JH31-315机械压力机滑块部分的毕业设计及有限元分析
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前言为了更好的完成毕业设计,学校组织我们参加毕业实习,根据毕业设计的不同,实习的内容有所不同。
本组主要完成曲柄压力机设计,因此此次实习主要是通过参观实习和查阅资料了解压力机的结构及工作情况。
压力机是机械制造业的基础设备。
随着社会需求和科学技术的发展,对机床设计要求越来越高。
尤其是模具制造的飞速出现,使机床向高速、精确,智能化的方向发展。
对压力机的精度和生产率等各方面的要求也就越来越高。
本次设计是结合压力机的工作实际,对JB31-160型曲柄压力机进行改进性设计。
由于传统JB31-160型曲柄压力压力机,存在滑块运动精度底,装模高度调节麻烦,滑块行程量小等缺点,严重影响了生产效率。
本次设计鉴于以上缺点对其进行了如下改正:1改进部件结构设计,采用新型材料。
例如离合器部件,尽量减小其从动惯量,采用新兴摩擦材料。
2调节装置方面,采用二级的锥齿——蜗杆蜗轮调节,节省了工人劳动量,又提高了精度。
3采用了曲轴代替同类型的偏心轴,用变位齿轮代替普通齿轮,这样就减小了机身的高度,更方便按装。
压力机是冲压模具制造的常用设备,而提高冲压模具坯料精度,提高生产率,提高使用寿命,减少劳动劳动量的有效方法,此外,还要考虑到人机结合的合理性,使机床更人性化,便于工人的操作。
1曲柄压力机的工作原理及主要参数曲柄压力压力机是以曲柄传动的锻压机械,其工作原理如图1-1:电动机通过三角带把运动传给大皮带轮,再经小齿轮,大齿轮,传给曲轴。
连杆上端连在曲轴上,下端与滑块连接,把曲轴的旋转运动变为连杆的上下往复运动。
上模装在滑块上,下模装在垫板上。
因此,当材料放在上下模之间时,及能进行冲裁或其他变形工艺,制成工件。
由于工艺的需要,滑块有时运动,有时停止,所以装有离合器和制动器。
压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短,也就是说,有负荷的工作时间很短,大部分时间为无负荷的空程时间。
为了使电动机的负荷均匀,有效的利用能量,因而装有飞轮。
大皮带轮及起飞轮的作用。
曲柄压力机的曲柄滑块工作机构设计1摘要曲柄压力机广泛应用于冲裁,弯曲,校正,模具冲压等工作。
本次设计的为开式固定台式中型,公称压力为1600KN曲柄压力机。
本设计主要进行该曲柄压力机曲柄滑块工作机构的设计。
在设计中,首先根据该压力机要保证的主要技术参数——公称压力、滑块行程等,初步估算曲柄,连杆,滑块,导轨相关尺寸,然后分别对其进行校核,修正,最终确定各零部件尺寸;进行装模高度调节装置设计,并最终完成该曲柄滑块工作机构设计。
关键字:公称压力;曲轴;连杆;导轨;调节装置AbstractCrank press machine widely used in punching, bending, stamping die correction, etc.. The design for a fixed desktop and medium-sized, nominal pressure 1600KN crank press.The design of the division of labor is different, mainly completes the design of slider - crank mechanism of crank press. Designed mainly according to the overall design to determine the main parameters of the press, the nominal pressure, stroke parameters refer to the relevant manual crank connecting rod, a preliminary estimate, slide rail, correlation dimension, and then checking, correcting, ultimately determine the components size, and according to the requirements to complete the die height adjustment device design. Last write detailed slider crank mechanism design specifications, out major parts diagram.key word:nominal pressure,crankshaft,pitman,rack,regulating block.