全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S16356學(xué)位論文全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真路達(dá)指導(dǎo)教師姓名：朱海教授東北林業(yè)大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位類(lèi)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：碩士2016年04月東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)：論文答辯日期：授予學(xué)位日期：機(jī)械電子工程2016年06月2016年06月答辯委員會(huì)主席：王彤教授論文評(píng)閱人：素必符景大學(xué)摘要摘要摩擦焊是以機(jī)械能為能源的固相焊接，效率高等優(yōu)勢(shì)，在制造業(yè)特別是汽車(chē)交通、較為廣泛。以其焊接質(zhì)量高、穩(wěn)定可靠、耗

2、能低、生產(chǎn)航空航天、海洋探索開(kāi)發(fā)等諸多領(lǐng)域里應(yīng)用傳統(tǒng)摩擦焊機(jī)有著液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性不佳、焊機(jī)主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、液壓系統(tǒng)環(huán)保不好等缺陷。對(duì)此，本文以鉆頭為主要加工對(duì)象，設(shè)計(jì)了‘種全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)，用來(lái)克服傳統(tǒng)摩擦焊機(jī)的不足之處。鉆頭刀柄的材料為45鋼，刀頭的材料為高速鋼，根據(jù)45鋼和高速鋼的焊接規(guī)范，確定了全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，從而對(duì)全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)展開(kāi)較為全面的設(shè)計(jì)。全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)主要由主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、軸向加壓機(jī)構(gòu)、移動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和

3、床身組成，在對(duì)每個(gè)機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算之后，利用UG8o三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)它們進(jìn)行三維實(shí)體建模，并將其裝配，完成焊機(jī)的設(shè)計(jì)工作。為驗(yàn)證所設(shè)汁的焊機(jī)是否合理，利用Ansysworkbench有限元仿真軟件對(duì)焊機(jī)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了有限元靜力學(xué)仿真，主要包括：床身、主軸、主軸箱、軸向推力座、移動(dòng)夾緊座、軸向加壓滾珠絲杠副、移動(dòng)夾緊滾珠絲杠副等。通過(guò)模擬分析，得到相應(yīng)的位移云圖和應(yīng)力云圖，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性，且有著較高的安全系數(shù)。利用Ansy

4、sworkbench有限元仿真軟件對(duì)全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)的關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)零部件進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了主軸、軸向加壓絲杠和移動(dòng)夾緊絲杠的固有頻率，對(duì)它們的振型進(jìn)行了分析，使第一階模態(tài)的固有頻率避開(kāi)了激振頻率，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。根據(jù)對(duì)全電機(jī)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)進(jìn)行有限元靜力學(xué)仿真的結(jié)果，對(duì)軸向推力座、移動(dòng)夾緊座和主軸箱安全冗余過(guò)大問(wèn)題進(jìn)行r探討和分析，并耳在保障它們主體結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的同時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果表明，軸向推力座、移動(dòng)夾緊座和主軸箱的質(zhì)量