立磨减速机箱体有限元分析【任务书+SolidWorks+CAD+说明书】.rar

1时间范围：检测范围：检测范围：相似片段：相似片段：检测字符数：17120检测时间：2024-04-12 19:50:26所属单位：成都锦城学院报告编号：ee3517a12d9l96d7作者姓名：邓赫荣立立磨磨减减速速机机箱箱体体有有限限元元分分析析【原文对照报告-大学生版】指标说明：其他指标：检测结论：检测结论：专业术语0.0%0.0%自引率0.0%0.0%他引率0.0%0.0%复写率41.9%41.9%全文总相似比41.9%41.9%自写率：58.1%高频词：分析,减速机,箱体,立磨,可以典型相似文章：无疑似文字图片：0专业术语：公式定理、法律条文、行业用语等占全文的比重典型相似性：相似或疑似重复内容占全文总相似比超过30%自写率：原创内容占全文的比重自引率：引用自己已发表部分占全文的比重他引率：引用他人的部分占全文的比重复写率：相似或疑似重复内容占全文的比重互联网：60自建库：14外文：0综合：2博硕：92期刊：25总相似片段193IPUB原创作品年鉴资源个人自建资源库古籍文献资源图书资源高校自建资源库互联网数据资源/互联网文档资源维普优先出版论文全文数据库外文特色文献数据全库港澳台文献资源中国主要会议论文特色数据库博士/硕士学位论文全文数据库中国专利特色数据库中文主要报纸全文数据库中文科技期刊论文全文数据库1989-01-01至2024-04-122专业术语（公式定理、法律条文、行业用语等）引用片段（引用）复写片段（相似或疑似重复）自写片段原文对照原文对照颜色标注说明：成都锦城学院本科生毕业论文（设计）题 目 立磨减速机箱体有限元分析 二级学院 智能制造 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 邓赫荣 学 号 205090769 年级 2020 指导教师 李伟教务处 制表2024年4月立磨减速机箱体有限元分析专业：机械设计制造及其自动化学生：邓赫荣 指导老师：李伟摘要：在本次毕业设计当中，我课题的研究对象是立磨减速机箱体的有限元分析，立磨减速机是立磨设备的非常主要的组成部件，电机输出的扭矩通过减速机将动力输出到立磨的主要动作部件，减速机油多种结构形式，他可以实现减速或者增速、增大扭矩、改变力的方向和大小，从而实现多种类型设备的动作。特别是这些年由于建筑行业的快速发展，并且使得水泥的需求量增大，与此同时，水泥加工设备的更新换代适应市场的需要，使得立磨减速机的生产和性能优化也随之快速发展，现如今，随着建筑行业的迅猛发展，水泥的需求量越来越多，同样的，加工水泥所需的加工设备的需求量也是越来越大，作为立磨设备的主要部件，立磨减速机运行的良好是立磨设备能正常工作的保证，而立磨减速机当中的各种关键零部件都是安装在减速机箱体上的，因此研究减速机箱体的强度对于立磨减速机具有很重要的研究意义，在本次毕业当中，主要讲了立磨减速机国内外的发展趋势，然后再对立磨减速机齿轮机构和用途进行了比较详细的介绍，在论文的最后，使用三维设计软件solidworks的simultion模块对立磨减速机的箱体进行了有限元分析！关键词：立磨减速机；箱体；有限元分析Finite element analysis of vertical mill reducer boxMajor:Mechanical design,manufacturing and automationStudent:Deng Herong Supervisor:Li WeiAbstract:In this graduation project,the research object of my project is the finite element analysis of the gearbox box of the vertical mill.The vertical mill gearbox is a very important component of the vertical mill,and the torque output by the motor is transmitted to the main action component of the vertical mill through the gearbox.The reducer oil has multiple structural forms,which