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基于AWE的滚齿机床身结构刚度优化设计

作　者: 陈俊
导　师: 袁安富
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 结构优化滚齿机床身有限元 Pro/E ANSYS Workbench
分类号: TG612
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 260次
引　用: 6次
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内容摘要

我国作为一个制造业的大国,齿轮加工技术水平一直比较落后,要加工高精度的齿轮具有很大的难度。滚齿机是使用最广泛的齿轮加工机床,作为加工齿轮的一种重要手段,随着社会和科学技术水平的发展,对其加工精度的要求也越来越高。机床床身作为滚齿机的一个重要的结构大件,它的特性直接关系到机床的加工精度和表面粗糙度。因此通过优化机床床身的刚度以提高滚齿机加工精度是一种行之有效的方法。本文首先介绍了齿轮加工机床及结构优化的国内外研究状况,其次利用三维造型软件Pro/E 2001对滚齿机机床床身实现了参数化实体造型,然后在ANSYSWorkbench协同仿真平台下对建立的滚齿机床身模型进行了静力学分析,得出了影响滚齿机床身变形的主要因素,最后在ANSYS Workbench环境(ANSYSWorkbench Environment—AWE)的DesignXplorer模块下,以求得滚齿机床身的最小变形量为目标,对床身结构进行了基于实验设计的技术优化,从而使滚齿机床身刚度得到了优化,提高了机床的加工精度。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第一章绪论  9-15
  1.1 齿轮加工机床及滚齿机概况  9-11
  1.2 结构优化国内外研究状况  11-12
  1.3 本课题的研究目的和研究内容  12-15
    1.3.1 本课题的研究目的及意义  12-13
    1.3.2 本课题的研究内容  13-15
第二章 PRO/E及ANSYS WORKBENCH软件简介  15-20
  2.1 PRO/E软件介绍  15-17
  2.2 ANSYS WORKBENCH软件简介  17-20
第三章有限元法概述  20-32
  3.1 有限元法的应用  20-21
  3.2 有限元法的优点  21-22
  3.3 有限元法的一般步骤  22-23
  3.4 有限元理论基础  23-27
  3.5 空间问题的有限元法  27-32
第四章研究的问题及解决方案  32-56
  4.1 问题的提出  32
  4.2 解决的思路  32-37
    4.2.1 建立滚齿机床身实体模型  32-33
    4.2.2 静力学分析  33-35
    4.2.3 优化设计  35-37
  4.3 具体实施方案  37-55
    4.3.1 床身模型建立  37
    4.3.2 滚齿机床身结构静力分析  37-46
      4.3.2.1 模型导入  37
      4.3.2.2 定义材料参数和单元类型  37-42
      4.3.2.3 网格划分  42-43
      4.3.2.4 施加载荷及边界条件  43-45
      4.3.2.5 静力计算  45-46
    4.3.3 滚齿机床身结构优化设计  46-55
      4.3.3.1 优化技术与CAE  46-47
      4.3.3.2 基于实验设计(DOE)的技术优化  47-50
      4.3.3.3 滚齿机床身的实验设计分析  50-55
  4.4 结果分析  55-56
    4.4.1 静力计算结果分析  55
    4.4.2 优化设计结果分析  55-56
第五章改进意见及展望  56-57
参考文献  57-60
硕士在读期间发表的论文清单  60-61
致谢  61

基于AWE的滚齿机床身结构刚度优化设计

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