目录第一章曲柄压力机的工作原理及主要参数 (1)1.1压力机技术参数 (1)1.2 曲柄压力机的工作原理 (1)1.3曲柄压力机工作的特点 (2)1.4 曲柄形式 (2)1.4.1、曲轴驱动的曲柄滑块机构 (3)1.4.2、偏心轴驱动的曲柄滑块机构. 41.4.3、曲拐驱动的曲柄滑块机构 (4)1.5.4、偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构41.4.5各种结构的区别及最终确定设计设计思路 (6)第二章曲柄滑块机构的构成及相关分析 (7)2.1压力机曲柄滑块机构的构成 (7)2.2曲柄压力机滑块机构的运动规律分析。
机械结构的有限元分析与优化在机械工程领域中,结构的强度和稳定性是设计过程中必须考虑的重要因素。
有限元分析是一种常用的方法,可用于评估结构的受力情况和性能。
通过使用有限元分析,我们可以模拟和优化机械结构在受力加载下的行为,以确保其满足设计要求并具有优越的性能。
有限元分析是一种数值计算方法,将结构划分为有限数量的离散单元,然后在每个单元上进行计算。
通过建立结构的有限元模型,我们可以确定结构在不同荷载条件下的应力、位移和变形等参数。
这种分析方法可以帮助工程师深入了解结构的受力特性,为设计过程提供重要的参考依据。
在进行有限元分析之前,首先需要建立结构的几何模型。
这可以通过计算机辅助设计(CAD)软件来完成。
CAD软件可以帮助我们准确地绘制结构的三维模型,并为后续的有限元分析提供准确的数据输入。
在建立几何模型之后,我们需将其导入有限元分析软件中进行网格划分。
网格划分是将结构划分为有限数量的单元所必需的步骤,它直接影响到分析结果的准确性和计算效率。
一旦完成了网格划分,我们可以进行有限元分析。
有限元分析软件会在每个单元中求解结构的应力和位移,然后将结果进行组装,并根据边界条件计算整个结构的响应。
这些结果通常以色彩图和数值数据的形式呈现,以帮助我们直观地理解结构的受力状态。
通过分析结果,我们可以发现结构中的应力集中区域、位移异常或其他潜在问题,并为后续的优化提供指导。
有限元分析不仅可以用于评估结构的受力性能,还可以用于结构的优化。
通过在有限元模型中引入参数化变量,我们可以对结构的形状、尺寸和材料等进行调整,并通过迭代计算找到最佳的设计解决方案。
优化的目标可以是最小化结构的重量、最大化结构的刚度或满足特定的性能要求。
有限元分析结合优化算法,可以帮助工程师快速找到性能最佳的设计方案,提高结构的效率和可靠性。
总而言之,有限元分析是一种在机械工程领域中广泛应用的方法,可用于评估结构的受力情况和性能表现。
通过结合优化算法,它还可以帮助工程师优化结构的设计,以满足设计要求并提高结构的性能。
机械变形的有限元分析与优化设计引言机械变形是指机械结构在受力作用下产生形变的现象。
机械变形会对结构的安全性、可靠性和使用寿命产生重大影响。
为了减少机械变形并提高结构的性能,有限元分析与优化设计成为了一种有效的工具。
本文将探讨机械变形的有限元分析与优化设计方法,并介绍其应用于实际工程中的案例。
第一部分机械变形的有限元分析有限元分析是一种基于数值计算的方法,能够模拟和分析复杂结构的力学行为。
在机械变形的研究中,有限元分析可以帮助工程师确定结构在受力作用下的变形情况,并评估其对结构性能的影响。
1.1 有限元网格划分有限元分析首先需要将结构划分为有限数量的小元素,这些小元素的集合构成了有限元网格。
网格划分的质量和密度直接影响到分析的精度和计算效率。
1.2 材料力学模型在有限元分析中,需要为结构的材料选择合适的力学模型。
常用的材料模型包括线性弹性模型、非线性弹性模型和塑性模型等。
根据结构的实际材料特性,选择适当的材料模型以准确预测变形行为。
1.3 边界条件和受力分析边界条件和受力分析是有限元分析中的重要步骤。
通过定义结构的边界条件,包括约束和加载条件,可以模拟结构在实际使用中的受力情况。