can achieve deceleration or acceleration,increase torque,change the direction and magnitude 3of force,and thus achieve the action of various types of equipment.Especially in recent years,due to the rapid development of the construction industry,the demand for cement has increased.At the same time,the upgrading of cement processing equipment to meet market needs has led to the rapid development of production and performance optimization of vertical mill reducers.Nowadays,with the rapid development of the construction industry,the demand for cement is increasing.Similarly,the demand for processing equipment required for cement is also increasing,As the main component of the vertical mill equipment,the good operation of the vertical mill reducer is the guarantee for the normal operation of the vertical mill.Various key components in the vertical mill reducer are installed on the reducer body,so studying the strength of the reducer body is of great research significance for the vertical mill reducer.In this graduation,the main focus is on the development trend of the vertical mill reducer at home and abroad,Then,a detailed design was carried out on the gear mechanism of the opposed grinding reducer.At the end of the paper,a finite element analysis was conducted on the housing of the opposed grinding reducer using the simulation module of the 3D design software Solidworks!TheKey Words:Finite element analysis of vertical mill reducer box目 录1 本论文研究对象11.1 本论文设计的内容11.2 立磨减速机用途11.3 立磨减速机组成21.4 国内现状外研究22 立磨减速机结构及工作原理42.1 立磨减速机的主要结构43 立磨减速机箱体受力分析63.1 立磨减速器的主要技术参数63.2 立磨减速器的结构特点63.3 第一级锥齿轮作用力计算73.4 第一级主动锥齿轮轴承受力计算83.5 第一级被动锥齿轮轴承受力计算93.6 立磨减速器箱体受力示意图114 立磨减速机箱体建模134.1 UG 建模软件介绍134.2 减速机箱体三维模型的建立135 立磨减速机箱体有限元分析175.1 solidworks软件介绍1741 本论文研究对象1.1 本论文设计的内容在本次毕业论文当中，我们需要首先确定好立磨主减速机的结构和详细尺寸，在本次论文当中，主要研究和分析了锥齿轮传动机构、行星齿轮传动机构，然后在对立磨减速机箱体做了受力分析，论文的最后又对立磨主减速机的齿轮箱体进行了有限元分析，分析其强度是否能够满足使用条件，进而掌握了立磨主减速机的整体结构和详细参数配置，对以后从事减速机机械设计的工作有了一个大致的了解，通过使用三维软件sokidworks和UG提高了绘图能力。