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立式刨切机机构设计优化

作 者: 于张喜
导 师: 万丽荣
学 校: 山东科技大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 曲柄滑块机构 虚拟样机 仿真优化 动平衡 多体动力学
分类号: TS643
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 88次
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内容摘要


立式刨切机是木料加工生产中的主要设备,随着木工行业的加速发展,木材切片行业的发展也被大大推动,产品不断更新。目前立式刨切机机构设计已基本成熟,属于系列化产品。如何对立式刨切机进行优化设计,提高这类产品的设计开发水平和设计效率,提高企业在市场中的竞争力,避免重复劳动,具有重要的意义。本文就是在此背景下,提出了基于仿真技术的立式刨切机机构的最优化设计的研究。论文首先对立式刨切机的基本结构、工作原理进行深入的分析,探讨了立式刨切机的工作装置的设计理论,对其主要结构即曲柄滑块机构的动力学模型进行了深入的研究,对曲柄滑块机构的动平衡理论进行了深入的分析,并根据传统的平衡方法对立式刨切机的工作装置的平衡方案进行了比对。针对立式刨切机工作装置,应用三维实体造型软件与多体动力学仿真软件,在保证各性能指标的情况下,实现整个工作装置的高速高效、运行平稳成为优化设计的目标。其中机构动平衡问题是机械动力学中的重要课题之一。一般在研究机构动平衡问题时,大多是通过建立解析关系进行求解,这种方法比较适合解决简单结构且仅含规则构件的机构动平衡问题,在平衡优化时要求优化变量与优化目标之间具有显式的解析关系。而基于仿真的方法可以更方便地解决诸如杆件截面形状不规则的复杂机构的动平衡问题,优化目标与优化变量不易得到显式解析关系的问题也可以得到解决。基于机械系统动力学软件ADAMS环境,对立式木材刨切机的配重块进行参数化,创建立式刨切机的虚拟样机优化模型。通过优化分析,得到配重块的最佳角度和质量,有效地解决立式刨切机在工作过程中出现的电机发热、转速较慢、运行不平稳的问题,实现刨切机高速高效的目标,经厂家生产验证,达到了满意的应用效果。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-22
  1.1 木工机械制造业的国内外现状和发展趋势  12-14
  1.2 我国使用的几种木材刨切机及其工作原理  14-20
  1.3 本课题研究的主要内容  20-21
  1.4 本章小结  21-22
2 立式刨切机工作装置的设计理论  22-28
  2.1 立式刨切机概述  22-23
  2.2 立式刨切机曲柄滑块机构的系统描述  23-24
  2.3 工作装置的设计方法  24-27
  2.4 立式刨切机工作装置的研究体系  27
  2.5 本章小结  27-28
3 曲柄滑块机构的动力学分析  28-36
  3.1 引言  28-29
  3.2 建立曲柄滑块机构的动力学模型  29-32
  3.3 求解动力学微分方程  32-35
  3.4 本章小结  35-36
4 曲柄滑块机构的动平衡优化设计  36-62
  4.1 引言  36-37
  4.2 机构平衡的基本原理  37-48
  4.3 曲柄滑块机构的平衡  48-58
  4.4 立式刨切机工作装置的动平衡分析  58-61
  4.5 本章小结  61-62
5 基于ADAMS的刨切机工作装置的动力学仿真优化  62-75
  5.1 基于Solidworks立式刨切机的三维建模  62-64
  5.2 基于ADAMS多体动力优化  64-69
  5.3 立式刨切机在ADAMS中运动优化  69-73
  5.4 本章小结  73-75
6 总结与展望  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况  81

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 木材加工工业、家具制造工业 > 加工机具与设备 > 刀刃具
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