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1、SolidWorks组合软件在油脂机械零件设计中的应用第27卷第4期2006年8月河南工业大学(自然科学版)JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Vo1.27,No.4Aug.2006文章编号:1673-2383(2006)04-0083-03SolidWorks组合软件在油脂机械零件设计中的应用屈少敏,杨智慧(1.河南工业大学机电工程学院,河南郑州450052;2.山东省菏泽信息工程学校,山东菏泽274006)摘要:使用机械设计软件SolidWorks创建油脂机械专用轴承座结构模型,进而利用SolidWo
2、rks的系列零件设计表配置功能快速修改设计和创建尺寸不同或结构类似的系列轴承座零件.在此基础上,利用SolidWorks集成的CosMosXpress软件对其进行有限元分析.该方法简单实用,有利于提高零件的设计质量和设计效率,减少重复设计,有较高的实用价值.关键词:SolidWorks;设计;CosMosXpress:应力分析;油脂机械中图分类号:TS223文献标识码:BO前言长期以来,在设计粮油机械产品时,对一些形状稍微复杂的零件,往往采用经验法来设计,因为作强度分析需要耗费大量的时间和精力,且由于分析手段的限制,得到结果的准确程度也不尽人意.因此,所设计的零件一般过于保守,造成材料
3、的浪费,提高了产品的制造成本.SolidWorks是一套智能型的高级CAD/CAE/CAM组合软件,它采用基于特征的实体建模,具有完整的零件造型,装配,工程图纸生成,智能装配,干涉检查能力和力学分析等一系列功能.运用SolidWorks三维设计软件下建模和力学分析,就可以方便快速地实现机械零件的强度计算和优化设计,提高设计质量.笔者结合油脂设备中专用轴承座的设计,介绍SolidWorks的应用.1模型建立[一]轴承座是白土混合器,中和延时器等油脂设备中一种专用的零件.它是由支承体,肋板,底板以及出油接管等焊接而成的空间结构,如图1所示.它的主要作用是支承搅拌轴并使其稳定的转动.最初的设
4、计为:支承体直径120mm;底板外经370mm;厚度(包括止口)35mill;肋板厚度40mm.建模时,按各零件的实际尺寸和相互之间的实际位置,组合在一起整体建模.首先选择上视基准面作草图,而后经拉伸成底板基体,然后分别在其上表面和下表面作草图经拉伸形成台阶面和出油接管基体,再在出油接管基体下表而作草图拉伸形成法兰.再次选择底板上表面作草图拉仲切除形成中间的出油孑L和四周的螺栓安装孑L.在法兰表面作草图拉伸切除可形成法兰上的螺栓安装孑L.支承体可通过在与上视基准面平行的辅助基准面上作草图拉伸成基体,再在其上拉伸切除形成轴承孑L.肋板则可采用在右视基准面上作草图拉伸形成单个特征后,再通过
5、特征阵列而形成.图1轴承座CAD2利用CosMosXpress析[一4]进行力学分收稿日期:20o5一ll一222.1将材料属性应用于零件作者简介:屈少敏(1956一),舅,}【:两波阳人,副教授,主要从事机轴承座的材料为Q235A,材料属性为:弹性模械方的教学斗研I:作.量2.06e+011N/m;泊松比0.3;密度7800kg/84河南工业大学(自然科学版)第27卷in;屈服强度2.35e+008N/m.在SolidWorks零件设计界面,打开材质编辑器,通过自定义方式生成包含述属性的新材质,并将其应用于轴承座模型.2.2载荷及其作用面的确定轴承座主要承受的载荷有3方面,一是搅拌轴
6、以及安装在搅拌轴上的搅拌叶片的重力.二是容器内液体的压力.另外,搅拌轴1二作时,液体对搅拌叶片产生阻力的轴向分力也要由轴承座承担,但由于搅拌轴的转速很低,这部分阻力可忽略不计.经计算确定,搅拌轴和搅拌叶片的总重力为Fl=1600N,液体的压力=4400N.F1作用在支承体台阶孔的上表面上;F2作用在底板的上表面.2.3约束确定轴承座通过底板周边上的螺栓安装孔用螺栓紧固在容器底部.因此,选定底板下表面边缘向内一定宽度的圆环区域作为约束表面,将其固定作为约束条件.2.4计算及结果输出在SolidWorks零件设计界面,点"工具""Cos.MosXpress",开启CosMosXpress.
7、设定单位系统为SI制;应用约束于确定的圆环表面;应用载荷F于支承体台阶孔上表面,于底板上表面;接受默认网格设定后,点击"运行",CosMosXpress自动运行有限元分析并输出结果.结果包括应力分布,变形状况,安全系数等.应力分布情况如图2所示.该图反映了轴承座各部分受力情况,最大应力点位置等.在图2中,输出应力为VonMises应力.该应力是按第4强度理论计算的等效应力.分析图2可知,轴承座的最大应力在肋板于底板连接的外侧,最大应力值为1.9