1.2 立磨减速机用途立磨减速机，作为立式磨机减速传动机构的核心部件，广泛应用于多个工业生产领域，尤其在粉磨、煤磨、水泥磨等关键环节发挥着不可或缺的作用。立磨减速机的主要用途在于通过减速作用将电动机的高速旋转运动转变为磨盘的适宜转速输出，进而实现对物料的研磨、破碎或混合。这种转换确保了磨削过程的稳定性和磨削质量的一致性，为工业生产提供了高效、稳定的动力支持。在水泥、铁路、发电、建材等工业生产领域，立磨减速机的高效性、稳定性和可靠性得到了充分体现。它可以有效地满足不同生产工艺对于磨煤、磨水泥等颗粒物材料的需求，为企业生产提供了有力保障。此外，立磨减速机还具有多项优势。例如，它可以露天布置，降低了企业投资费用；同时，立磨本身有分离相比传统球磨系统能节约30%-40%，为企器，无需另加选粉机和提升设备，进一步简化了生产流程。立磨系统的能耗业节能降耗提供了有力支持。而且，立磨减速机在工作中噪音较低，采用全封闭系统，环境清洁无扬尘，符合现代工业生产的环保要求。不过，立磨减速机并不适用于所有情况。例如，它不适于粉磨硬质和磨蚀性的物料，这可能导致其使用寿命缩短，维修频率增加。因此，在选择是否使用立磨减速机时，需要充分考虑生产需求、物料特性以及设备性能等因素。综上所述，立磨减速机在工业生产中发挥着重要作用，具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步和市场的不断扩大，立磨减速机将继续为工业生产提供高效、稳定、环保的动力支持。1.3 立磨减速机组成5.2 solidworks有限元分析的基本原理175.3 solidworks有限元分析的应用185.4 使用solidworks进行有限元分析的步骤185.5 solidworks simulation立磨减速机箱体有限元分析196 立磨减速机箱体模态分析296.1 模态分析意义296.2 solidworks模态分析基本流程296.3 箱体模态分析过程29参考文献36致谢375图1-1行星齿轮轴承行星齿轮输入轴支撑轴承输入轴调心轴承螺旋伞齿轮 推力瓦太阳齿轮伞齿轮调心轴承伞齿轮支撑轴承输入法兰行星架内齿圈图1-1为立磨主减速机的结构剖视图，我们可以看到，立磨减速机机构主要是由电机、联轴器、平键，来驱动水平布置的螺旋锥齿轮轴，然后螺旋锥齿轮副来改变传动方向，被动锥齿轮装在圆柱齿轮轴1上，第二级为圆柱齿轮轴1与第二级大齿轮啮合，大齿轮通过键联结带动齿轮轴2运动，齿轮轴2由双联齿套带动行星传动，行星传动类型为2K-H，太阳轮为两端有齿的齿轮轴，太阳轮布置成浮动形式，以达到行星轮间载荷分配均匀的目的，太阳轮与行星齿轮啮合，行星齿轮装在行星架上，与行星齿轮啮合的内齿圈固定在箱体上，从而使行星架转动，行星架通过圆柱。销及螺栓带动输出法兰作旋转运动从而实现输出扭矩及磨盘旋转运动1.4 国内现状外研究立磨减速机是立式磨机最主要的功能的核心设备，立式磨机的主要优点是磨粉效率高、电耗低烘干能力强、系统简单、入磨粒度大、产品细度易于调节、粒度均匀、化学成分容易控制、噪音比较低、漏风比较少、运转率高、外形尺寸小、费用低等，水泥行业越来越开始重视立式磨机的研发，在国外，已经有多家设备研发公司研发了不同，而且国内刚开始建造的大型水泥厂当中，基本上都使用了立式磨机来进行生产。结构类型的立磨国外有很多专业减速机厂家加工和设计立磨减速机，比如说，德国企业FLENDER，大多数立磨加工企业都采用此家公司的产品。在国内，立磨减速机的研发时间还是比较短的，比较出名的生产企业有南京高精齿轮股份有限公司和重庆齿轮箱厂这两家主要生产企业，这两家公司在九十年代中都只要过规格比较小的立磨减速机，但是一般情况为引进国外的立磨减速机成熟设计，经过多年发展，南京高精齿轮股份有限公司已经能够制造运行功率为2000KW的大型立磨减速机，但是，比2000kw功率还高的大型立磨减速机上基本上不生产，因此，到现在为止，一些国内的大型水泥、矿渣立磨生产厂家，绝大部分的立磨减速机都是从国外进口。随着我国科学技术的进步,研制我国高水平的立磨减速机的条件已经熟,JLM系列立磨减速机是在充分研究并吸取了丹麦、德国、瑞士.日本等同类产品的特点,总结了国内设计制造同类产品的经验和不足,走访了国内外同类产品的使用情况和存在的问题,又结合了国内设备加工能力，特别是国内最大的硬齿面螺伞加工设备和内齿轮磨齿设备等情况，经过了多年的研究而设计开发的一种新型立磨减速机。