斗轮堆取料机俯仰机构优化设计

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1、学校代号10532学号P12020222分类号TH243密级公开工程硕士学位论文斗轮堆取料机俯仰机构优化设计学位申请人姓名陈婷培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称叶南海副教授胡学军高工学科专业机械工程研究方向机械CAE技术论文提交日期2015年4月18日学校代号：10532学号：P12020222密级：公开湖南大学工程硕士学位论文斗轮堆取料机俯仰机构优化设计学位申请人姓名：陈婷导师姓名及职称：叶南海副教授、胡学军高工培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2015年4月18日论文答辩日期：2015年5月22日答辩委员会主席：

2、程军圣教授TheOptimizationDesignofLuffingMechanisminBucketWheelStackerReclaimerbyChenTing(HarbinInstituteofTechnology)2007AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorAssoc

3、iateProfessorYeNanhaiSeniorEngineerHuXuejunMay,2015湖南大学学位论文原创性声明：所早本人郑亟声明：交的论文足本人巧导师的指导Ｆ独立进行研究所取巧的研巧化巧。除／文中特別加臥标注引用的内容外■本论文不包含巧何其他个人或集体己经发丧或撰写的成巧作品。对木文的研巧做出垂要贡献的个人和集体，均。已在文中ｌｉｉ■明硫方式标明。本人亢全盧识到本声明的法律后巧由本人承担：抑矿年６化者签种：Ｕ期月７Ｕ学位论文版权使用授权书／解学校有义保闽，本巧位论文作者完令、化Ｗ学位论文的规化

4、同窓学校保。阐巧向凹家巧关部ｎ或机构送交论文的纪印件和化ｒ版，允许论文被查阅和借阅本人授巧湖南火学Ｗ将本学位论文的全部或部分内押编入巧关数耻；阵进行检索，■段保巧和汇编本学位论文。可Ｕ采巧嚴印、缩印或扫描等复制下本学位晚文席Ｖ－’１□，在年解语适用本授权１；。．保密２．不化納／。（巧化上相脚麻樞内打－＾／６：ＩＩ：」期广年月）作者签名Ｉ７：期口甘师签名：如乎年ｋ巧＾Ｉ斗轮堆取料机俯仰机构优化设计摘要斗轮堆取料机是一种大型连续式散料处理设备，因其机构动作灵活，对场地的要求相对较低和作业范围广

5、等优点，备受世界各国矿山、冶金和大型码头港口等行业的重视。但是，其针对某个具体项目、客户要求、特殊工况等特定设计制造的特点，斗轮堆取料机的设计研发往往是单件小批量生产。在科学技术日益发展的今天，随着有限元分析、最优化方法、可靠性设计等现代设计方法的广泛应用，对散料输送机械进行结构优化与轻量化设计，就显得尤为迫切与至关重要。能设计出满足客户需求且又经济适用的产品，这对于企业的发展创新具有重要的意义，而对产品的优化设计是实现此目标的主要手段。本文是以DQL800／800．35斗轮堆取料机俯仰机构作为研究对象，通过CAD参数化技术建立了斗轮堆取料机俯仰机

6、构的参数化模型，对其进行了数学模型的建立和MATLAB优化分析，在保证其强度、刚度的前提下，以重量最小为目标函数，解出配重坐标和上部结构铰点的最佳放置方案，从而减轻了俯仰机构的总重量，减少了生产成本。本文主要的研究工作和取得成果如下：1）研究了基于框架的自顶向下的CAD参数化设计理念，并在斗轮堆取料机俯仰机构的CAD参数化设计中得到应用。首先在EXCEL中构建原始设计驱动参数，同时在INVENTOR中构建框架模型，并将原始驱动设计参数与框架模型中的设计参数实现无缝链接与数据通讯；在框架模型的基础上建立三维结构的数字化模型与工程图；这样改变EXCEL

7、中的设计参数就可以直接驱动俯仰机构的三维模型。2）在研究了斗轮堆取料机的结构和设计理论的基础上，根据俯仰机构的结构特点，对其进行数学表达式的建立，设配重位置和上部铰点为未知量，以各个部分满足强度刚度设计要求为约束，列出俯仰机构的几何关系方程式，最终列出上部总重的数学表达式，以总重最小为目标函数，用MATLAB进行运算，调整几何模型，得出最优解，即在保证俯仰机构钢结构的强度和刚度的情况下，合理布置配重和上部结构铰点位置，使俯仰机构受力情况最好，总重最轻，从而达到降低制造成本的目的。3）研究了斗轮堆取料机俯仰机构的结构功能，受力情况及有限元分析和优化的

8、关键技术，利用ANSYS对俯仰机构受力边界条件与材料设置等参数进行前置化处理，将数学模型的最优解值求带入三维模型，进行静力