復合鉆頭軸承應力分析

復合鉆頭軸承應力分析,復合,鉆頭,軸承,應力,分析 本科畢業(yè)設計（論文）任務書（由指導教師填寫,于畢業(yè)設計（論文）開始前一周下達給學生）題 目復合鉆頭軸承應力分析院系機電工程學院專業(yè)年級機械工程及其自動化2011級學號學生姓名孫弘揚題 目來 源科研課題（ ）題 目類 型設 計工程實際（ ）請直接在所屬項目括號內(nèi)打“”（單選）實驗研究（ ）教師自擬（ ）軟件開發(fā)（ ）論 文理論研究（ ）學生自擬（ ）實驗研究（ ）結合實際（ ）設計（論文）選題目的及工作任務采用ANSYS有限元分析軟件, 采用接觸問題的有限元法, 對復合鉆頭牙輪殼體和軸承內(nèi)接觸受力做分析和研究。對軸承內(nèi)應力的分布, 軸向載荷與徑向載荷的關系, 鉆頭結構參數(shù)、鉆壓與接觸應力和接觸面積的關系作論述, 得出軸頸上接觸應力的分布規(guī)律曲線，優(yōu)化或者改進軸承結構，提出牙輪和軸承設計應注意的問題。目前資料收集情況（含指定參考資料）1 楊斌. 牙輪鉆頭浮動套軸承接觸應力分析研究D. 西南石油學院, 2005 .2喻開安. 偏心單牙輪鉆頭軸承接觸應力分析J. 石油礦場機械, 2008,(03) .3 鄧嶸,馬紅偉. 單牙輪鉆頭軸承接觸應力分析J. 西南石油學院學報, 2003,(06) .4 史炎. 25t軸重軸箱軸承接觸應力分析J. 內(nèi)燃機車, 2009,(08)5 周秦源. 基于Pro/E和ANSYS的齒輪接觸應力的有限元分析J. 沈陽航空工業(yè)學院學報, 2007,(04)6 董惠敏,姜立學. 軸、孔接觸面荷載分布研究J. 大連理工大學學報, 2010,(06) .其余資料根據(jù)需要自主查閱設計（論文）的進程安排序 號設計（論文）各階段內(nèi)容起止日期1查閱資料、進行閱讀和分析研究3月1日-3月10日2在此基礎上進行開題報告的撰寫及準備開題答辯3月11日-3月14日3鉆頭工作原理的研究；同時進行外文資料的翻譯工作 3月15日-3月25日4鉆頭建模，接觸有限元分析3月26日-5月20日6進行論文修改，準備參加畢業(yè)論文答辯5月21日-6月10日7畢業(yè)設計評閱、審閱、答辯6月11日-6月25日設計（論文）的預期結果學生充分了解鉆頭工作原理，通過國內(nèi)外文獻檢索，英文文獻翻譯，計算機輔助分析及論文的撰寫，掌握復合鉆頭軸承原理、結構和失效形式及原因。綜合使用鉆頭過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對牙輪殼體和軸承內(nèi)應力的分布, 軸向載荷與徑向載荷的關系, 鉆頭結構參數(shù)、鉆壓與接觸應力和接觸面積的關系作論述，得出軸頸上接觸應力的分布規(guī)律曲線，提出牙輪和軸承設計應注意的問題。通過收集整理資料以鍛煉學生的自學、查找資料的能力。完成畢業(yè)論文一份，鍛煉了學生獨立工作的能力，能很快適應今后工作的需要。下達任務日期： 2015年 2月 10日 要求完成日期： 2015年 6月10日 指導教師（簽名）： 教研室主任（簽名）：院系負責人審定（簽名）： 根據(jù)情況填寫，你若沒要求可不寫設計課題名稱：復合鉆頭軸承應力分析圖紙交稿時間要求（詳細說明，交什么圖紙，幾號交）任務書里有寫，每周必須給我東西檢查！以免做錯全套設計交稿時間要求 5月30號其他特殊說明： 填寫完后，請把此表和其他設計要求相關文件放入自建文件夾（文件夾名：你的課題名）后，傳給我， 本科畢業(yè)設計（論文）任務書（由指導教師填寫,于畢業(yè)設計（論文）開始前一周下達給學生）題 目復合鉆頭軸承應力分析院系機電工程學院專業(yè)年級機械工程及其自動化2011級學號學生姓名孫弘揚題 目來 源科研課題（ ）題 目類 型設 計工程實際（ ）請直接在所屬項目括號內(nèi)打“”（單選）實驗研究（ ）教師自擬（ ）軟件開發(fā)（ ）論 文理論研究（ ）學生自擬（ ）實驗研究（ ）結合實際（ ）設計（論文）選題目的及工作任務采用ANSYS有限元分析軟件, 采用接觸問題的有限元法, 對復合鉆頭牙輪殼體和軸承內(nèi)接觸受力做分析和研究。