JLM系列立磨减速机采用直角-行星传动，两级减速（JLM63-160）或三级减速（JLM180-315），第一级为克林格，除内齿圈为调质齿轮贝尔螺旋伞齿轮（KLINGENBERG），第二级为行星传动或二、三级为平行轴传动行星传动外，。其余全部齿轮（含螺伞）均为渗碳淬火硬齿面，精度达ISO1328 之 6级以上通过以上的分析，我们可以看到，立磨主减速机在生产当中具有很高的使用效果，我国对立磨减速机的需求很高，因此对于立磨减速机箱体的研究对于我国立磨减速机性能的提高有着非常重要的意义。2 立磨减速机结构及工作原理从相关文献当中，我们可以了解到，立磨主减速机主要结构为锥齿轮+斜齿圆柱齿轮+行星轮传动等机构组成，然后立磨减速机和磨机组合成一个整体，通过立磨减速机的输出法兰，将动力传递给磨盘，从而实现物料的研磨。2.1 立磨减速机的主要结构6（1）锥齿轮传动结构特点：锥齿轮传动由一对锥齿轮组成，这两个锥齿轮的轴线相交，形成相交轴间的齿轮传动，也称为伞齿，当它们进行传动时，齿轮的接触点会逐渐移动，使得传动平稳，减少了振动和噪轮传动。锥齿轮的齿形呈锥形声。在这个过程中，锥工作原理：立磨减速机通过减速作用将电动机的高速旋转运动转变为磨盘的适宜转速输出齿轮传动发挥了关键作用，确保磨削过程的稳定性和磨削质量的一致性。性能优势：锥齿轮传动的传动效率一般在95%以上，比常见的齿轮传动要高。其传动能力强，能够承受高转矩的传动。此外，锥齿轮传动的轴线间的夹角可以根据需要进行调整，通常为90，这使得锥齿轮传动在多种应用场景中都能发挥出其独特的优势。应用领域：锥齿轮传动广泛应用于各种需要变速和传动的机械设备中。例如，它常被用于发动机的变速箱中，实现不同档位之间的转速调整；在拖车和卡车中，锥齿轮可以协助驾驶员实现变速转弯；在风力发电机中，锥齿轮可以协助转换风能为电能。（2）斜齿圆柱齿轮传动立磨减速机中的斜齿圆柱齿轮是一种具有特殊齿形的传动齿轮，其齿面呈斜面，这种设计使得斜齿圆柱齿轮具有一系列独特的优势和应用特性。首先，斜齿圆柱齿轮的齿形设计使其具有更好的啮合性能和承载能力。与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮的传动更加平稳、高效，且噪音较低，特别适用于对噪音有严格要求的场合。，这意味着它能够实现更加平稳的传动，减少振动和冲击，从而提其次，斜齿圆柱齿轮的传动比可以连续变化高机械系统的稳定性和可靠性。此外，斜齿圆柱齿轮的齿数较多，使得每个齿轮上同时传递的力矩较小，进一步增强了传动的平稳性。在结构上，斜齿圆柱齿轮的齿面接触面积大，齿根处受力均匀，因此具有较高的承载能力，适用于高负载工作条件。同时，。斜齿圆柱齿轮一般为平行轴布置，使得减速机结构紧凑，占据空间相对较小斜齿圆柱齿轮的工作原理是通过两个相互啮合的齿轮之间的齿侧力和齿顶力来传递转矩。由于齿轮啮合时存在微小的非啮合间隙，这也会产生轴向力。这种设计使得斜齿圆柱齿轮在传递动力的同时，能够承受一定的轴向负载。在立磨减速机中，斜齿圆柱齿轮的应用广泛。其高效率、高承载能力、传动平稳以及结构紧凑等特点使得斜齿圆柱齿轮成为立磨减速机中的关键传动部件。通过减速输出高扭矩和低速度的动力，斜齿圆柱齿轮能够满足机械设备对动力输出的需求，提高工作效率和稳定性。（3）行星轮传动立磨减速机中的行星齿轮传动是一种高效且结构紧凑的传动方式，其核心在于一个或多个齿轮的轴线绕另一个方式具有一系列显著的特点和优势。齿轮的固定轴线进行回转。这种传动行星齿轮传动的主要优势在于其体积小、承载能力大以及工作平稳。这种设计使得立磨减速机在保持高效传动的同时，能够减少整体尺寸，从而适应更多空间有限的场合。同时，行星齿轮传动的承载能力强大，可以应对高负载的工作条件，确保减速机的稳定运行。其次，行星齿轮传动中的太阳轮、行星架和内齿轮都可以绕共同的固定轴线回转，并与其他构件联结承受外加力矩。这种结构使得传动过程更加平稳，减少了振动和噪音，提高了减速机的使用舒适性此外，行星齿轮传动还具有一些特定的类型。有些类型具有较高的效率，但传动比相对较小；而另一些类型则可以实现较大的传动比，但效率可能较低。这些不同的类型使得行星齿轮传动可以根据具体的应用需求进行选择和调整，以达到最佳的传动效果。在立磨减速机的应用中，行星齿轮传动发挥着关键的作用。它能够将高速旋转的电动机动力转化为低速高扭矩的输出，以满足立磨工作的需求。