受力分析则是指在特定工况下对结构施加外力,模拟其受力响应。
1.4 结果与后处理有限元分析的结果一般以变形形态、应力分布和应变分布等形式呈现。
通过对结果进行后处理,可以直观地了解结构的变形情况,并进行相应的评估和分析。
第二部分机械变形的优化设计机械变形的优化设计旨在减少结构受力下的变形,提升结构性能。
有限元分析为优化设计提供了工具和方法。
2.1 设计变量与约束条件优化设计需要明确设计变量和约束条件。
设计变量是指能够对结构进行调整以改善性能的参数,常见的设计变量包括尺寸、材料和连接方式等。
约束条件则是指设计必须满足的限制条件,如强度、刚度和轻量化要求等。
2.2 优化算法优化算法是指根据设计变量和约束条件,求解最优设计问题的数值计算方法。
徐州工程学院毕业设计(论文)开题报告徐州工程学院2013年2月10日课题 名 称: Y 」学 生 姓 名: 指 导 教 师: 所 在 学 院:专 业 名 称:液压机本体和液压系统设计 王鹏 学号:20090603225 张元越 职称:机电工程学院 讲师机械设计制造及其自动化一、课题简介:液压机是一种利用液体压力能来传递能量,以实现各种压力加工工艺 的机器。
Y32系列四柱液压机,机身结构为三梁四柱式,结构简单,通用性 强,适应于拉伸、弯曲、校正、压装等工艺。
液压系统采用大流量插装阀系统,体现了现代液压控制的发展方向。
具有重要的实际价值。
二、YA32- 315液压机介绍:编程序控制器,并有独立的电器及液压动力机 构。
采用按钮集中控制,可实现调整、手动及制采用整体式插装阀集成系统,减少了泄漏点,动作可靠,使用寿命长。
可实现定压、定程两种成型工艺,具备保压延时功能,延时时间可调。
工 作压力、行程可在规定范围内调节。
米用按钮集中控制,具有调整、手动 及半自动三种操作方式。
适用领域:适用于金属材料的拉伸、冲裁(应选配冲裁缓冲装置)、弯曲、 翻边、冷挤压等各种冲压工艺,还适用于较正、压装、粉末制品和磨料制 品的压制成型以及塑料制品,绝缘材料的压制成型。
可选附件或功能: •移动工作台 •冲裁缓冲装置•光电保护装置 •换模用浮动导轨和滚动托架 •模具快速夹紧机构 •行程、压力、速度数显、数控装置 •触摸式工业显示屏 液压系统加热、冷却装置 •打料装置 •换模小车 •滑块安全栓 •模具加热及温控装置 • PLC 可编程控制器 •压边圈及驱动系统。
技术参数YD32-6 YD32-1 YD32-1 YD32-20 YD32-25 YD32-25 YD32-31 YD32-31YD32-4003 00 60 0 0 0A 5 5A公称力 kN 630 1000 1600 2000 2500 2500 3150 3150 4000 顶出力kN190190190280280280630630630特点与用途:Y D32系列四柱液压机,液压系 列采用二通插装阀;电器控制系统可配“PC ”可半自动操作方式。
基于有限元方法的直线电机导轨滑块优化设计研究-回复“基于有限元方法的直线电机导轨滑块优化设计研究”导论:直线电机是一种将电能直接转化为机械能的电动机。
直线电机导轨滑块是直线电机系统中的重要组成部分,它直接影响到直线电机的性能和精度。
为了提高直线电机的性能和精度,需要对导轨滑块进行优化设计。
本文将使用有限元方法对直线电机导轨滑块进行优化设计,并逐步分析优化过程。
第一步:研究导轨滑块的结构与性能首先,我们需要了解导轨滑块的结构和工作原理。
导轨滑块通常由滑块本体和滑块导向部分组成。
滑块本体是负责运动的主体,而滑块导向部分则用于引导滑块的运动方向并提供支持。
我们需要研究滑块材料的强度、刚度、摩擦特性等性能指标,以及滑块本体和滑块导向部分的结构参数对性能的影响。
第二步:建立导轨滑块的有限元模型接下来,我们需要建立导轨滑块的有限元模型。
有限元方法是一种常用的工程分析方法,通过将结构分割为多个小单元,利用数值计算方法求解每个单元的力学行为,再根据各单元之间的约束关系,求解整个结构的力学响应。
在建立有限元模型时,需要考虑导轨滑块的实际工作条件和力学特性,选择适当的材料模型,以及合理的单元类型和网格划分。
第三步:分析导轨滑块的应力和变形通过有限元模型,我们可以分析导轨滑块在工作过程中的应力和变形情况。
根据导轨滑块的工作条件和载荷,使用有限元软件进行应力和变形分析,得到导轨滑块不同位置的应力分布和总变形情况。
