本文關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋清洗上料機(jī)械手動(dòng)靜態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 上料機(jī)械手 虛擬樣機(jī) 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高,柔性生產(chǎn)線應(yīng)用越來越廣。機(jī)械手在鑄造線以及其它工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多,機(jī)械手的應(yīng)用,不僅提高了工作效率,減少了人工,節(jié)省了成本,同時(shí)也提高了工作中的定位精度和使用可靠性。本文是以濟(jì)南圣元機(jī)械工程有限公司研發(fā)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋清洗上料機(jī)械手為研究對(duì)象,綜合應(yīng)用理論研究、虛擬樣機(jī)技術(shù)、以及有限元分析技術(shù),研究機(jī)械手的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等各項(xiàng)性能,以提高設(shè)備工作穩(wěn)定性為目標(biāo),對(duì)機(jī)械手進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。本文主要作了如下方面的工作:(1)通過Solidworks軟件建立起汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋清洗上料機(jī)械手各部件及整機(jī)的三維模型,對(duì)各部件的組成及功能進(jìn)行了分析,確定了機(jī)械手的動(dòng)作運(yùn)動(dòng)方式,求解計(jì)算了X向運(yùn)動(dòng)、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度、加速度值。(2)以動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS為工具,建立了機(jī)械手的虛擬樣機(jī)模型,根據(jù)實(shí)際運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),對(duì)X向運(yùn)動(dòng)、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析,輸出了速度、加速度曲線,驗(yàn)證了計(jì)算的準(zhǔn)確性。對(duì)X向運(yùn)動(dòng)、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪齒條嚙合力、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了仿真分析,分析發(fā)現(xiàn),齒輪齒條嚙合產(chǎn)生較大沖擊振動(dòng),使設(shè)備運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性變差,為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)分析做準(zhǔn)備。(3)運(yùn)用有限元軟件ANSYS Workbench建立了機(jī)械手各部件及整機(jī)的有限元模型,對(duì)關(guān)鍵部件及整機(jī)進(jìn)行了靜力分析,找出薄弱環(huán)節(jié)。并對(duì)整機(jī)在兩種工況條件下進(jìn)行滿載荷靜力分析,找到了結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定姿態(tài),結(jié)構(gòu)在該姿態(tài)下,對(duì)機(jī)械手關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及整機(jī)進(jìn)行了模態(tài)分析,通過振型結(jié)果分析,找出機(jī)械手剛度差的部件,為后續(xù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化指明了方向。(4)對(duì)立柱、橫梁及其機(jī)械手的整機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),基于ANSYS Workbench中的Design Exploration來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,運(yùn)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù),對(duì)立柱參數(shù)化建模,并進(jìn)行優(yōu)化分析。對(duì)立柱、橫梁和機(jī)械手整機(jī)優(yōu)化前后靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能相比較,雖機(jī)械手整機(jī)的質(zhì)量較改進(jìn)前略有增加,但立柱、橫梁以及機(jī)械手整機(jī)的靜動(dòng)態(tài)性能有了顯著提高,表明優(yōu)化取得了良好的結(jié)果。本文對(duì)機(jī)械手靜動(dòng)態(tài)性能的分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn),可為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供有效參考,具有一定的理論和工程實(shí)踐意義。
【關(guān)鍵詞】：上料機(jī)械手 虛擬樣機(jī) 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U468.23;TP241
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 選題的背景和意義11-12
• 1.1.1 選題的背景11-12
• 1.1.2 選題的目的和意義12
• 1.2 機(jī)械手研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 有限元機(jī)械結(jié)構(gòu)分析13
• 1.2.2 有限元結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析13-14
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容14-17
• 第二章 上料機(jī)械手各組成結(jié)構(gòu)功能分析及三維模型建立17-23
• 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄造生產(chǎn)線的組成及上料機(jī)械手工作周期17-18
• 2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄造生產(chǎn)線的組成17
• 2.1.2 上料機(jī)械手工作周期17-18
• 2.2 上料機(jī)械手各組成機(jī)構(gòu)及功能分析18-20
• 2.2.1 上料機(jī)械手的各組成機(jī)構(gòu)18-19
• 2.2.2 機(jī)械手各機(jī)構(gòu)的功能分析19-20
• 2.2.3 X、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)速度、加速度計(jì)算20
• 2.3 上料機(jī)械手三維模型的建立20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 基于虛擬樣機(jī)的上料機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真23-31
• 3.1 引言23
• 3.2 ADAMS軟件介紹23
• 3.3 機(jī)械手虛擬樣機(jī)的建立23-25
• 3.4 機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真分析25-27
• 3.4.1 機(jī)械手X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的仿真分析26-27
• 3.5 機(jī)械手上齒輪齒條嚙合力、轉(zhuǎn)矩的仿真分析27-30
• 3.6 本章小結(jié)30-31
• 第四章 基于ANSYS的上料機(jī)械手有限元?jiǎng)屿o態(tài)分析31-49
• 4.1 引言31
• 4.2 有限元基本理論及軟件ANSYS Workbench介紹31-32
• 4.2.1 有限元基本理論31
• 4.2.2 軟件ANSYS Workbench介紹31-32
• 4.3 上料機(jī)械手有限元模型的簡(jiǎn)化與建立32-35
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)材料屬性設(shè)定32
• 4.3.2 機(jī)械手關(guān)鍵部件及整機(jī)網(wǎng)格劃分32-35
• 4.4 上料機(jī)械手關(guān)鍵部件及整機(jī)的靜態(tài)分析35-36
• 4.4.1 機(jī)械手的靜態(tài)分析思路35
• 4.4.2 壓力及慣性力的計(jì)算35-36
• 4.5 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的靜力分析36-40
• 4.5.1 清洗上件桿的靜力分析36
• 4.5.2 橫梁靜力分析36-37
• 4.5.3 立柱靜力分析37-38
• 4.5.4 機(jī)械手整機(jī)靜力分析38-40
• 4.6 上料機(jī)械手關(guān)鍵部件及整機(jī)的模態(tài)分析40-42
• 4.6.1 模態(tài)分析思想40-41
• 4.6.2 電機(jī)激振頻率的計(jì)算41-42
• 4.7 機(jī)械手關(guān)鍵部件的模態(tài)分析42-48
• 4.7.1 清洗上件桿模態(tài)分析42-43
• 4.7.2 橫梁模態(tài)分析43-45
• 4.7.3 立柱模態(tài)分析45-46
• 4.7.4 機(jī)械手整機(jī)模態(tài)分析46-48
• 4.8 本章小結(jié)48-49
• 第五章 上料機(jī)械手關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析49-57
• 5.1 引言49
• 5.2 機(jī)械手立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析49-52
• 5.3 橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析52-54
• 5.4 機(jī)械手整機(jī)模態(tài)優(yōu)化分析54-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 附錄65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1009627