對軸承內(nèi)應力的分布, 軸向載荷與徑向載荷的關系, 鉆頭結構參數(shù)、鉆壓與接觸應力和接觸面積的關系作論述, 得出軸頸上接觸應力的分布規(guī)律曲線，優(yōu)化或者改進軸承結構，提出牙輪和軸承設計應注意的問題。目前資料收集情況（含指定參考資料）1 楊斌. 牙輪鉆頭浮動套軸承接觸應力分析研究D. 西南石油學院, 2005 .2喻開安. 偏心單牙輪鉆頭軸承接觸應力分析J. 石油礦場機械, 2008,(03) .3 鄧嶸,馬紅偉. 單牙輪鉆頭軸承接觸應力分析J. 西南石油學院學報, 2003,(06) .4 史炎. 25t軸重軸箱軸承接觸應力分析J. 內(nèi)燃機車, 2009,(08)5 周秦源. 基于Pro/E和ANSYS的齒輪接觸應力的有限元分析J. 沈陽航空工業(yè)學院學報, 2007,(04)6 董惠敏,姜立學. 軸、孔接觸面荷載分布研究J. 大連理工大學學報, 2010,(06) .其余資料根據(jù)需要自主查閱設計（論文）的進程安排序 號設計（論文）各階段內(nèi)容起止日期1查閱資料、進行閱讀和分析研究3月1日-3月10日2在此基礎上進行開題報告的撰寫及準備開題答辯3月11日-3月14日3鉆頭工作原理的研究；同時進行外文資料的翻譯工作 3月15日-3月25日4鉆頭建模，接觸有限元分析3月26日-5月20日6進行論文修改，準備參加畢業(yè)論文答辯5月21日-6月10日7畢業(yè)設計評閱、審閱、答辯6月11日-6月25日設計（論文）的預期結果學生充分了解鉆頭工作原理，通過國內(nèi)外文獻檢索，英文文獻翻譯，計算機輔助分析及論文的撰寫，掌握復合鉆頭軸承原理、結構和失效形式及原因。綜合使用鉆頭過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對牙輪殼體和軸承內(nèi)應力的分布, 軸向載荷與徑向載荷的關系, 鉆頭結構參數(shù)、鉆壓與接觸應力和接觸面積的關系作論述，得出軸頸上接觸應力的分布規(guī)律曲線，提出牙輪和軸承設計應注意的問題。通過收集整理資料以鍛煉學生的自學、查找資料的能力。完成畢業(yè)論文一份，鍛煉了學生獨立工作的能力，能很快適應今后工作的需要。下達任務日期： 2015年 2月 10日 要求完成日期： 2015年 6月10日 指導教師（簽名）： 教研室主任（簽名）：院系負責人審定（簽名）： 分 類 號 密 級 寧畢業(yè)設計(論文)復合鉆頭的設計和有限元分析所在學院機械與電氣工程學院專 業(yè)機械設計制造及其自動化班 級11機自x班姓 名學 號指導老師 2015 年 3 月 31 日摘 要復合鉆頭組由復合鉆頭體、復合鉆頭大頭蓋、復合鉆頭小頭襯套、復合鉆頭大頭軸瓦和復合鉆頭螺栓（或螺釘）等組成。復合鉆頭組承受活塞銷傳來的氣體作用力及其本身擺動和活塞組往復慣性力的作用，這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此復合鉆頭受到壓縮、拉伸等交變載荷作用。復合鉆頭必須有足夠的疲勞強度和結構剛度。疲勞強度不足，往往會造成復合鉆頭體或復合鉆頭螺栓斷裂，進而產(chǎn)生整機破壞的重大事故。若剛度不足，則會造成桿體彎曲變形及復合鉆頭大頭的失圓變形，導致偏磨。