同时，行星齿轮传动的结构紧凑性和高效性也使得立磨减速机在整体性能上得到了显著的提升。3 立磨减速机箱体受力分析立磨减速机作为重要的驱动部件，在整个工作系统中起到传递扭矩的作用。由于立磨减速机位于整个立式磨机的底部，扭矩由电动机水平输入，通过立磨减速机的磨盘垂直输出，因此，该类型立磨减速机常采用一级直交齿轮传动+一级行星齿轮传动的结构形式。立磨减速机的箱体不仅需要承担磨机主机粉磨物料时产生的轴向推力载荷，还需要克服内部齿轮传动所产生的各种轴向、径向的附加载荷。立磨减速机的箱体需要在承载这些载荷的条件下具有7很好的刚度及稳定性。由此可见，通过正确的分析计算箱体的受力，是对立磨减速机箱体进行优化设计的必要条件。3.1 立磨减速器的主要技术参数本文是结合实际工作需要，针对型号为LMX10G.00的立磨减速机进行的研究。其主要技术参数如下：电动机功率：500kW电动机转速：990RPM速比：39.653：1800kN最大轴向推力载荷3.2 立磨减速器的结构特点该立磨减速机的结构特点如图3-1所示，是由一级正交圆锥齿轮传动+一级行星齿轮传动组成，两级之间采用数形齿齿轮联转器连接。电动机通过高速弹性膜片联轴器与轮入锥齿轮连接，锥齿轮传动部分位于减速器的输入端，带动大锥齿轮传动，被动齿轮的轴通过齿式联抽器与行星传动部分的太阳轮相选，并保持太阳轮浮动。太阳轮带动行星轮和行星架旋转，磨盘法兰与行星架连该，从而带动磨盘旋转，磨盘上所承受的垂直载荷直接通过止推轴承、。箱体传递到基础图3-1 3.3 第一级锥齿轮作用力计算根据该型立磨减速机的主要技术参数及相关齿轮几何和强度计算，已知参数如下：传递功率主动轮转速主动轮大端分度圆直径齿宽齿中点螺旋角齿数比齿形比齿宽系数分锥角8通过以上参数可计算出以下变量主动轮扭矩（3-1）主动轮中点分度圆直径（3-2）齿宽中点处分度圆上的圆周力（3-3）齿宽中点处的径向力（3-4）齿宽中点处的轴向力（3-5）3.4 第一级主动锥齿轮轴承受力计算立磨减速机箱体所承受的齿轮啮合产生的附加载荷是由各轴承支撑处传递而来的。轴承在立磨减速机中起到支撑的作用，根据理论力学相关知识，各处支撑轴承要产生轴向力和径向力。为确保减速器整体结构的稳定，所有产生的轴向力和径向力都要通过立磨减速机箱体来承载。：第一级主动锥齿轮轴承受力分析简图如图3-2所示，根据相关理论力学相关知识，各轴承受力计算如下图3-2：输入扭矩 根据3-2节有关参数的计算及立磨减速机各构件的几何布局，已知参数如下齿宽中点的圆周力齿宽中点的径向力齿宽中点的轴向力齿宽中点的分度圆半径轴承跨距轴承跨距9根据理论力学列平衡方程及各轴承支点反力计算如下：XZ平面：根据（3-6）（3-7）（3-8）YZ平面：根据（3-9）（3-10）（3-11）轴承A(1)合成径向支反力：（3-12）轴承B(2)合成径向支反力：（3-13）轴承A 合成轴向支反力：（3-14）轴承B合成轴向支反力：03.5 第一级被动锥齿轮轴承受力计算：第一级被动锥齿轮轴承受力分析简图如图3-3所示，根据相关理论力学相关知识，各轴承受力计算如下图3-3 根据上面的有关参数的计算及立磨减速机各构件的几何布局，已知参数如下锥齿轮圆周力锥齿轮径向力锥齿轮轴向力锥齿轮自重10齿宽中点的分度圆半径轴承跨距轴承跨距根据理论力学列平衡方程及各轴承支点反力计算如下：XZ.平面；根据（3-15）（3-16）（3-17）YZ 平面：根据（3-18）（3-19）（3-20）轴承A(3)合成径向支反力：（3-21）轴承B(4)合成径向支反力：（3-22）轴承A合成轴向支反力：0轴承B合成轴向支反力：（3-23）3.6 立磨减速器箱体受力示意图通过上述相关公式的计算，我们得到了各轴承的支反力，由于立磨减速机的结构特点，结合图3-4说明立磨减速器箱体的受力面及力流特点门。由图3-1可知，立磨减速机结构中的行星级传动通过齿圈同箱体之间的销固接在-起，该级传动中产生的扭矩是通过销结构来承载的，箱体齿圈座根据销的强度和结构设计而成，因此可以认为该处为合理结构。如图3-4所示，A画承受第一级主动锥齿轮产生的辅向拉力。D面，F面分别承受第一级锥齿轮产生的径向力，由于该两处位置均有轴承座结构，因此D处，F处的徐向力可以在有关分析中忽略；E面亦承载第一级被动锥齿轮产生的径向力，由于该处抽承库的厚度可以单独分析，对于箱体的主体结构无重大影响，因此为减少相关计算量，该处受。