X（S）M55-30型橡胶密炼机关键部件的优化设计

论文摘要

随着橡塑工业及其它高分子材料行业的迅速发展,橡胶密炼机在高分子材料加工中所占的地位越来越重要,特别是近年来随着新型橡胶产品的开发和广泛使用,加上橡塑共混制品的不断开发和应用,对橡胶密炼机的性能提出了更高的要求。因为橡胶密炼机性能的好坏直接影响到混炼胶的质量,也关系着其制品的使用性能和寿命。本文在查阅国内外关于密炼机的混炼原理以及实验研究的文献基础上,对X（S）M55-30型橡胶密炼机进行了设计研究,通过分析研究橡胶密炼机的结构及其工作原理,主要对橡胶密炼机的主减速器、密炼室、涡轮翻转装置等进行了数字化设计,使用UG软件进行了三维建模装配。其次,采用有限元分析方法对关键部件密炼室的前转子轴进行有限元分析,分析了前转子轴在一定载荷作用下产生的应力和应变,从分析结果可以看出前转子轴的设计可靠,能满足工作使用的要求。再次,使用MATLAB软件对密炼室内前后转子速比齿轮的传动参数进行优化设计,在满足强度、刚度和寿命等条件下,采用前后转子速比齿轮体积最小来进行优化分析,降低了体积从而减少生产成本。最后,将模型导入到动力学仿真软件ADAMS之中,进行运动学和动力学仿真分析,并对仿真结果进行研究,以验证设计结果的可靠性。本文使用UG软件对橡胶密炼机的结构进行设计和研究,采用虚拟样机技术对建立好的模型进行优化设计和仿真分析,从而大大减少了昂贵的物理样机制造及试验次数,提高了产品设计质量,大幅度地缩短产品研制周期和费用,对密炼机的结构优化设计具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪 论
• 1.1 课题背景简介
• 1.2 密炼机技术的发展
• 1.3 论文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 密炼机数字化设计
• 2.1 密炼机总体方案的选定
• 2.2 主减速器的设计
• 2.3 密炼室的设计
• 2.4 翻转装置的设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 密炼室前转子轴有限元分析
• 3.1 有限元技术简介
• 3.2 前转子轴的有限元分析
• 3.2.1 建立前转子轴有限元分析模型
• 3.2.2 有限元分析
• 3.2.3 分析结果
• 3.3 本章小结
• 第4章 密炼机前后转子速比齿轮传动参数的优化
• 4.1 优化设计简介
• 4.2 前后转子速比齿轮的优化计算
• 4.2.1 建立目标函数
• 4.2.2 确定设计变量
• 4.2.3 确定约束条件
• 4.2.4 数学模型的建立
• 4.2.5 MATLAB 参数优化
• 4.2.6 优化结果分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 密炼机二级减速箱的ADAMS 仿真分析
• 5.1 虚拟样机技术简介
• 5.2 UG 与ADAMS 之间的文件转换
• 5.3 二级减速箱传动件ADAMS 仿真分析
• 5.3.1 设定和施加ADAMS 仿真的条件
• 5.3.2 样机调试
• 5.3.3 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 速比齿轮优化程序
• 致谢