高效强力齿辊破碎机参数化设计及虚拟样机研发

摘要

破碎机是许多行业破碎工艺中非常关键的机械设备。为了突破传统的齿辊破碎机的设计方法，本文建立了齿辊破碎机虚拟样机系统，运用虚拟样机技术对破碎机进行仿真分析和参数化设计。
　　以强力齿辊破碎机为研究对象，对其进行自顶向下的整机建模，通过了装配干涉检测。采用Pro/E三维软件和VC++6.0开发平台，实现了破碎机齿板的参数化变型设计，为产品快速设计奠定了良好的基础；在ANSYS Workbench软件中对采用Pro/E建立的齿辊破碎机齿板的三维模型进行了静力学分析，根据分析结果提出了对辊齿较薄弱地方加强的三种方案，通过分析对比，最终确定了较为理想的方案。
　　对破碎机进行ADAMS运动学和动力学仿真。首先,通过分析破碎机运动特性，明确了破碎机的工作过程，通过了运动干涉检测。其次,通过分析有滚动现象的物料的接触力，明确了物料的整个破碎过程的情况，分析得出其破碎力比无滚动现象的要大。通过对比三种不同材料的物料接触力的大小。仿真结果的接触力与理论计算的挤压力非常接近，这从理论上验证了虚拟样机系统的仿真结果是可靠有效的，也反映了对齿板受力的理论分析方法是可行的。
　　基于相似理论对虚拟样机系统进行可靠性评估。运用相似分析方法构造相似元，计算相似元值，求出系统相似度。本文得到虚拟样机的相似度为0.844，证明了虚拟样机仿真结果是可信的。

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第一章 绪论

1.1课题背景与意义

1.2破碎机国内外研究及应用现状

1.3系统开发关键技术研究

1.4研究的主要内容

1.5本章小结

第二章 参数化变型设计

2.1开发工具

2.2参数化变型设计方案

2.3开发步骤

2.4本章小结

第三章 齿板的有限元分析

3.1破碎机工作原理

3.2辊齿的有限元分析

3.3结果分析与结构改进

3.4本章小结

第四章 破碎机的运动学和动力学分析

4.1模型的建立

4.2模型的材料定义

4.3对模型添加约束和载荷

4.4仿真分析

4.5本章小结

第五章 虚拟样机可信度评估

5.1虚拟样机系统的相似分析

5.2构造破碎机系统相似元

5.3计算破碎机系统相似元相似度

5.4本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1主要研究内容和创新点

6.2不足与展望

致谢

参考文献

附录I 攻读硕士学位期间发表论文目录

附录II 主对话框资源文件程序

附录III齿套资源文件程序

附录IV齿板资源文件程序

附录V程序源文件