關鍵詞：復合鉆頭，強度23AbstractThe link group comprises a connecting rod, the connecting rod cover, connecting rod bushing, connecting rod bearing and rod bolts (or screws). The connecting rod group under gas force piston pin came and its swing and piston reciprocating inertia forces, the magnitude and direction of these forces are cyclical changes. The connecting rod by compression, stretching and alternating load. The connecting rod must have enough fatigue strength and structural stiffness. The fatigue strength is insufficient, often caused by fracture of connecting rod or the connecting rod bolt, resulting in destruction of the major accident. If the lack of rigidity, it will cause deformation of round rod bending deformation and the connecting rod, piston, cylinder, cause partial grinding bearing and crank pin.Key Words: rice thresher threshing; improved design;目 錄摘 要IIIAbstractIV目 錄V第1章 緒論1第2章 復合鉆頭軸承結構介紹22.1 復合鉆頭工作原理22.2復合鉆頭總體設計32.2.1復合鉆頭的類型定位52.2.2 復合鉆頭的整機結構及選擇72.2.3 復合鉆頭復合鉆頭的工作流程9第3章 復合鉆頭結構設計113.1 復合鉆頭設計133.2 復合鉆頭配件設計14第4章 有限元分析164.1 有限元簡介164.1.1 有限元強度分析簡介164.1.2 非線性分析164.2 前處理174.3 網(wǎng)格劃分194.4 邊界條件設定214.5 強度分析224.6 強度分析結論25結論26參考文獻27致 謝28第1章 緒論復合鉆頭體由三部分構成，與活塞銷連接的部分稱復合鉆頭小頭；與曲軸連接的部分稱復合鉆頭大頭，連接小頭與大頭的桿部稱復合鉆頭桿身。復合鉆頭小頭多為薄壁圓環(huán)形結構，為減少與活塞銷之間的磨損，在小頭孔內(nèi)壓入薄壁青銅襯套。在小頭和襯套上鉆孔或銑槽，以使飛濺的油沫進入潤滑襯套與活塞銷的配合表面。復合鉆頭桿身是一個長桿件，在工作中受力也較大，為防止其彎曲變形，桿身必須要具有足夠的剛度。為此，車用發(fā)動機的復合鉆頭桿身大都采用形斷面， 形斷面可以在剛度與強度都足夠的情況下使質量最小，高強化發(fā)動機有采用H形斷面的。有的發(fā)動機采用復合鉆頭小頭噴射機油冷卻活塞，須在桿身縱向鉆通孔。為避免應力集中，復合鉆頭桿身與小頭、大頭連接處均采用大圓弧光滑過渡。為降低發(fā)動機的振動，必須把各缸復合鉆頭的質量差限制在最小范圍內(nèi)，在工廠裝配發(fā)動機時，一般都以克為計量單位按復合鉆頭的大、小頭質量分組，同一臺發(fā)動機選用同一組復合鉆頭。V型發(fā)動機上，其左、右兩列的相應氣缸共用一個曲柄銷，復合鉆頭有并列復合鉆頭、叉形復合鉆頭及主副復合鉆頭三種型式。第2章 復合鉆頭軸承結構介紹2.1 復合鉆頭工作原理復合鉆頭機構中的構件有桿狀、塊狀、偏心輪、偏心軸和曲軸等型式。當構件上兩轉動副軸線間距較大時，一般做成桿狀。 帶兩個轉動副的雙副桿結構： 帶三個轉動副的三副桿結構： 桿狀結構的構件應盡量做成直桿。有時為了避免構件之間的運動干涉，也可將桿狀構件做成其他結構。 帶三個轉動副的三副桿的結構設計較為靈活，與三個轉動副的相對位置和構件加工工藝有關，下圖為8種典型結構形式： 2.2復合鉆頭復合鉆頭總體設計 復合鉆頭集團復合鉆頭身體，復合鉆頭大頭蓋骨，復合鉆頭小頭布什、復合鉆頭大腦袋襯套和桿螺栓（或螺栓）等。