通过分析结果,我们可以了解导轨滑块的结构是否满足工作要求,是否存在应力集中和变形过大的问题。
第四步:确定优化目标和约束条件在导轨滑块优化设计中,我们需要确定优化目标和约束条件。
优化目标可以是最小化导轨滑块的材料使用量、最大化结构刚度或最小化应力集中程度等。
约束条件可以是满足导轨滑块的工作要求或满足一定的安全性指标等。
通过明确优化目标和约束条件,我们可以进行下一步的优化设计。
第五步:进行导轨滑块的优化设计在导轨滑块的优化设计中,我们可以通过调整结构参数、选择合适的材料或改变滑块导向部分的形状等方式来改善性能。
压力机闭式组合机身有限元分析及补强拉杆预紧设计新方法1. 引言- 论文研究背景- 论文研究意义- 研究目的和意义2. 有限元分析- 压力机闭式组合机身模型建立- 有限元分析方法简介- 分析结果与讨论3. 机身结构的补强设计- 补强需求分析- 补强设计方案- 补强材料选择与参数确定- 模拟与验证4. 拉杆预紧设计- 拉杆预紧设计的背景和目的- 拉杆预紧设计方案- 预紧力的确定与分析- 优化设计与模拟分析5. 总结与展望- 论文工作总结- 研究成果的意义和应用- 存在问题和改进方向- 后续研究的展望第一章:引言随着科学技术的不断发展,压力机已经成为了现代工业生产过程中不可或缺的设备。
在机身的设计和生产过程中,需要保证其强度和稳定性,以确保机身在生产过程中的运转高效、稳定和安全。
因此,在现代工业生产中,对于压力机闭式组合机身的强度分析和补强设计变得尤为重要。
本文旨在通过有限元分析技术对压力机闭式组合机身进行分析,并提出一种新的补强拉杆预紧设计方法,以提高机身的稳定性和强度。
本文将分为五个章节进行介绍,通常的一般结构是:第一章;引言,包括研究的背景,研究的意义,研究的目的与意义等;第二章:有限元分析,包括压力机闭式组合机身模型的建立,有限元分析方法的简介和分析结果与讨论等;第三章:机身结构的补强设计,包括补强需求分析,补强设计方案,补强材料选择与参数确定,以及模拟与验证,最终得到较为合适的补强方案。
第二章:有限元分析本章主要针对压力机闭式组合机身的有限元分析进行研究,涉及到机身的模型建立、有限元分析方法、分析结果和讨论四个方面。
2.1 压力机闭式组合机身模型建立在进行有限元分析前,需要建立机身的三维有限元模型。
针对控制参数进行研究,本文考虑了机身的尺寸、材质等参数的影响。
首先,根据压力机的实际使用情况和工作原理,建立了相应的机身模型。
接着,采用三维建模软件对机身进行建模,生成了三维有限元模型。
2.2 有限元分析方法简介使用有限元分析法模拟机身的应力分布和变形情况。
图书分类号:密级:摘要通过对机械压力机的发展现状的分析,以及参考JH31-315机械压力机的设计,确定了本课题的主要设计内容。
在确定了机械压力机初步设计方案后,决定采用传统理论方法对JH31-315机械压力机滑块部分进行设计、计算、强度校核;并借用Solidworks软件的先进运算方式对机械压力机的滑块部分零件进行设计、计算以、强度校核及有限元分析;采用AutoCAD设计软件对滑块部分中各主要零部件及总装图进行了工程绘图;在参考了某公司生产的闭式单点机械压力机传动系统以及查阅了大量关于滑块部分设计的书籍后,确定传动滑块部分设计方案,绘制了滑块部分的图纸,给出了滑块部分的工作说明书,并对其进行了可行性分析,最后对整个设计进行系统分析,得出整个设计切实可行。
关键词机械压力机;有限元分析;滑块AbstractThrough to the mechanical press domestic and foreign developed present situation analysis, and look up the design of JH31-315, I had determined this topic main design content. After I had determined the mechanical press preliminary design plan, decided uses the traditional theory method to carry on the design, the computation, the intensity examination to the JH31-315 mechanical press fuselages structure, and