曲柄连杆机构振动筛的力学及有限元仿真分析

论文摘要

本文对联合收割机曲柄连杆机构振动筛的运动规律及受力进行了理论分析,并应用有限元Hypermesh、Ansys分析软件对曲柄连杆机构振动筛部分关键零件进行了仿真分析,此项研究的主要意义在于为曲柄连杆机构振动筛结构设计和改进提供指导。本论文主要做了以下几方面的研究工作：(1)对曲柄连杆机构振动筛进行了运动分析,推导了机构的运动方程,得出了曲柄连杆机构振动筛的运动参数,为曲柄连杆机构振动筛的方案设计提供了关键技术参数,为动力学分析打下了基础。(2)分析了振动筛各构件的受力情况,导出了动力学方程,并对振动筛轴进行了强度分析,确定了危险截面的轴径大小,同时还对轴承进行了寿命计算,为振动筛的结构设计提供了理论依据。同时动力学分析计算结果为曲柄连杆机构振动筛关键零件有限元分析中力的加载提供重要数据。(3)运用Hypermesh、Ansys有限元分析软件对该机构关键零件进行了有限元仿真分析,仿真分析结果表明所设计的振动筛轴和前吊杆其强度均符合要求,说明了本文对振动筛关键零件的动力学分析、通过疲劳强度计算得到的轴的结构尺寸、选用的轴承型号所得的结论是可信的。总之,本文通过理论分析和仿真分析,得到了曲柄连杆机构振动筛重要的运动方程和动力学方程,为曲柄连杆机构振动筛的设计及进一步的传动特性分析和模态分析奠定了基础。事实也表明运用本文分析数据设计的联合收割机中的振动筛工作平稳,性能可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的意义和目的
• 1.2 国内外筛分理论的研究现状
• 1.3 筛分理论的应用现状及发展方向
• 1.4 本论文主要内容
• 第2章 曲柄连杆机构振动筛的结构特点及运动分析
• 2.1 结构特点
• 2.2 曲柄连杆机构振动筛的运动分析
• 2.2.1 曲柄的速度与角速度分析
• 2.2.2 传动摇杆CD速度方程建立
• 2.2.3 传动摇杆CD加速度方程的建立
• 2.2.4 曲柄连杆机构振动筛筛体的质心速度与加速度计算
• 2.3 曲柄连杆机构振动筛的位移方程
• 2.4 小结
• 第3章 曲柄连杆机构振动筛的动力学分析
• 3.1 曲柄连杆机构振动筛的动力学分析
• 3.1.1 振动筛轴的动力学分析
• 3.1.2 振动筛筛体的动力学分析
• 3.2 小结
• 第4章 曲柄连杆机构振动筛振动筛轴的强度分析及轴承寿命计算
• 4.1 振动筛轴的受力分布
• 4.2 振动筛轴的强度分析
• 4.2.1 弯矩和扭矩的分析
• 4.2.2 强度校核
• 4.3 轴承寿命的计算分析
• 4.3.1 滚动轴承的失效形式和计算原则
• 4.3.2 振动筛轴轴承的寿命计算
• 4.3.3 振动筛轴轴承的静强度验算
• 4.4 小结
• 第5章 曲柄连杆机构振动筛中关键零件的有限元分析
• 5.1 有限元法步骤
• 5.2 HYPERMESH和ANSYS软件简介
• 5.3 三维模型的建立
• 5.3.1 UG软件介绍
• 5.3.2 基于UG的几何模型的建立
• 5.3.3 模型装配
• 5.3.4 模型导入
• 5.4 振动筛轴有限元分析
• 5.4.1 单元选择、材料特性及网格的划分
• 5.4.2 边界条件及载荷的施加
• 5.4.3 计算结果和分析
• 5.5 吊杆有限元分析
• 5.5.1 单元选择、材料特性及网格的划分
• 5.5.2 边界条件及载荷的施加
• 5.5.3 计算结果和分析
• 5.6 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