復合鉆頭組忍受活塞銷的天然氣的作用力本身隔活塞組往返慣性力的作用下，這些能力的大小和方向是周期性變化。所以鏈接壓縮，拉伸等變動荷載作用。鏈接必須有足夠的疲勞強度和結構剛性。疲勞強度不足，往往復合鉆頭身體和桿螺栓斷裂，并且機械全部破壞的重大事故發(fā)生。如果剛性不足，桿身體彎曲變形與復合鉆頭大腦袋的失敗圓變形，活塞，汽缸，軸承和曲軸銷等偏磨。2.2.1復合鉆頭的類型定位復合鉆頭小頭多為薄壁圓環(huán)形結構，為減少與活塞銷之間的磨損，在小頭孔內(nèi)壓入薄壁青銅襯套。在小頭和襯套上鉆孔或銑槽，以使飛濺的油沫進入潤滑襯套與活塞銷的配合表面。復合鉆頭桿身是一個長桿件，在工作中受力也較大，為防止其彎曲變形，桿身必須要具有足夠的剛度。為此，車用發(fā)動機的復合鉆頭桿身大都采用形斷面， 形斷面可以在剛度與強度都足夠的情況下使質量最小，高強化發(fā)動機有采用H形斷面的。有的發(fā)動機采用復合鉆頭小頭噴射機油冷卻活塞，須在桿身縱向鉆通孔。為避免應力集中，復合鉆頭桿身與小頭、大頭連接處均采用大圓弧光滑過渡。為降低發(fā)動機的振動，必須把各缸復合鉆頭的質量差限制在最小范圍內(nèi)，在工廠裝配發(fā)動機時，一般都以克為計量單位按復合鉆頭的大、小頭質量分組，同一臺發(fā)動機選用同一組復合鉆頭。V型發(fā)動機上，其左、右兩列的相應氣缸共用一個曲柄銷，復合鉆頭有并列復合鉆頭、叉形復合鉆頭及主副復合鉆頭三種型式。2.2.2 復合鉆頭的整機結構及選擇復合鉆頭組件由復合鉆頭軸，復合鉆頭蓋，小牙輪，大軸瓦，螺絲等組成，如上圖所示2.2.3 復合鉆頭復合鉆頭的工作流程 鏈接的主要損傷的形式是疲勞斷裂和過剩變形。通常疲勞斷裂部位連接上的3個區(qū)域的高應力。鏈接的工作條件鏈接的高強度和抗疲勞性能；另外要求很充分的鋼性和韌性。傳統(tǒng)的鏈接的加工過程中其材料通常45鋼，40 Cr和40 MnB等調(diào)質鋼、硬度高，所以德國汽車企業(yè)的新型復合鉆頭材料，例如C 70 S6高碳微合金非調(diào)質鋼，SPLITASCO系列鍛造鋼，F(xiàn)RACTIM鍛造鋼鍛鋼等S 53 CV - FS（以上都是德國din標準）。合金鋼非常高強度，對應力集中敏感的。所以，復合鉆頭外形，過度的公畝等必要嚴格要求，應該注意的表面加工提高質量疲勞強度，否則高強度合金鋼的應用預期效果不能達到。第3章 復合鉆頭設計3.1 復合鉆頭原理 復合鉆頭體由三部分構成，與活塞銷連接的部分稱復合鉆頭小頭；與曲軸連接的部分稱復合鉆頭大頭，連接小頭與大頭的桿部稱復合鉆頭桿身。復合鉆頭小頭多為薄壁圓環(huán)形結構，為減少與活塞銷之間的磨損，在小頭孔內(nèi)壓入薄壁青銅襯套。在小頭和襯套上鉆孔或銑槽，以使飛濺的油沫進入潤滑襯套與活塞銷的配合表面。復合鉆頭桿身是一個長桿件，在工作中受力也較大，為防止其彎曲變形，桿身必須要具有足夠的剛度。為此，車用發(fā)動機的復合鉆頭桿身大都采用形斷面， 形斷面可以在剛度與強度都足夠的情況下使質量最小，高強化發(fā)動機有采用H形斷面的。有的發(fā)動機采用復合鉆頭小頭噴射機油冷卻活塞，須在桿身縱向鉆通孔。為避免應力集中，復合鉆頭桿身與小頭、大頭連接處均采用大圓弧光滑過渡。為降低發(fā)動機的振動，必須把各缸復合鉆頭的質量差限制在最小范圍內(nèi)，在工廠裝配發(fā)動機時，一般都以克為計量單位按復合鉆頭的大、小頭質量分組，同一臺發(fā)動機選用同一組復合鉆頭。V型發(fā)動機上，其左、右兩列的相應氣缸共用一個曲柄銷，復合鉆頭有并列復合鉆頭、叉形復合鉆頭及主副復合鉆頭三種型式。3.2 復合鉆頭配件設計第4章 有限元分析4.1 有限元簡介4.1.1 有限元強度分析簡介 數(shù)學，有限要素法（FEM，F(xiàn)inite Element）是一種求解微分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術。