力亦给予忽略；B面承受第一级被动锥齿轮产生的轴向压力；C面承受主机轴向推力载荷11图3-4 通过本章的论述，经过相关计算及受力分析，明确了立磨减速机箱体的主要受力形式和大小，为后述相关有限元分析定了基础；并通过合理的简化，忽略了该箱体结构的次要受力形式和大小，大幅提高了后述相关有限元分析。的计算效率4 立磨减速机箱体建模4.1 UG 建模软件介绍UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。该软件主要面向虚拟产品设计和工艺设计的需求，并提供经过实践验证的解决方案。UG是一个交互式CAD/CAM（计算机辅助设计与计算机辅助制造系统），功能强大，可以轻松实现各种复杂实。体及造型的建构具体来说，UG软件具备以下核心功能：三维建模：UG软件具有强大的三维建模功能，可以帮助用户在虚拟环境中完成产品的设计和展示。用户可以通过UG软件进行零件的建模、装配和运动仿真等操作。，如进行有限元分析、热传导分析、流体分析工程分析：该软件还可以对产品的性能进行全面的分析和评估等，以获取产品在不同工况下的应力、变形、温度等参数。工艺设计：UG软件可以辅助用户进行工艺设计，如数控编程、模具设计、装配工艺规划等，从而提高产品的制造效率和质量。协同设计：它支持多人协同设计，实现团队成员之间的实时协作和信息共享。可编程扩展：UG软件具有强大的可编程扩展性，用户可以根据自身需求编写插件和脚本，扩展其功能。此外，UG软件的应用领域也十分广泛，包括传统制造行业、高端制造行业、产品设计行业、机械设计行业和模具设计行业等。、应用广泛的工程解决方案，无论是对于产品设计师、工程师还是制造人员，都总之，UG软件是一款功能强大是一个不可或缺的工具。如需更多关于UG软件的详细信息，建议访问Siemens PLM Software公司官网或相关软件论坛。4.2 减速机箱体三维模型的建立首先点击UG软件中的拉伸命令,绘制两个圆，然后拉伸，得到下面的图形，如图：图4-1 12图4-2 然后重复上面操作，绘图拉伸，得到下面图形，最后在底部画一个边长为2160的正方形，在向上拉伸60，如图所示：图4-3 图4-4 这样箱体的大致的结构就画出来了，如图所示：图4-5 13下一步重复上面的步骤对标红的进行绘图并拉伸，然后在对红色部分进行镜像命令，最后在对整体的一个合并，如图所示：图4-6 图4-7 最终通过使用UG软件绘制完成的立磨减速机箱体如下图所示：14图4-85 立磨减速机箱体有限元分析5.1 solidworks软件介绍SOLIDWORKS是一款广泛使用的三维计算机辅助设计软件，同时它还具有强大的有限元分析功能。有限元分析是，一种工程分析方法，它将复杂的实体分解成许多小的有限元素以便对其进行数学建模和分析。SOLIDWORKS的有限元分析功能可以帮助工程师预测和评估产品的结构和性能，包括应力、变形、振动、疲劳等方面。通过使用。SOLIDWORKS进行有限元分析，工程师可以更好地了解产品的结构和性能，并优化设计以满足特定的要求5.2 solidworks有限元分析的基本原理、流体力学、电场、磁场等。其主要有限元分析是一种数值分析方法，被广泛应用于工程领域中，如结构力学目的是通过建立数学模型和物理模型，利用计算机技术来预测某种结构或系统的行为和性能，以便在设计过程中发现和解决问题，从而优化设计方案。在工程领域中，有限元分析已成为结构设计的重要工具之一。它可以帮助工程师们预测结构的应力、变形、振动等重要参数，并确定结构的安全性和可靠性。通过有限元分析，工程师们可以在设计初期发现潜在的问题，并及时采取措施来解决这些问题，从而节省时间和成本。，并比较其性能，有限元分析还可用于优化结构设计。通过改变设计参数，工程师们可以模拟不同的设计方案以找到最优的设计方案。此外，有限元分析还可以用于预测结构在复杂环境下的行为，如高温、低温、高压等环境下的行为，以及老化、疲劳等长期性能。在进行有限元分析时，需要注意以下几个方面。首先，需要建立准确的数学模型和物理模型，确保分析的准确，以保证计算的速度和准确性。此外，需要进行合理的假设性和可靠性。其次，需要选择合适的计算机软件和硬件和简化，以减少计算量和计算时间。最后，需要对结果进行正确的解释和评估，以便正确地理解分析结果并做出正确的决策。综上所述，可以有限元分析是一种重要的工具，可以帮助工程师们预测和优化结构的设计性能。通过合理的应用大大提高结构设计的质量和效率，减少成本和风险。在SOLIDWORKS中，用户可以通过选择有限元素节点数来创建有限元模型，然后设置边界条件和加载条件，进行分析和求解。