use the software of the finite element analysis to check the result of the design , and then using AutoCAD design software to the main raverse, under the crossbeam, moves slide, the master cylinder, goes against the cylinder, the column, the final assembly drawing has carried on the project cartography, meanwhile has carried on the mapping to the master cylinder; I has referred to four columns mechanical presses slide which some company produces as well as has consulted massively after the slide design books, the definite mechanical system design proposal, has drawn up the slide schematic diagram, has produced the slide working instructions, and has carried on the feasibility analysis to it, finally carries on the system analysis to the entire design, obtains the entire design to be practical and feasible.Keywords mechanical press the finite element analysis slide目录1 绪论 (1)1.1曲柄压力机的发展概况 (1)1.2 压力机简介 (3)1.2.1压力机的特点和用途 (3)1.2.2 通用曲柄压力机的型号和技术参数 (3)1.2.3 曲柄压力机的基本参数 (4)1.3 压力机工作原理 (5)2 JH31-315压力机简介 (7)2.1 JH31-315压力机结构特点 (7)2.2 JH31-315压力机用途与结构性能 (7)2.3 JH31-315压力机压力性能介绍 (8)3 滑块的说明 (10)3.1 滑块的结构特点 (10)3.2滑块动作说明 (10)3.3 调节机构的特点 (11)3.4 液压过载保护装置 (12)4 电动机的选择 (14)4.1电动机类型的选择 (14)4.2功率的计算 (14)4.2.1调节机构(连接器)传动效率 (14)4.2.2电动机额定功率计算 (15)4.3确定电动机型号 (15)5 蜗轮蜗杆减速器设计 (20)5.1计算传动装置的运动参数 (20)5.2蜗轮蜗杆的设计 (21)5.2.1第一级蜗轮蜗杆的设计和计算 (21)5.2.2第二级蜗轮蜗杆的设计和计算 (24)5.3蜗杆轴分析与强度校核 (27)5.3.1蜗杆的设计和强度计算 (27)5.3.2 轴径的校核 (29)6 轴承和键的选用和计算 (31)6.1轴承的选用和强度的校核 (31)6.2键的选择和强度计算 (32)7 有限元分析 (34)7.1有限元简介 (34)7.1.1有限元法基本定义 (34)7.1.2 有限元法的发展 (34)7.1.3 CosmosWorks(有限元分析软件)介绍 (35)7.2滑块体的有限元分析 (36)7.3 球头螺杆的有限元分析 (38)结论 (41)致谢 (42)附录 (44)1 绪论锻压生产在工业生产中占有重要的地位。
采用锻压工艺生产工件具有效率高、所量好,重量轻和成本低的特点。
所以,工业先进的国家愈来愈多地采用锻压工艺代替切削工艺和其他工艺。
锻压机械在机床中所占的比重也愈来愈大。
近年来,锻压机械的拥有量日本为34%,美国为32.4%。
在锻压机械中.又以曲柄压力机最多,占一半以上。
用曲柄压力机可以进行冲压、模锻等工艺,广泛用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门。
