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变宽度圆盘剪切机虚拟样机研究

作　者: 朱姗姗
导　师: 王侃
学　校: 北方工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 变宽度圆盘剪切机曲线轨迹虚拟样机运动学分析动力学分析优化设计
分类号: TG333.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 79次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

变截面辊弯成型产品因其具有较好的力学性能,被越来越多的应用于生产实际中。剪切是变截面辊弯成型的前一道工序。下料工序的完成情况直接影响到后续加工工序中产品的质量及生产效率。圆盘剪切机是工业生产中常用的设备,具有生产效率高、质量稳定、适于批量生产等特点,广泛应用于剪切各种金属板材。但目前已有的圆盘剪切机并不能实现对任意曲线的剪切。新型的断料加工方法,如电火花加工和激光加工等,虽然能实现对任意曲线的剪切,但生产成本较高,因此对圆盘剪进行变宽度剪切的研究具有重要的现实意义。各类文献资料表明,无论是对剪切机理的研究,还是对剪切轨迹的研究,大多数研究进展都停留在直线剪切或者有局限性的变宽度剪切的范围内,无法满足在保证剪切加工精度的前提下,实现任意边界曲线变宽度剪切的实用需求。本文以变宽度圆盘剪切机为研究对象,应用虚拟样机技术,确定了圆盘剪的剪切力能参数；根据多体动力学分析得出了剪切五类常见边界曲线的位移／速度参数计算通式；在ADAMS软件环境中建立了圆盘剪的简化模型,对该圆盘剪进行了运动学／动力学分析,验证了多体动力学分析的结果,为伺服控制提供了数据依据；同时在ANSYS有限元分析环境中,建立了刀盘主轴和啮合齿轮的有限元模型,对主轴和齿轮分别进行了应力／应变分析,进而对主轴结构进行了优化设计。通过理论分析与仿真验证,论证该变宽度圆盘剪切机可以实现对金属板材任意曲线剪切,满足变截面辊弯成型的需求。通过虚拟样机技术,节省了制造物理样机的时间和材料成本,同时得到优化设计的圆盘剪结构。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 圆盘剪切机的发展  7
  1.2 圆盘剪切机的国内外研究现状  7-9
  1.3 课题研究的目的和意义  9
  1.4 课题研究的主要内容  9-11
2 虚拟样机技术综述  11-14
  2.1 虚拟样机技术的概念  11
  2.2 虚拟样机技术的研究范围  11
  2.3 虚拟样机技术在机械工程领域的应用  11
  2.4 虚拟样机的研发流程  11-12
  2.5 虚拟样机设计平台的选定  12-14
3 变宽度圆盘剪切机结构设计  14-29
  3.1 变宽度圆盘剪切机整体结构设计分析  14-17
  3.2 变宽度圆盘剪切机刀盘参数的选择  17-19
  3.3 变宽度圆盘剪切机力能参数计算  19-24
  3.4 变宽度圆盘剪切机齿轮强度校核  24-29
4 变宽度圆盘剪切机力学分析和运动仿真  29-56
  4.1 多体系统动力学基本理论  29
  4.2 圆盘剪多体系统分析类型的确定  29-31
  4.3 变宽度圆盘剪切机动力学分析  31-44
  4.4 圆盘剪切机运动仿真分析  44-56
5 结构优化设计  56-60
  5.1 主轴力学模型的简化  56
  5.2 主轴有限元分析  56-57
  5.3 主轴结构优化  57-60
6 结论与展望  60-61
攻读硕士期间所发表的论文  61-62
附表  62-64
参考文献  64-67
致谢  67

变宽度圆盘剪切机虚拟样机研究

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