基于强度的主轴箱结构优化设计

基于强度的主轴箱结构优化设计

摘 要

随着机械加工技术的日益完善，机械部件不仅仅要求要满足工作状态下的各项指标，而且还要求能尽量的使其小巧轻便，这样既便于安装也能提高及安全程度。

针对小型绕线机的主轴箱质量问题，建立了主轴箱体强度实验的静态有限元模型，然后使用SolidWorks cosmosworks进行计算，对主轴箱体在给定的压力作用下的应力分布进行了仿真分析。通过对几个典型状态下主轴箱体应力分布情况的仿真结果评价，确定了主轴箱体上最易发生变形，产生位移的高应力区域。然后在此基础上运用优化软件选取几个比较典型的变量进行优化，最终目标是使该主轴箱体能在强度满足应力要求的情况下最大程度的减轻其质量。

关键词   主轴箱体   有限元方法  强度  质量最小化  优化

目  录

摘 要 I

Abstract II

目  录 I

第一章 绪论 - 1 -

1.1 研究目的与主要内容 - 1 -

1.2 研究的背景 - 1 -

1.2.1 绕线机行业国内外发展的现状 - 1 -

1.2.2 我国绕线机行业存在的问题 - 2 -

1.3 课题所应用的方法及系统描述 - 2 -

1.3.1 几种强度分析软件介绍 - 2 -

1.3.2 基于COSMOSWORKS软件的结构优化分析 - 3 -

第二章 强度的计算方法及理论基础 - 6 -

2.1 强度相关理论基础及计算方法 - 6 -

2.2 有限元方法简介及强度问题的有限元法 - 7 -

2.3 结构优化设计理论 - 11 -

2.4 本章小结 - 14 -

第三章 主轴箱结构的改进设计 - 15 -

3.1 主轴箱优化模型的建立 - 15 -

3.2 箱体的静态分析及分析过程 - 15 -

3.3 箱体壁厚的优化 - 19 -

3.4 前后主轴支承板间距的优化 - 24 -

3.5 主轴支承孔高度的优化 - 25 -

3.6 改进箱体模型的综合优化 - 27 -

3.7 本章小结 - 32 -

第四章 结论与展望 - 33 -

4.1 结论 - 33 -

4.2 展望 - 33 -

致 谢 - 34 -

参考文献 - 35 -