基于solidworks的电缆超前输送系统的设计开发

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1、第1期(总第158期)机械工程与自动化No．12010年2月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10NFeb．文章编号；1672—6413(2010)01—0060—02基于SolidWorks的电缆超前输送系统的设计开发景国丰，寇子明(太原理工大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：基于SolidWorks三维建模软件的功能和特点，对电缆超前输送系统进行三维设计、虚拟装配，并应用SolidWorks／CosmosWorks对系统关键部分进行有限元分析，校验其强度、刚度，达到优化该系统的目的

2、。该方法提高了机械产品开发的效率和设计质量，缩短了产品开发周期，降低了设计费用，进一步加快了产品开发的市场响应能力。关键词：SolidWorks；三维建模；有限元；优化设计中图分类号：TP273文献标识码：A0引言1．2系统零件的实体建模及组装随着机械设计方法的不断进步，计算机软、硬件由于整个系统的零件较多，所以在装配之前必须水平的提高以及数值计算科学的成熟，近年来新的设分析清楚系统的结构层次以及零部件的约束、自由度计手段辅以传统经验的设计模式正逐渐成为机械设计和相对运动关系，并作出总体规划，以提高总装配体模式的主流。

3、SolidWorks2007软件集成了有限元法的的设计效率。利用拉伸、阵列、切除、扫描、镜像等思想，基本形成了设计、分析、制造一条龙的机械产命令进行各部分零件的实体建模，在完成各部件装配品辅助设计制造体系，它可在帮助设计人员实现高效、的基础上，再进行总体装配。优化设计的同时兼顾产品的体积、重量、成本、使用4效率、可靠性以及产品质量等问题。本文基于SolidWorks2007软件对一种新型电缆超前输送系统进行实体建模，并对关键元件主梁在虚拟环境中进行强度分析，实现优化设计。1一步进推移装置；2m电缆保护装置；l电缆超前输

4、送系统建模3一电缆拖挂装置；4一端头锁紧装置在传统的设计过程中，对于电缆超前输送系统中图1电缆超前输送系统结构图复杂元件的设计存在难度，需要进行复杂的受力分析装配体设计时主要应用了以下技巧：①保证零件并进行强度、刚度校核验算，这种设计费时费力，并之间的合理配合，零件之间可添加重合、同轴心、平且不能直观显示元件的设计合理性，需要制造样机进行、角度配合等多种配合关系来满足约束的要求，不行试验。利用Solidworks软件可以解决上述问题，通同的组合可以达到相同的效果，需要注意的是添加的过它可以进行三维零件设计和三维虚拟装配

5、，还可以配合要满足设计意图，符合机构的运动学要求；②合动态地仿真出构件间的传动关系口]。理确定零件和部件(子装配体)的固定或浮动性质；③1．1电缆超前输送系统的组成充分利用SolidWorks软件的标准件设计库；④灵活运随着井下设备的大吨位、大功率化，动力电缆也用零部件阵列、零部件镜像和智能扣件功能，提高装向着数量多、质量大的方向发展。由于综采工作面的配效率，减轻工作量。经过零件的建模以及组装，最变化，电缆必须频繁地移动。为减轻工人搬运电缆的后形成的电缆超前输送系统三维总装配图见图2。劳动强度，也为了保护电缆，采用了超

6、前电缆输送系2关键元件的有限元分析统。该系统由步进推移装置、电缆拖挂装置、电缆保电缆超前输送系统在工作过程中，主梁作为整个护装置和端头锁紧装置组成，它可拖挂150In电缆，其系统的自重以及所悬挂的缆线重力的承受者，翼板作结构见图1。为夹紧力的传递零件，它们均是关键元件。这里只对收稿日期：2009一O42O；修回日期：2009—09—18作者简介：景围丰(1983一)，男，江苏盐城人，在读硕士研究生。2010年第1期景国丰，等：基于SolidWorks的电缆超前输送系统的设计开发·61·主梁进行有限元分析。加载时，主梁的

7、顶面、下翼板边缘处的应力最小，主梁2．1主梁受力模型腹板以及下翼板中部应力逐渐增大，在腹板与下翼板连利用SolidWorks2007内嵌集成的插件接圆角处，应力达到最大值，即在圆角处出现应力集中，CosmosWorks有限元分析软件对主梁进行有限元分符合实际理论。数据分析显示，屈服力与许用屈服强度析计算_2]。首先将所建模型通过标准数据接口导人到之比d／[d]一0．197，远小于1，即在正常工作载荷下，该CosmosWorks有限元分析模块，进行实体网格划分，主梁强度有比较大的裕量，可以安全工作。添加主梁顶面为“固定”

8、约束，然后添加载荷，再次进行有限元分析计算，得到主梁的应力分布情况、应变和变形状况，计算出危险点的应力和应变，对设计是否合理进行准确快速的评估。图3、图4、图5和图6分别为有限元分析云图。图5应变云图图2电缆超前输送系统的三维总装配图图6设计检查由图4可知，主梁在工作载荷下最大变形发生在图3应力分布云图最薄弱的下翼板边缘处，最大变