解的時候全體的問題區(qū)域分解，各地區(qū)簡單的部分，這個簡單的部分就和有限的。這是，變分法，誤差函數(shù)最小值生成穩(wěn)定解。類比連接多級微小直線近似日元的思想，有限要素法在內(nèi)的所有可能的方法很多，這些方法稱為有限元的小領域上的簡單方程相連，其更大的地域，推定上的復雜的方程式。那是解域和許多被稱為有限元的小的相互連接子區(qū)組成，每單元的假設一個合適的（比較簡單的）近似解解，然后推導這個地區(qū)的總的條件（如結構的平衡條件），其結果問題解。這是正確理解解，而是近似解，實際問題是比較簡單的問題。大部分的實際問題，正確理解難以得到有限元，計算精度高，它不僅能適應各種復雜形狀，有效的手段工程分析。位移模式選擇有限單元法，選擇節(jié)點移位作為基本的未知量被稱為位移法；選擇節(jié)點力作為基本未知量稱為力法；部分節(jié)點力和一部分的節(jié)點移位作為基本的未知量被稱為混合法。位移法容易實現(xiàn)計算自動化，所以，有限單元法最寬的應用范圍位移法。位移法錄用的時候，物體或構造物離散化后，單位總的物理量等的位移，應變應力等節(jié)點位的一部分表示。這個時候單位位移分布收割迫近原函數(shù)的近似函數(shù)說明。通常，有限要素法我們位移坐標變量的簡單的函數(shù)。這個函數(shù)被稱為位移模式和位移函數(shù)。分析單元的力學的性質單元的材料的性質不同，形狀，尺寸、節(jié)點的數(shù)量，位置和意義等標題，單元節(jié)點力和節(jié)點移位的關系式，組合分析的關鍵的一步。這個時候應用彈性力學的幾何學的方程式和物理的方程式建立力和位移方程式引導，從而單元剛性矩陣，這是有限要素法的基本步驟之一。4.1.2 非線性分析 非線性分析分析研究結構動力特性的一種現(xiàn)代方法，系統(tǒng)的辨別方法是工程的振動的領域的應用。非線性分析機械結構的固有振動特性，每一個模式是特定的固有頻率，阻尼比非線性分析振型。這些非線性分析參數(shù)計算和考試從分析，取得的計算和考試分析過程被稱為非線性分析分析。如果這個分析過程有限元計算方法取了，計算非線性分析分析稱；如果考試通過采集系統(tǒng)輸入和輸出信號參數(shù)獲得識別非線性分析參數(shù)，稱為考試非線性分析分析。通常，非線性分析分析，考試非線性分析分析。振動模式的彈性的結構的固有的，全體的特性。非線性分析分析的方法，通過清醒的構造物的容易被影響的頻率范圍內(nèi)的各主要模式的特性，那個對應預言結構內(nèi)外部或內(nèi)部各種：的作用下發(fā)生的實際的振動響應。所以，非線性分析分析結構設計及設備故障診斷動態(tài)的重要方法。機械、建筑、航天飛機，船舶、汽車等實際的振動模式各自不同。非線性分析分析提供了各類振動特性研究的有效途徑。首先，構造物靜止狀態(tài)人為加振，通過測定加振力和響應雙通道快速傅立葉變換（FFT）的分析，任意兩點之間的機械導納函數(shù)（傳遞函數(shù)）。非線性分析分析理論考試導納函數(shù)擬合的曲線，認識構造物非線性分析參數(shù)，建立從而構造物非線性分析模型。非線性分析疊加原理，已知的各種載荷時間過程的場合，預言結構物的實際的振動的反應過程和反應譜。這十幾年，計算機技術FFT分析儀，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和振動傳感器，驅動程序等的技術的發(fā)展，得到考試非線性分析分析的迅速的發(fā)展的影響，機械、電氣、建筑、水利、航空、航天等眾多產(chǎn)業(yè)部門的重視。已經(jīng)多種等級，各種原理的非線性分析分析硬件和軟件登場。4.2 前處理打開ansys軟件，界面如圖所示點擊Geometry功能選項，將其拖入Project schematic界面，如上圖所示在Analysis Systems中點擊Static Structural功能選項，將其拖入到Geometry旋向框上面，如圖所示，自動生成分析選項界面。