本文關鍵詞：球磨機大齒輪輕量化仿真與設計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：球磨機是在建材、冶金、選礦和電力等許多工業(yè)中應用極為廣泛的一種粉末設備,具有不可替代的地位。球磨機傳動方式有邊緣傳動和中心傳動兩種。邊緣傳動由小齒輪與固定在筒體尾部的大齒輪嚙合,帶動球磨機轉動,可以用高速電動機或低速電動機連接。中心傳動減速機輸出軸和球磨機中心線在同一直線上,我國中心傳動的球磨機通常只用于高轉速電機。邊緣傳動球磨機造價較低,應用更為廣泛。由于目前我國正在使用的球磨機質量大,工作效率低,絕大部分電能都轉變?yōu)闊崮芏鴵p失。因此,大齒輪輕量化仿真與設計方法研究是十分必要的。輕量化技術包括結構優(yōu)化設計技術、新材料設計技術、以及多學科綜合優(yōu)化設計技術。我國球磨機在制造業(yè)市場培育下,產品技術水平和制造能力有了很大提高,但與國際先進水平相比仍有較大差距。我國球磨機行業(yè)要想獲得可持續(xù)的發(fā)展,必須盡快研究、制造出符合社會需要的節(jié)能減排的新結構、新材料、新工藝和新技術,以推廣資源節(jié)約型、能源節(jié)省型和環(huán)境友好型的綠色設計技術。本文主要在以下幾個方面開展球磨機大齒輪輕量化研究：(1)球磨機大齒輪的輕量化方法的研究。根據現代輕量化設計理論制定了球磨機大齒輪輕量化設計具體方案及流程,按流程內容選擇適合的FEM工具；(2)基于輕量化設計的球磨機大齒輪齒寬分析。根據球磨機以及齒輪傳動系統(tǒng)工作機理,建立大齒輪靜力學接觸和彎曲模型進行仿真計算,并基于工作特性和結構強度對不同齒寬模型進行對比分析,確定輕量化大齒輪齒寬；(3)球磨機大齒輪輪輻結構輕量化設計。建立大齒輪輪輻結構靜力學模型,對輪轂和通孔結構逐步進行拓撲優(yōu)化,確定輕量化大齒輪輪輻結構；(4)球磨機大齒輪輕量化結構動態(tài)校核及模態(tài)校核。建立輕量化大齒輪動力學及模態(tài)分析模型,基于結構強度、動態(tài)特性、嚙合穩(wěn)定性、工作效率等全參數指標進行顯式動力學仿真計算以及模態(tài)仿真計算,校核輕量化大齒輪結構的安全性�；谝陨显O計思路,結合現代輕量化設計理論,融合傳統(tǒng)力學計算、有限元仿真技術和拓撲優(yōu)化等手段,對選定的球磨機大齒輪進行了輕量化設計,在保證安全性的前提下,使大齒輪重量降低了30.32%,有效地提高了球磨機效率。
【關鍵詞】：球磨機 大齒輪 輕量化 設計 有限元
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 輕量化技術國內外研究現狀12-15
• 1.2.1 結構優(yōu)化設計研究現狀12-13
• 1.2.2 齒輪接觸分析研究現狀13
• 1.2.3 齒根彎曲分析研究現狀13-14
• 1.2.4 齒輪系統(tǒng)動力學研究現狀14-15
• 1.3 研究目的與意義15
• 1.4 課題的主要研究內容15-17
• 第2章 球磨機大齒輪輕量化設計方法研究17-23
• 2.1 現代輕量化概念和設計方法17-18
• 2.1.1 輕量化定義17
• 2.1.2 輕量化方法及設計戰(zhàn)略17-18
• 2.1.4 輕量化設計原則18
• 2.2 大齒輪輕量化方案18-22
• 2.2.1 大齒輪輕量化要點18-19
• 2.2.2 大齒輪輕量化方案19-20
• 2.2.3 仿真工具選擇20-22
• 2.3 本章小結22-23
• 第3章 基于輕量化設計的球磨機大齒輪齒寬分析23-44
• 3.1 球磨機和大齒輪參數23-24
• 3.1.1 球磨機參數23
• 3.1.2 大齒輪結構和材料參數23-24
• 3.2 輕量化目標及齒寬的選擇24
• 3.3 接觸應力分析24-35
• 3.3.1 接觸分析概述24
• 3.3.2 模型建立及仿真前處理24-29
• 3.3.3 仿真結果分析29-30
• 3.3.4 齒寬對接觸應力影響30-32
• 3.3.5 傳統(tǒng)接觸應力計算32-33
• 3.3.6 軸線平行度誤差對接觸應力影響33-34
• 3.3.7 接觸應力分析小結34-35
• 3.4 彎曲應力分析35-43
• 3.4.1 彎曲分析概述35
• 3.4.2 傳統(tǒng)彎曲應力計算35-36
• 3.4.3 齒根彎曲應力分析方法36-37
• 3.4.4 齒根彎曲應力仿真分析37-38
• 3.4.5 仿真結果分析38-40
• 3.4.6 齒寬對彎曲應力影響40-43
• 3.4.7 彎曲應力分析小結43
• 3.5 本章小結43-44
• 第4章 球磨機大齒輪輪輻結構輕量化設計44-54
• 4.1 輪輻結構輕量化方法概述44
• 4.2 輪輻結構輕量化設計44-52
• 4.3 本章小結52-54
• 第5章 球磨機大齒輪輕量化結構動態(tài)校核54-65
• 5.1 動態(tài)校核原因和內容概述54
• 5.2 模型建立54-55
• 5.3 網格劃分55-56
• 5.4 仿真前處理56-58
• 5.5 仿真結果分析58-64
• 5.5.1 動態(tài)整體安全性分析58-59
• 5.5.2 動態(tài)輪齒分析59-62
• 5.5.3 動態(tài)通孔結構分析62-64
• 5.6 本章小結64-65
• 第6章 球磨機大齒輪輕量化結構模態(tài)校核65-69
• 6.1 模態(tài)校核方法概述65
• 6.2 模態(tài)仿真模型與前處理65-67
• 6.3 模態(tài)仿真結果分析67-68
• 6.4 本章小結68-69
• 結論與展望69-70
• 結論69
• 展望69-70
• 參考文獻70-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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  本文關鍵詞：球磨機大齒輪輕量化仿真與設計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：457272