随着工业的发展,曲柄压力机的品种和数量愈来愈多,质量要求愈来愈显著,压力愈来愈大。
它在机械制造工业以及其他工业的锻压生产中的作用愈来愈显著。
例如,在汽车拖拉机工厂中,用热模锻压力机代替模锻锤生产模锻件已经成为一个发展的档势。
日本已有四条热模锻压力机生产线,其中一条110000千牛热模锻压力机自动生产线是在1971年建成的,可以生产重达1400牛,长达1.3米的曲轴以及重达1000牛,长达2米的汽车前梁生产效率为60件/时。
从拣料预热、剪切、锻造、检验到包装发送全部自动进行,全线仅用24人.比模锻锤的生产效率高得多,劳动条件大为改善。
西德已经制造了五条120000千牛热模锻匠力机自动生产线,供应世界各国。
又如,在日用品生产中,如果不采用高速冲压自动机,那么产品的成本与质量在国际市场上将失去竞争能力。
因此大量制造和使用曲柄压力机,已经成为工业先进国家的发展方向之一。
我国在解放以前,曲柄压力机的生产非常落后,只能制造一些手动冲床。
解放以后,才有了飞速的发展,到目前为止,我们已经制造了80000千牛的热模锻压力机,40000千牛的双点压力机以及其他各种型号的压力机。
但是,与工业先进的国家比较,我国的曲柄压力机制造业还很落后,主要表现在质量不高、数量不足.品种不全等几个方面特别是缺乏大型高效的设备。
因此,必须大力发展曲柄压力机,以满足四个现代化的需要。
1.1曲柄压力机的发展概况锻压生产已有悠久的历史,但是,采用锻压机械进行锻压生产却只有百余年的历史,十九世纪三十年代,世界上山现了第一台简易的平锻机和蒸汽锤。
六十年代生产了一些冲压用的液压机。
直到十九世纪末期,才出现相当规模的曲柄压力机和锻造用的液压机。
二十世纪前期,由于汽车工业的兴起,曲柄压力机以及其他锻压设备得到了迅速发展。
众所周知,由于采用现代化的锻压工艺生产工件具有效率高、质量好、能量省和成本低的特点。
所以,工业先进的国家越来越多地采用锻压工艺代替切削工艺和其他工艺。
锻压生产在工业生产中的地位越来越重要,锻压机械在机床中所占的比重也越来越大。
近年来,锻压机械的拥有量日本为34%,美国为32.4%。
在锻压机械中,又以曲柄压力机最多,占一半以上。
用曲柄压力机可以进行冲压和模锻等工艺生产,它广泛用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门。
随着工业的发展,曲柄压力机的品种和数量越来越多,质量要求越来越高,压力越来越大。
它在机械制造工业以及其他工业的锻压生产中的作用越来越显著。
例如,在汽车拖拉机工厂中,用热模锻压力机代替模锻锤生产模锻件已经成为一个发展趋势。
日本已有数条热模锻压力机生产线,其少一条110000kN热模锻压力机生产线是在197l年建成的,可以生产重达140kg,长达1.3m的曲轴以及重达100kg,长达2m的汽车前梁,生产效率为每小时60件。
从装料、预热、剪切、锻造、检验到包装、发送全部自动进行。
全线仅用24人,比模锻锤的生产效率高得多,劳动条件大为改善。
德国已经制造了若干条120000kN的热模锻压力机自动生产线,供应世界各国。
我国也购置—条,对汽车锻件的生产起着良好的作用。
又如,冷挤压工艺是—项新兴的工艺,用冷挤压生产的零件表面粗糙度小,尺寸精度高,直径为20-30mm的零件其公差范围可控制在0.015mm以内,因此,所生产的零件不需进行或少量进行切削加工即可使用。
大大提高了生产率,并节约了原材料。
随着冷挤压工艺的发展,各种类型的挤压机应运而生,正在使加工行业产生巨大的变化。
再如,在日用品及家用电器生产中,如果不采用高速冲压自动机,产品的成本与质量在国际市场上将失去竞争能力。
因此大量制造和使用曲柄压力机,已成为工业先进国家的发展方向之—。
近年来,曲柄压力机正向着高速度和高精度的方向发展,并努力降低噪音.提高安全性,扩大自动化程度,改善劳动条件。
特别是采用微型计算机控制的曲柄压力机,更具有先进的水平。
例如,行程次数500次/min左右的高速压力机已普遍应用,美国明斯恃(Minster)公司已生产250kN2000次/mi n的超高速压力机。
美国国民(National)公司发展了新系列的高速冷墩机,M12四工位螺母冷墩机生产率为每分钟250件。
精密冲裁的压力机己发展到25000 kN,可冲裁的最大板厚已达25mm,加工的零件周边的表面粗糙度很小,尺寸精度很高,冲切面的垂直度可达89°30′。