本文關(guān)鍵詞：大型雙進(jìn)給珩磨頭的輕量化研究

  更多相關(guān)文章： 大型珩磨頭 有限元法 ANSYS 靜態(tài)分析 模態(tài)分析 輕量化

【摘要】：大型珩磨頭作為珩磨機(jī)的工具部件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、工況條件差,其結(jié)構(gòu)和性能直接影響到珩磨加工的精度和效率,在工作過(guò)程中產(chǎn)生的慣性力對(duì)珩磨的加工精度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性有重要的影響。本文在分析比較珩磨頭結(jié)構(gòu)組成、工況條件和受力特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,在保證珩磨頭剛度的同時(shí),對(duì)Φ450mm的大型雙進(jìn)給珩磨頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)和材料兩方面的輕量化研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:1、并對(duì)珩磨加工的6個(gè)階段進(jìn)行受力分析,得出各個(gè)階段的珩磨力以及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式。通過(guò)珩磨工藝參數(shù)的確定,計(jì)算出上述六個(gè)工況條件下的珩磨力。2、建立了珩磨頭的三維建模和有限元模型,分析了珩磨頭各零件的質(zhì)量比;通過(guò)對(duì)珩磨頭整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,得到六種工況條件下的變形和應(yīng)力分布情況。確定以磨頭體和大錐體為輕量化對(duì)象,并提出優(yōu)化方案。3、通過(guò)形狀優(yōu)化確定磨頭體和大錐體上待優(yōu)化的部位,再進(jìn)行尺寸參數(shù)優(yōu)化,最終確定待優(yōu)化部位的尺寸,對(duì)磨頭體和大錐體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。同時(shí)通過(guò)使用輕質(zhì)材料代替原來(lái)的40Cr,減輕磨頭體的質(zhì)量。4、對(duì)優(yōu)化后的珩磨頭性能進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)優(yōu)化后珩磨頭進(jìn)行靜態(tài)和自由模態(tài)分析,與優(yōu)化前的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:在不影響珩磨頭剛度及珩磨加工精度的前提下,珩磨頭最大變形量及最大應(yīng)力均小幅度減小,但整體質(zhì)量減輕3.68%,證實(shí)了對(duì)大型珩磨頭輕量化設(shè)計(jì)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：大型珩磨頭 有限元法 ANSYS 靜態(tài)分析 模態(tài)分析 輕量化
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG589
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 珩磨加工12-13
• 1.2.2 珩磨頭13-14
• 1.2.3 珩磨頭輕量化14-15
• 1.3 本研究課題的來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 1.3.1 課題來(lái)源15-16
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 珩磨加工過(guò)程及珩磨力數(shù)學(xué)模型的建立17-25
• 2.1 珩磨加工基本原理17-18
• 2.2 珩磨加工階段的劃分18-19
• 2.3 珩磨力數(shù)學(xué)模型的建立19-24
• 2.3.1 非換向階段的珩磨力20-21
• 2.3.2 換向運(yùn)動(dòng)中的珩磨力21-22
• 2.3.3 磨頭體上的轉(zhuǎn)矩22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 大型珩磨頭建模與靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性分析25-42
• 3.1 有限元基本理論25-26
• 3.1.1 有限元分析的基本步驟25-26
• 3.1.2 有限元分析軟件介紹26
• 3.2 大型珩磨頭有限元建模26-29
• 3.2.1 建立珩磨頭有限元模型26-28
• 3.2.2 定義接觸單元28-29
• 3.2.3 劃分網(wǎng)格29
• 3.3 大型珩磨頭靜力學(xué)分析29-39
• 3.3.1 靜力學(xué)分析基本理論29-30
• 3.3.2 珩磨頭分析的靜態(tài)強(qiáng)度指標(biāo)30-31
• 3.3.3 珩磨工藝的影響要素31-32
• 3.3.4 確定工況條件32-33
• 3.3.5 載荷計(jì)算與約束33-34
• 3.3.6 計(jì)算結(jié)果分析34-39
• 3.4 珩磨頭的模態(tài)分析39-41
• 3.4.1 模態(tài)分析基本理論39
• 3.4.2 珩磨頭的模態(tài)分析39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 大型珩磨頭的輕量化設(shè)計(jì)42-58
• 4.1 輕量化研究的基本方法42
• 4.2 大型珩磨頭各零件的比重42-44
• 4.3 磨頭體的輕量化44-54
• 4.3.1 磨頭體的靜態(tài)分析44-47
• 4.3.2 磨頭體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化47-50
• 4.3.3 磨頭體的材料輕量化分析50-54
• 4.4 大錐體的輕量化54-56
• 4.4.1 大錐體的靜態(tài)分析54-55
• 4.4.2 大錐體的尺寸參數(shù)優(yōu)化55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第5章 大型珩磨頭輕量化結(jié)構(gòu)與性能結(jié)果驗(yàn)證58-63
• 5.1 珩磨頭輕量化結(jié)果58
• 5.2 珩磨頭靜態(tài)分析結(jié)果對(duì)比58-60
• 5.3 珩磨頭模態(tài)分析結(jié)果對(duì)比60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 總結(jié)63
• 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 附錄A（攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文）70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：987716