在有限元分析中，有限元素的数量和质量对分析结果的精度和可靠性有很大的影响。因此，在创建有限元模型。时，需要注意选择合适的有限元素节点数，并进行网格划分和质量控制，以确保分析结果的准确性和可靠性5.3 solidworks有限元分析的应用solidworks的有限元分析功能广泛应用于产品设计和工程分析领域。以下是几个常见的应用场景：（1）结构分析：通过有限元分析，可以预测和评估产品的结构和性能，包括应力、变形、振动、疲劳等方面。和耐久性。通过对结构进行分析和优化，可以提高产品的可靠性（2）流体分析：solidworks还提供了流体分析功能，可以帮助用户预测和评估液体和气体的流动行为。通过对流体进行分析和优化，可以提高产品的流体动力学性能。（3）热分析：solidworks还提供了热分析功能，可以帮助用户预测和评估产品的热性能。通过对热进行分析和，可以提高产品的热稳定性和散热性能。优化（4）优化设计：通过使用solidworks进行有限元分析，可以帮助用户优化产品设计，以满足特定的要求。例如，可来优化产品的性能和成本。以通过改变产品的材料、厚度、形状等参数5.4 使用solidworks进行有限元分析的步骤使用solidworks进行有限元分析，需要按照以下步骤进行：。（1）选择分析类型：打开要进行分析的三维模型，然后选择要做的分析类型（2），例如支撑条件、设置边界条件和加载条件：根据产品的实际情况，设置边界条件和加载条件约束条件、载荷条件等。（3）进行网格划分和质量控制：对有限元模型进行网格划分和质量控制，以确保分析结果的准确性和可靠性。（4）进行有限元分析：使用solidworks进行有限元分析，得到产品的应力、变形、振动、疲劳等方面的分析结果。（5）进行结果分析和优化：根据分析结果，进行结果分析和优化，以提高产品的性能和成本效益。15solidworks的有限元分析功能是一种强大的工程分析方法，可以帮助工程师预测和评估产品的结构和性能，优化产品设计，提高产品的可靠性和成本效益。使用solidworks进行有限元分析，需要注意选择合适的有限元素节点。数，进行网格划分和质量控制，以确保分析结果的准确性和可靠性5.5 solidworks simulation立磨减速机箱体有限元分析Solidworks（以下简称SW）的simulation插件为设计者提供了静应力、频率、热力、屈曲、疲劳、非线性、线，在机械设计中占了很大一部分比重。性动力、跌落、压力容器等各种分析计算功能。而静应力分析静应力分析步骤：将实物转化成简单模型（零件或装配体）被分析物体（以下简称“模型”）材料的选择待分（装配体）夹具固定选择添加外部载荷（力，力矩）对分析析模型单元类型确定（实体，壳体，梁）连接物体进行网格划分运行分析求解后处理查看图解对结构进行优化设计。其中材料，夹具，连接，外部载。荷，网格等为软件所列步骤，操作无先后顺序。可根据实际需要，逐个设置在本次毕业设计当中，我们将使用SolidWorks软件的simulation模块对立磨减速机箱体的强度进行有限元分析，通过有限元软件可以分析出减速机箱体强度薄弱的位置，从而为我们对箱体结构优化设计提供参考。本次毕业设计中的立磨减速机常常用于水泥生产过程当中，首先，我们已经使用了SolidWorks对立磨减速机的整体结构进行了设计，通过simulation模块对立磨减速机的箱体进行了应力分析，通过软件的分析，我们可以得到应力分布图和有限元网格单元的位移，从而可以寻找到立磨减速机箱体强度不足的区域，然后再使用simulation模态分析模块对立磨减速机箱体的固有频率进行分析，使得我们更加快捷有效的立磨减速机箱体结构优化设计提供参考。（1）在本章，水泥生产企业当中使用的立磨减我们主要通过使用solidworks simulation有限元分析模块来对速机箱体进行有限元分析，得到减速机箱体的应力分析结果和模态分析结果，通过分析，可以得到减速机箱体的应，使得我们通过观察软件分析得到的应力云图，我们可以得到减速机箱体强度比较弱的区域，然后增强力分析云图其薄弱区域，然后再通过不断地技术优化，并且和原有减速机进行技术分析，可以看到我们通过有限元分析的结果是否正确，为以后的减速机结构优化提供优化依据。（2）运用solidworks软件简化箱体模型达索软件公司的设计软件SolidWorks具有很强的建模功能，在本次毕业设计当中，我们已经使用了UG软件绘制了减速机的三维模型，因此首先在对减速了箱体有限元分析时，我们应该首先对减速机箱体的三维模型进行简化。