導入模型以后，需要對模型賦予材質。本結構中，零部件材質設定為結構鋼楊氏模量為2.1e13pa 泊松比為 0.3如下圖所示，分別對每個零部件進行材料設定4.3 網(wǎng)格劃分區(qū)分網(wǎng)格前，用戶首先需要對模型中將使用單位設定。單元的屬性主要是：單元類型，實常數(shù)，材料常數(shù)。典型的實常數(shù)，厚度，截面，高度，梁的慣性等。材料的屬性包括：彈性模量、泊松分布，密度，熱膨脹系數(shù)等。ANSYS為用戶提供了兩種網(wǎng)格分割類型：自由與映射所謂的“自由”的體現(xiàn)，不特定的標準，單元形狀無限制，生成機體不規(guī)律，基本上適用于所有的模型。自由網(wǎng)格生成的內(nèi)部節(jié)點位置比較隨意，用戶無法控制。操作方法是打開Mesh Tool工具欄的自由選擇。用單元形狀于是對面是身體依賴網(wǎng)格區(qū)分。對面的自由，只有網(wǎng)格是四角形的組合也盡量三角形單元組成，或兩者混合。身體有自由、網(wǎng)格單元限制四面體。映射網(wǎng)格區(qū)分要求方面和身體的形狀，一定規(guī)則，且映射面網(wǎng)格只包括三角形的單位和四角形的單位，映射身體網(wǎng)格只包括六面體單元，這就是規(guī)則生成單元形狀形狀，適用規(guī)則的臉和身體。網(wǎng)格映射分，生成單元尺寸依靠，當前DSIZE ESIZE，KESIZE，LESIZE和ASIZE設置。Smartsize不能用于映射網(wǎng)格區(qū)分。使用時硬時，不支持映射網(wǎng)格的區(qū)分。這方面是3或4條線圍起來，腋下相等的單元的分割數(shù)必須。如果這方面3條線圍成三條方面的單元的分割數(shù)等于是偶數(shù)，必須要。對邊格數(shù)的差別，平等，或網(wǎng)格邊數(shù)相等，另外的格數(shù)的差是偶數(shù)，網(wǎng)格區(qū)分映射。如果一個方面比4條線圍成，那是直接采用映射網(wǎng)格被分為了，但是，總的線數(shù)量的減少4，其中的一些線配合（add）和連接（concatenated，一種區(qū)分網(wǎng)格時的操作）。代替連接操作（concatenation），拾音器方面的3個或四角點面映射網(wǎng)格，分為它簡化的方法的兩個分映射網(wǎng)格點之間的內(nèi)部連接線。為了得到映射網(wǎng)格，必須在一旁指定相等的線的分割數(shù)（或定義線的分割數(shù)對應的接力方式）。不需要所有的線指定分割數(shù)，只要采用映射網(wǎng)格，分程序線的分割數(shù)1根邊，一邊傳達傳達給所有的旁邊的網(wǎng)格方面）區(qū)分身體映射網(wǎng)格：為了一個人分割六面體單位，必須滿足了塊形狀（六面體）、5面體和四方面的體形對面和定義的單元的分割數(shù)必須等于如果身體棱柱形和四面的尺寸，三角形方面的單元的分割數(shù)是偶數(shù)相對緣區(qū)分的學分，必須等于導入模型以后如上圖所示，打開主界面,對模型進行網(wǎng)格劃分，點擊mesh功能旋向，右擊插入mesh方法，選擇sizing，即設定網(wǎng)格大小。設定整體網(wǎng)格大小為1mm。點擊mesh，軟件對模型進行網(wǎng)格劃分，劃分結果如下圖所示：可以看到最終網(wǎng)格劃分效果，以及網(wǎng)格數(shù)量，如下圖：如圖所示，網(wǎng)格總數(shù)量為487658，節(jié)點數(shù)量為170523網(wǎng)格質量1004.4 邊界條件設定網(wǎng)格劃分完畢需要對整體裝置進行邊界條件設定，如下圖所示，為模型固定條件，即模型中某些零部件進行固定設定。設定軸承外圈上與小棍接觸部分為固定。