全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號：S16356學(xué)位論文全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真路達(dá)指導(dǎo)教師姓名：朱海教授東北林業(yè)大學(xué)申請學(xué)位類別：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月答辯委員會主席：王彤教授論文評閱人：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，在制造業(yè)特別是汽車交通、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。對此，本文以鉆頭為主要加工對象，設(shè)計了‘種全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(jī)，用來克服傳統(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)動摩擦焊機(jī)的設(shè)計參數(shù)，從而對全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(jī)展開較為全面的設(shè)計。全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(jī)主要由主軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)、軸向加壓機(jī)構(gòu)、移動夾緊機(jī)構(gòu)和

3、床身組成，在對每個機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行設(shè)計計算之后，利用UG8o三維設(shè)計軟件對它們進(jìn)行三維實體建模，并將其裝配，完成焊機(jī)的設(shè)計工作。為驗證所設(shè)汁的焊機(jī)是否合理，利用Ansysworkbench有限元仿真軟件對焊機(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、移動夾緊座、軸向加壓滾珠絲杠副、移動夾緊滾珠絲杠副等。通過模擬分析，得到相應(yīng)的位移云圖和應(yīng)力云圖，驗證了設(shè)計的合理性，且有著較高的安全系數(shù)。利用Ansy

4、sworkbench有限元仿真軟件對全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(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夾緊絲杠的固有頻率，對它們的振型進(jìn)行了分析，使第一階模態(tài)的固有頻率避開了激振頻率，驗證了設(shè)計的合理性。根據(jù)對全電機(jī)驅(qū)動摩擦焊機(jī)進(jìn)行有限元靜力學(xué)仿真的結(jié)果，對軸向推力座、移動夾緊座和主軸箱安全冗余過大問題進(jìn)行r探討和分析，并耳在保障它們主體結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的同時進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化結(jié)果表明，軸向推力座、移動夾緊座和主軸箱的質(zhì)量