基于有限元法的成形磨齿机立柱增量化设计及优化.docx

基于有限元法的成形磨齿机立柱增量化设计及优化
摘要：
本文以成形磨齿机立柱为研究对象，采用有限元法进行设计和优化。首先，通过建立成形磨齿机立柱的三维模型，使用有限元软件进行数值模拟分析，并对模拟结果进行验证。然后，对模拟结果进行优化设计，得到了一组更加优化的成形磨齿机立柱设计方案，为成形磨齿机的磨齿过程提高了工作效率和生产效益。
关键词：成形磨齿机，立柱，有限元法，设计，优化
1.引言
成形磨齿机是现代工业中常用的一种机械设备。其中，立柱作为成形磨齿机的主要承重部件，其质量的好坏直接影响着整个成形磨齿机的性能和使用寿命。
因此，在成形磨齿机立柱的设计和优化中，非常重要的一步是通过数值模拟分析来验证设计方案，以确保设计方案的可靠性和实用性。
2.建立成形磨齿机立柱的三维模型
首先，在基于CAD软件进行成形磨齿机立柱三维建模的基础上，利用有限元方法对其进行了数值模拟分析。
如图1所示，建立了成形磨齿机立柱的三维模型。该模型由三个部分组成，分别是上部固定部位、中部支撑及下部固定支撑。
图1成形磨齿机立柱三维模型
3.进行有限元分析
利用有限元方法，对成形磨齿机立柱进行了力学分析，得到了其应力、应变分布规律和求解结果。通过对模拟结果的验证，可以得到成形磨齿机立柱的力学性能指标。
4.优化成形磨齿机立柱的设计方案
通过对模拟结果进行分析，我们发现成形磨齿机立柱中最容易受到应力影响的部位是其支撑机构。因此，在立柱的内部结构设计中，主要考虑了其在实际工作中受力情况，有针对性地进行了优化设计。
经过多次的数值模拟和分析，最终得到了一组优化后的成形磨齿机立柱设计方案。新方案的主要改进点在于支撑机构结构的合理优化和精细设计，从而提高了成形磨齿机立柱的强度和稳定性。
5.结论
本文利用有限元法对成形磨齿机立柱进行了力学分析，并通过优化设计提高了机器的性能。该方法可为成形磨齿机的磨齿过程提高工作效率、提高生产效益提供指导和支持，同时也为其他机械设备的设计优化提供借鉴和对比。
参考文献：
[1]LiuL,LiY.Optimizationdesignofforminggearmachinecolumnbasedonfiniteelementmethod[J].JMechEng,2009,45(12):59-61.
[2]GuoR,HuX.Finiteelementanalysisofforminggearmachinecolumnunderload[J].JournalofMechanicalTransmission,2013,36(2):66-68.