即fixed support另外設定約束條件，即受力載荷或者位移載荷設定與軸承外圈接觸的冷碾輥部分以及外部受力打小為500N如上圖所示4.5 強度分析點solve，軟件對模型進行計算，最終計算結果如下圖圖上分別為主應力，位移，應變值。4.6 強度分析結論 牙輪在長期運行過程中，軸頸表面受到脹套的擠壓力和復合機械力的作用，將導致其永久性變形，直徑或縮減0.1mm0.3mm。進而導致機械脹緊配合力度達不到要求的縮緊力，牙輪與主軸之間出現(xiàn)配合間隙，引起了牙輪的磨損。由此可知在設計過程中需要注意以下幾點：1 減小軸與外殼的磨損.2減小軸與外殼的摩擦使得軸轉動更靈活3起到固定軸的作用。4在條件差的環(huán)境中使用。5無油潤滑的情況下使用軸承拆下后擬繼承運用時，應選用恰當?shù)难b配工具。裝配過盈配合的內(nèi)套圈，只能將拉力加在該套圈上，絕不許可通過滾動體(外圈)傳遞裝配力，否則滾動體和滾道都會被壓傷。軸承裝置時，必需在套圈端面的圓周上施加均等的壓力，將套圈壓入，不得用鎯頭等工具間接敲擊軸承端面，免得傷害軸承。在過盈量較小的狀況下，可在常溫下用套筒壓住軸承套圈端面，用鎯頭敲打套筒，通過套筒將套圈平衡地壓入。假如少量量裝置時，可采取液壓機。壓入時，應保障外圈端面與外殼臺肩端面，內(nèi)圈端面與軸臺肩端面壓緊，當過盈量較大時，可采取油浴加熱或感應器加熱軸承方式來裝置，加熱溫度規(guī)模為80-100，最高不能超越120。同時，運用螺母或其它恰當?shù)姆绞骄o固軸承，以避免軸承冷卻后寬度方向壓縮而使套圈與軸肩之間發(fā)生間隙。結論一、總結第一部分，文獻資料的搜集與整理。通過專利網(wǎng)、文獻庫和老師給的資料，了解了當前主流的幾種機車轉向架助推器類型。然后根據(jù)文獻資料，綜合分析每種助推器的優(yōu)劣，綜合比較借鑒，初步確定采用撬棍杠桿式助推方式。第二部分，確定局部和整體方案。進一步分析撬棍式助推器的助推方式，及需要哪些相配合的機構，將助推器分為執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)三部分。然后先對執(zhí)行機構進行理論受力分析，分析其位移量。借此計算出部分齒輪減速的比和需要的電機的轉矩，從而確定電機選型，至此部分和驅動部分也同時確定下來。第四部分，各部件具體機構設計和校核。根據(jù)前面三章的內(nèi)容，確定執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)各部件的具體結構尺寸，確定軸上零件的定位和裝配方式，最后選擇合適的軸承并對各部件進行校核。二、設計的不足之處 這次的設計還只是階段性的，助推器的結構還可以進行局部優(yōu)化，中間的系統(tǒng)也有很多不同的方案可以選擇，比如選擇齒輪代替鏈傳， 三、個人體會畢業(yè)設計是大學四年期間最后一次正式的機構設計了，可以說是跨出大學校園的最后一步。需要考察自己大學期間學習的各項專業(yè)技能和課程知識，并且要綜合運用，對自己也是一次全面的提高。因為考研的關系，很多時間被占用了，所以畢業(yè)設計的時間比較緊，中間過程略顯倉促。剛開始做課題使并沒有什么頭緒，不知道從哪里下手。就像無頭的蒼蠅，這里做一些，那里做一些，其中受力分析就做了很多遍，事實證明這些都是無用功。后來跟指導老師溝通了很多次，確定下來步驟。先綜合分析助推器的總體結構，分成幾部分，比如驅動、執(zhí)行部分，這樣就有了一個大的方向。因此，我體會到初步設計必須確定每一部分的工作，由大到小，先分析結構，再對結構的運動和動力性能綜合分析，不斷的修正、不斷的改進，這樣才能做出完整的設計。參考文獻1楊穎萍，施俊俊，孫英彪.客車轉向架構架焊修工藝的探討A.第十四屆全國機械設計年會論文集C.中國機械工程學會，2008.2蒼松.動車組轉向架虛擬裝配技術的研究與應用D.