比如说一些不太可能影响有限元分析结果的设计元素，比如说三维模型当中的圆角或者倒角、不重要的凸台等进行简化处理或者是直接删除，减少有限元分析软件分析结果所需要的时间，通过对减速机箱体模型的简化处理，最终得到的减速机箱体简化模型如下图所示，图5-1 立磨减速机箱体数模（3），如下点击SolidWorks工具栏当中的simulation模块，切换到有限元分析模块，点击新算例，选择静应力分析图所示，16图5-2（4）右键点击有限元分析模型树下的箱体，对其赋予材料，材料类型选择为普通碳钢，普通碳钢的各项材料性能参数如下图所示设置，点击应用按钮，对箱体赋予材料，完成材料的定义。其中材料的弹性模量为，泊松比为，屈曲强度为，热膨胀系数为，质量密度为。图5-3（5）右键点击模型树当中的箱体网格，选择创建网格，设置的网格参数如下图所示，点击对号来确定好模型的网格参数，从左到右拖动网格密度的滑键，可以设置单元网格的尺寸，在本次毕业设计当中，我们将滑键拖拽至下图所示的位置，网格划分的单位为mm，网格大小、最小网格单元、最小单元数分别设置为下图所示的参数，组中完成箱体网格单元的划分。首先，了解结构的几何形状和特征是有限元网格划分的基本原则之一。结构的几何形状和特征将直接影响网格划分的复杂性和精度。通常情况下，结构的复杂性越高，需要的网格划分也就越密集。对于曲线、曲面和边界的几，需要选择合适的网格划分方法，何特征以确保模拟结果的准确性。其次，考虑到模拟的精度和计算效率是有限元网格划分的基本原则之一。在进行网格划分时，需要权衡模拟的精度和计算的效率。过于精细的网格划分会增加计算的复杂性和成本，而过于粗糙的网格则可能导致模拟结果的不。准确。因此，需要根据具体的分析需求和计算资源选择合适的网格划分密度此外，考虑材料特性和加载条件也是有限元网格划分的基本原则之一。不同的材料具有不同的力学特性，对于17不同的加载条件，需要选择合适的网格划分方法和密度。例如，在进行疲劳分析时，需要考虑到结构的局部应力集，选择合适的网格划分密度以确保捕捉到局部应力集中的情况。中情况图5-4（6）右键点击网格，选择显示网格，那么最终得到的减速机箱体网格划分结果，如果想要有限元分析的结果更加的准确，可以将模型的网格参数设置的更小，那样的话，模型网格会划分的更细，如下图所示：图5-5（7）模型约束定义，约束是力学中的重要概念，最先在理论力学中学习，包括柔性约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束、固定铰支座约束、滑动铰支座约束等等。但这些约束的命名，都是从工程角度，按照材料特性（如柔性约束）、运动特性（如固定、滑动铰支座）来命名，这样命名的好处是直观形象，坏处是不利于把握约束的本质与核心。本质上约束起着对物体运动能力的限制作用，由于描述物体运动能力的力学术语称为自由度，也可以说约束就是对物体自由度的限制。如平面内的小球（视为质点），有x方向和y方向2个自由度；空间中的小球有x,y,z方向共3个自由度。如果把小球换成需要考虑形状的刚体，在平面下除了x,y方向2个自由度之外，还有面内旋，还可以绕3个坐标轴旋转，共6个自由度。我们转，共3个自由度；在空间状态下，除了沿着x,y,z方向3个自由度外18所学的各种约束，实际上就是对这些自由度进行部分或全部约束。右键点击模型树的连接，选择固定几何体，对减速机的地面进行固定约束，约束结果如下图所示，图5-6（8）对于减速机箱体来说，轴承所收到的载荷可以分为径向载荷和轴向载荷，所有力都是通过轴承来作用于减速机箱体之上，因此，在实际设计过程当中，我们可以按照集中载荷施加于轴承安装的位置，来对减速机箱体进行有限元分析即可，减速机主要使用的轴承类型为滚动轴承，施加于轴上的载荷通常情况下是通过滚动轴承的内圈传施加于轴承的外圈之上，然后施加的载荷再经过轴承的外圈作递到轴承的滚动体上，最终再通过轴承当中的滚动体用于减速机箱体之上，因此，我们可以说，通过轴承施加于减速机箱体安装轴承位置的载荷属于分布式载荷，因此，为了分析过程的简化性，在本次毕业设计当中，我们可以把施加于轴承的轴向载荷视为作用在轴承盖法兰面或轴承外圈挡圈上的均布压力，可以把轴承座的径向载荷按照最大载荷处理，并作为均布载荷施加在箱体安装轴承的位置之上。下面我们将对减速机箱体施加外部载荷，选择如下图所示减速机箱体安装轴承的部位，设置各项参数如下图所示，19图