基于Solidworks和Ansys Workbench的摇臂机构的设计与仿真分析.pdf

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1、研究与分析２０１５年第２期（第２８卷，总第１３６期）·机械研究与应用·基于Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ和ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的摇臂机构的设计与仿真分析１，２陈松（１．兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州７３００７０；２．兰州博立睿达机电技术有限公司，甘肃兰州７３００７０）摘要：采用三维绘图软件Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ建立一种适用于新型纸纱复合袋糊底机托辊部件的摇臂机构模型，并将模型导入ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中进行有限元静力学分析，验证了其结构合理性。研究表明，适用于新型纸纱复合袋糊底机托辊部件的摇臂机构能够很好的保证对托辊部件的

2、支撑与固定，具有结构简单、稳定性好等特点。关键词：纸纱复合袋；摇臂机构；机械结构；有限元分析中图分类号：ＴＨ１２文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４１４（２０１５）０２－００５０－０２ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＲｏｃｋｅｒＭｅｃｈａｎｉｓｍＢａｓｅｄＯｎＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓａｎｄＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈＣＨＥＮＳｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｏｄ

3、ｅｌｏｆｒｏｃｋｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｔｈｅｐａｐｅｒａｎｄｙａｒｎｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇｂａｇｐａｓｔｅｂｏｔｔｏｍｍａｃｈｉｎｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｈｅＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｓｔａｔｉｃｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｍｏｄｕｌｅｏｆＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓｌｅａｄｉｎｇｉｎｔｈｅＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈｔｏｖｅｒｉｆｙｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．Ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔ

4、ｔｈｅｒｏｃｋｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｃａｎｗｅｌｌｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｆｉｘｔｈｅｒｏｌｌｅｒｐａｒｔｓ，ａｎｄｉｔｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｇｏｏｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｐｅｒａｎｄｙａｒｎｃｏｍｐｏｕｎｄｂａｇ；ｒｏｃｋｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ０引言２９５ｍｍ。现拟定使用气缸为动力源，因摇臂机构支纸纱复合袋是一种采用新型制袋设备生产出的撑起的负载载荷较大且具有一定的震荡

5、冲击，为使气复合包装袋，大量使用于食品、建材、化工等领域，具缸工作稳定、空压机能正常工作，设计摇臂机构为中有灌装方便、容量大、结实耐磨等特点。笔者所涉及间支撑，两端受力，且整体为杠杆结构。本设计中托的摇臂机构是适用于复合纸袋糊底机中的一个重要辊机构的作用是托起纸袋与上方的涂胶辊筒紧密结组成部分。它主要完成对新型纸纱复合袋糊底机托合且通过涂胶辊筒的主动转动传送纸袋向下一工序辊的支撑托起作用。复合纸袋袋筒表面凹凸不平，为运动，托辊部件从动转动。又因轴的单一支撑结构容保证对纸袋涂胶充分且不能使胶水污染袋筒表面，要易引起机械振动，且刚度不

6、足，设计托辊机构为双支求涂胶过程中涂胶机构对袋筒有较大的压力，使用托撑结构。若选用两端支撑方案，托辊机构尺寸太大，辊托起袋筒使复合纸袋涂胶充分且其他表面不受胶固定安装不便，故选用一端与中心支撑，一端为两端［１］水污染。摇臂机构能否可靠工作直接影响到纸纱复支撑。如图１所示。合糊底机的产品质量。因此，基于Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ和ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对纸纱复合袋糊底机中摇臂机构的仿表１材料性能参数真分析，研究关键零部件的力学性能，为纸纱复合糊质量Ｅ弹性σｓ屈服σ许用μ材料密度模量强度强度（泊底机实际生产提供了理论支持。３（Ｐａ）

7、（ＭＰａ）松比）（ｋｇ／ｍ）（ＭＰａ）１托辊机构设计Ｑ２３５Ａ７８５０２．０６×１０１１２３５１５００．３根据技术要求，纸纱复合糊底机每分钟加工２０条纸袋，在纸袋加工运行到托辊机构区域时，又根据纸袋样品，测得糊底完后袋底宽度为２３０ｍｍ、未糊底本方案采用两个深沟承与支球轴撑轴配合。通前展开宽度为５３５ｍｍ。摇臂机构材料选择为过焊接在摇臂组件上的套筒对轴承定位（如图２）。Ｑ２３５Ａ，材料相关参数如表１所列。刷胶辊筒距离工作台表面为３０ｍｍ，选定气缸行根据设计要求，初步设计摇臂机构中心距离为程为５０ｍｍ的薄气缸作为托辊机构的动力源，普

8、通收稿日期：２０１５－０３－１３基金项目：兰州市科技计划项目（编号：２０１４－１－１７８）作者简介：陈松（１９８９－），男，山东成武人，硕士研究生，研究方向：机械系统设计及可靠性分析。·５０··机械研究与应用·２０１５年第２期（第２８卷，总第１３