有限元分析
• 4.1 有限元的发展及基本思想
• 4.1.1 有限元法的发展
• 4.1.2 有限元的基本思想
• 4.2 ANSYS简介
• 4.2.1 ANSYS基本框架
• 4.2.2 ANSYS的分析功能及分析步骤
• 4.3 滚筒有限元分析
• 4.3.1 滚筒结构及力学模型
• 4.3.2 滚筒有限元模型的建立
• 4.3.3 边界条件的简化
• 4.3.4 外载荷的施加
• 4.4 滚筒光筒有限元分析
• 4.4.1 材料设置与网格划分
• 4.4.2 加载及求解
• 4.4.3 后处理
• 5 JHX-5新型调度及回柱两用绞车零部件的三维零件设计
• 5.1 设计环境
• 5.1.1 软件选型
• 5.1.2 硬件选型
• 5.2 零部件设计所用到Solidworks功能
• 5.2.1 建立基于特征的零件实体造型
• 5.3 JHX-5新型调度及回柱两用绞车零部件设计举例
• 5.3.1 滑移齿轮的造型
• 5.3.2 其他需要注意的零件
• 5.4 二维工程图的生成
• 6 JHX-5新型调度及回柱绞车虚拟装配和运动仿真
• 6.1 虚拟装配技术起源及发展
• 6.2 虚拟装配技术的应用
• 6.3 JHX-5新型调度及回柱绞车虚拟装配开发流程
• 6.4 虚拟装配
• 6.4.1 零件之间的位置约束关系分析
• 6.4.2 JHX-5新型调度及回柱绞车装配原则及应用
• 6.4.3 减速箱三维建模
• 6.4.4 滚筒三维建模
• 6.4.5 制动机构三维建模
• 6.4.6 联轴器三维建模
• 6.4.7 换档机构三维建模
• 6.5 运动仿真
• 6.5.1 连接建立及条件假设
• 6.5.2 运动仿真
• 7 JHX-5新型调度及回柱两用绞车的性能实验方案
• 7.1 引言
• 7.2 试验台方案设计
• 7.2.1 实验方法及流程图
• 7.3 两种试验分析比较
• 7.4 数据测量及处理
• 7.5 结论
• 8 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果
• 攻读硕士学位期间发表的论文