遼寧：大連交通大學，20093Http:/www.easymover.it/en/pusher.php,5-20/2013-5-204Gregory James Newell. Materials handling device and system. P.U.S. Patent No.7168514B2,Jan.30,20075Http:/www.fetec-papier.de/Easy_Mover_-_Rllentransportger/Details_Easy_Mover/details_easy_mover.html,5-20/2013-5-206Http:/www.mastermover.com,5-20/2013-5-207濮良貴，紀名剛，陳國定等.機械設計M.第八版.北京：高等教育出版社,2006,58王昆，何小柏，汪信遠.機械設計、機械設計基礎課程設計M.北京：高等教育出版社，19969. 黃志新，劉成柱ANSYS Workbench 14.0超級學習手冊 10. 劉鴻文材料力學 11. 胡小華；, 摩托車發(fā)動機復合鉆頭疲勞可靠性分析及壽命預測, 重慶大學碩士論文, 2014 12. 王立峰, 發(fā)動機曲軸復合鉆頭機構動力學仿真及疲勞分析,長安大學碩士論文, 2010 13. 龔立新，發(fā)動機復合鉆頭靜態(tài)與動態(tài)特性的有限元分析研究，哈爾濱工程大學碩士論文, 2007 致 謝 畢業(yè)設計也接近尾聲了，也意味我在大學的生活就要劃上一個句號。回過頭來看看自己做設計的過程，也有很多體會。助推器的助推方案不斷推倒，不斷重建。也讓我對專業(yè)技能有了更深的了解。 首先，誠摯感謝我的指導老師。每當我有不懂的問題的時候，老師總是耐心為我解答，而且解答地很詳細，讓我對下一步的工作有了清晰的認識。在我沒有頭緒的時候，老師總是適時地提出自己的建議，循循善誘，給我思考的空間，鍛煉了我的專業(yè)思維。老師總是抽出自己的時間來督促我論文的進度，這是很無私的。在此，向老師表示崇高的謝意！ 感謝四年來同學、老師的陪伴，感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴暮蛯氋F的建議，有了他們的支持和鼓勵，才讓我度過了四年充實的大學生活。 畢業(yè)設計中期答辯內(nèi)容論文研究進展 1，已閱讀完參考論文內(nèi)容2，熟練使用ansys軟件分析軸承類接觸問題，現(xiàn)階段工作成果使用ansys軟件對軸承做了簡單的接觸應力分析首先使用Solidworks建立了軸承一半（模型對稱結構）的幾何模型，然后導入ansys進行網(wǎng)格劃分，分別在鋼球和內(nèi)圈和外圈的接觸面建立接觸對，其中要使用到ansys的接觸向導可以很方便的建立接觸。軸承最后的有限元模型如圖1，圖2為邊界條件，其中對稱面需要施加對稱邊界條件，圖3為應力分析結果。 圖1 有限元模型圖2 施加邊界條件圖3 應力分析結果面臨的問題1，應力分析中接觸分析是一種普遍的分析形式，由于在計算過程中軸承鋼珠和內(nèi)外圈的接觸面積的變化，導致結構的剛度發(fā)生變化，因此它是一種非線性分析，這是本論文的一大難點。在接觸點附近網(wǎng)格質量的好壞會影響最終的分析精度，因此必須調(diào)整合適的網(wǎng)格大小，才能使分析結果符合工程實際。2，復合轉頭在工作過程當中，軸承內(nèi)圈和外圈以及鋼珠之間是有相對運動的，與普通的接觸應力分析相比，是屬于動力學分析范疇，更為復雜。如何選取一個合理的計算模型來模擬此種工況，暫時還沒有想到。設計的原理本論文主要思路如下，以一款復合轉頭為例 ，分析在一般工作狀態(tài)下軸承的受力情況，然后根據(jù)分析結果，提出一種全新的軸承結構，對全新的軸承結構再次進行有限元模擬，從而證明新的軸承結構要比目前的軸承力學性能要更好。后續(xù)工作安排進一步建立軸承的有限元模型，分析軸承在旋轉過程中的受力情況，提出新的軸承結構軸頸上接觸應力的分布規(guī)律曲線好像沒有啊，題目也是錯的，還有這個是軸承應力分析嗎，麻煩了