缠绕机关键零部件有限元分析及结构优化设计

发布时间：2020-05-27 06:44

【摘要】：随着经济的发展和社会的进步,越来越多的商品被销往到世界各地,为降低商品在流通运输的过程中受到损坏而造成经济损失,这就需要对商品进行包装保护,各种各样的包装机械为满足市场需求应运而生。本文研究的低位缠绕包装机就是包装机械行业中的一种,这款缠绕包装机主要用来缠绕包装机械设备、化工产品、纸箱货物等。本文针对济南群星科技有限公司生产的缠绕机为研究对象,用Solid works建立了缠绕机的三维模型并进行装配,对立柱电机的选用和传动装置进行了设计计算,在对链轮支架、链轮轴、立柱滑架进行静力学分析的基础上,优化了链轮支架、链轮轴、立柱滑架,并对链轮进行了动力学分析。详细的工作内容如下:(1)对低位缠绕机的基本构成和工作原理进行详细介绍,并且针对立柱装置中的电机选用和链传动系统进行了设计计算,为第四章链轮的模态分析奠定理论基础。(2)对立柱中链轮支架、链轮轴进行结构静力学分析,通过有限元分析软件Workbench对这两个零部件施加载荷和约束分析其应力和变形,检验结构强度是否符合要求,并通过优化提高其强度和刚度。(3)因链传动系统在工作过程中会产生共振现象,为避免其出现这种现象影响缠绕机的正常工作,对链轮进行模态分析,为链传动系统的设计和改进提供了理论依据。(4)在链轮轴、立柱滑架的强度和刚度都满足使用要求的情况下,为减少材料的使用和提高零部件的强度和刚度,进行了拓扑优化,为企业制造缠绕机提供设计基础。对链轮支架进行了静力学分析之后,为了在满足其刚度和强度的前提下实现轻量化目标,使用拓扑优化和基于响应面法的多目标驱动优化进行比较,最终经比较选择响应面优化结果。
【图文】：

低位缠绕机相对于其他类型的缠绕机而言，在结构上和功能上有一些不同的之处，低位缠绕机能在控制系统的作用下完成货物的自动包装缠绕，而且操作特别简单，极其人性化，可以减少劳动力的使用，提高包装的效率，低位缠绕机的结构组成如图2.1所示。1234

1-下链轮 2-膜架连接板 3-立柱滑架 4-下门 5-电机6-减速机 7-上链轮 8-外箱体 9-链轮轴 10-链轮支架图2.2 立柱的三维结构图立柱的箱体上装有控制系统，通过控制系统来调节缠绕膜缠绕的圈数和高度，以及缠绕货物的松紧状况，立柱的电机安装在立柱箱体里面的上部，此电机选交流电机，当电机开启时，电机带动链轮链条传动，立柱滑架跟链条连接，滑架上下运动，，从而带动开门膜架的上下运动，实现缠绕机对货物的上下缠绕。67510912348
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB486

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本文编号：2683124