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《紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸的有限元分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2015年10月農(nóng)機(jī)化研究第10期紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸的有限元分析楊一，周靖博，張淑娟(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，山西太谷030801)摘要:針對(duì)自行設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的主軸進(jìn)行有限元靜態(tài)分析和模態(tài)分析;利用UG軟件完成紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸三維模型設(shè)計(jì)和有限元模型建立。對(duì)主軸進(jìn)行滿載工況下的靜力學(xué)分析表明:主軸所受的力矩從大到小依次為驅(qū)動(dòng)力矩、去核系統(tǒng)阻力矩、撥盤阻力矩、螺旋輸送器阻力矩，最大等效應(yīng)力、應(yīng)變均發(fā)生在安裝驅(qū)動(dòng)鏈輪的鍵槽處，主軸所受到的最大等效應(yīng)力為110．53MPa＜［τ］=293．3MPa，最大等效應(yīng)變?yōu)?．00
2、054988，可知主軸材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均能滿足去核機(jī)工作要求;對(duì)主軸進(jìn)行模態(tài)分析可知，傳動(dòng)主軸前6階模態(tài)固有頻率為1939．9～5131．1Hz。振型圖表明:隨著固有頻率的增加，主軸的振動(dòng)破壞區(qū)域逐漸由撥盤鍵槽所在軸階向兩端移動(dòng)，當(dāng)固有頻率為4189．4Hz時(shí)，破壞最嚴(yán)重，總變形量達(dá)到957．82mm;主軸發(fā)生共振的最低臨界轉(zhuǎn)速為116394r/min，而去核機(jī)傳動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)速范圍為15～60r/min，可知主軸在工作過程中是安全的。該研究為紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及整機(jī)結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)及優(yōu)化提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:紅棗去核機(jī);主軸;ANSYS;靜態(tài)
3、分析;模態(tài)分析中圖分類號(hào):S226．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003－188X(2015)10－0019－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.004了滾筒軸的應(yīng)力和變形分布規(guī)律，對(duì)該軸的生產(chǎn)制造0引言［6］有一定的參考價(jià)值。黃炎等利用ANSYS軟件對(duì)前紅棗去核機(jī)是完成紅棗去核的機(jī)械。主軸是紅置式雙圓盤割草機(jī)的主軸進(jìn)行有限元靜態(tài)分析和動(dòng)棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要承載部件，在工作過程中態(tài)分析，提高了分析的精度，縮短了計(jì)算時(shí)間，為設(shè)計(jì)所受的外力主要有驅(qū)動(dòng)力矩、阻力矩、主軸自身重力、改進(jìn)提供了理論依據(jù)。零部件的重
4、力及軸承的支持力，其性能對(duì)紅棗去核機(jī)本文針對(duì)自行設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的整機(jī)使用可靠性、安全性等有著重要的影響［1］。主軸進(jìn)行有限元靜態(tài)分析和模態(tài)分析，利用UG軟件ANSYS軟件是一款大型通用有限元分析軟件。完成紅棗去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸的三維模型設(shè)計(jì)及ANSYSWorkbench的程序模塊主要有基于ANSYS求主軸有限元模型的建立;對(duì)主軸進(jìn)行滿載靜止工況下解器進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與熱分析的Mechanical模塊;經(jīng)典的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，對(duì)主軸材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)ANSYS環(huán)境MechanicalAPDL模塊;完成模型的創(chuàng)建證;通過進(jìn)行模態(tài)分析
5、得出主軸的固有頻率和振型，與修改的DesignModeler模塊;定義材料特性的Engi-分析傳動(dòng)主軸在工作過程中的安全性，為紅棗去核機(jī)neeringApplication模塊;優(yōu)化設(shè)計(jì)的DesignExplora-傳動(dòng)系統(tǒng)及整機(jī)結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)及優(yōu)化提供理論依［2－3］［4］據(jù)。tion模塊等。朱洪等采用ANSYS軟件對(duì)采棉機(jī)中間軸進(jìn)行有限元靜態(tài)分析方法，通過分析正常工1主軸的設(shè)計(jì)與受力分析作狀況下的應(yīng)力云圖和位移云圖，表明其應(yīng)力大小和1．1主軸的設(shè)計(jì)分布情況，對(duì)采棉頭中間軸的設(shè)計(jì)和校核有重要指導(dǎo)［5］在去核機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，主軸主要實(shí)現(xiàn)上料
6、系統(tǒng)、意義。嚴(yán)帥等利用有限元分析軟件對(duì)脫粒滾筒軸去核系統(tǒng)及排棗核螺旋輸送器的動(dòng)力傳遞。如圖1進(jìn)行有限元靜力分析，得到了軸的應(yīng)力和應(yīng)變圖，掌所示，主軸兩端的鏈輪傳動(dòng)螺旋輸送器，撥盤傳動(dòng)槽握輪軸，撥盤右側(cè)的鏈輪傳動(dòng)曲軸機(jī)構(gòu);動(dòng)力從撥盤左收稿日期:2014－12－01基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31271973);山西省自然科學(xué)基金側(cè)的鏈輪輸入，所有部件與主軸間通過平鍵連接。材項(xiàng)目(2012011030－3)料采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限640MPa，主軸作者簡(jiǎn)介:楊一(1989－)，男，北京人，碩士研究生，(E－mail)［7］的扭
7、轉(zhuǎn)強(qiáng)度為τ=0．55σ=352MPa。xingyi_11@163．com。1．2主軸的受力分析通訊作者:張淑娟(1963－)，女，山西襄汾人，教授，博士生導(dǎo)師，(E－mail)zsujuan@263．net。工作過程中，主軸所受到的外力主要有驅(qū)動(dòng)力·19·2015年10月農(nóng)機(jī)化研究第10期矩、阻力矩、主軸自身重力、零件重力及軸承支持2主軸的仿真分析［1］力。主軸上各零件質(zhì)量(見表1)均較小，因此認(rèn)為在豎直方向上主軸及零件所受重力與軸承支持力平2．1主軸的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析衡，主要考慮主軸在轉(zhuǎn)矩作用下的扭轉(zhuǎn)變形。在去核機(jī)工作過程中，槽輪通過撥盤
8、與去核裝置通過鏈輪對(duì)主軸的阻力矩都是間斷性的，螺旋輸送器通過鏈輪對(duì)主軸的阻力矩與主軸所受到的驅(qū)動(dòng)力矩都隨著工作過程變化。考慮工作狀態(tài)下主軸轉(zhuǎn)速較低，故忽略慣性力，以去核機(jī)滿載同時(shí)受到所有載荷的
