机械3D造型技术与计算系统研究.pdfVIP

』34 以科学发展观促进科技创新(中) d。，=d【l2／yM d咐x=口mrI*口k 式巾：一。为材料的许用应力；一…为实际计算出的晟大应力；y。为材料的安全系数，7。=1．1；a。 为实际汁算出的节点的最大应力；。。为相应的区域形状系数。 在}}}|轴的静态载荷榆验中，应力最大的区域是在工况二情况下，修复后的曲轴的主轴颈的根部，而 不在曲轴减少直径处。另外由于工况二的压缩机额定扭矩(21．331kN·M)远远大于电机的额定扭矩 (13 kN。M)，而曲轴是由电机驱动的，因此工况二的情况不可能出现。而且在工况二的情况下修复后曲 轴的最大应力为172，lMPa，也没有超过曲轴的强服极限(320MPa)。 工况一和工况三比较后可知，原设计的曲轴和修复后的曲轴所受的应力变化不大，在此取修复后的 曲轴在工况一情况下的应力进行校验，应力最大的区域是在修复后曲轴主轴颈的根部，此处的形状系数 。。取值为1．2。 曲轴材料为45#钢调质处理，查表可知，材料的屈服极限为320N／mm2，则其许用应力为： O-。。=O-¨／7M=320／1．1=290．9(N／ram2) 修复后曲轴在工况一情况下根据实际计算的应力结果： 口。。2d。rh×口k=56．95×1．2=68，34(N／mm2) 放：口。口… 可见曲轴应力最犬处计算的应力结果a…远小于材料的许用应力口。，曲轴经修复后具有足够的稳 定性和强度。 (五)有限元静力分析结论 根据以上分析可知，曲轴的最大应力一般发生在曲轴与接地轴承座连接处轴的根部，曲轴最大应力 处的强度足够，而曲轴经修复后的应力小于最大应力，因此曲轴经修复后也具有足够的稳定性和强度。 参考文献 2)：99～101 作者简介张科，中国机械工程学会新疆分会会员，高级工程师，现任新疆科力先进制造技术有限责 任公司总工程师。2003年以来，；ff(CAD／CAM与制造业信息化》、《新疆农机化》等国内核心期刊上发表论 机械3D造型技术与计算系统研究① 尹望吾 长沙理工大学，长沙，410076 摘要采用一种全新的机械设计思路，即313模型由“毛坯用刀具切静l而成”；刺用插件 技术开发一个能容纳大量计算插件的扩展性很强的机械零件参数计算系统。探索了一种新的 ①率课题为长沙理工大学科学基金资助项目。 第9分会场 落实科学发展观，振兴装备制造业 135 实体图形生成技术．并开发了一个参数化的动态仿真蜗杆3D造型软件；机械零件参数计算系 统能解决在机械零件设计过程中各类参数繁杂的计算问题，该软件的设计方案切实可行且具 有很强实用价值，可以依照这个系统模型的标准接口要求开发新的计算模块，以提高机械设计 效率，缩短机械产品的开发周期。 关键词 机械设计 动态仿真 插件技术 零件参数 刖再 为了提高机械设计的效率，我们开发了“机械CAB多媒体图库及M3D造型没计系统”，M3D造型 设计系统主要是机械零件的自动化3D造型与自动化计算系统。M3D造型设汁系统主要由主程序控制 管理系统、实体动态切削子系统、零件图自动生成子系统、装配图自动生成了系统、自动化设计查询子系 统、用户资料管理子系统等组成。 国内外的很多CAD软件，对于绘制如蜗杆、螺旋齿轮等表面复杂的实体模型，费时费力，并且达不 到理想的效果。设计人员首先需要花大量时间来熟悉绘图软件，并且在设计过程中花去大量时间用于 画图和计算，这样就拉长了设计周期，降低了设计速度，为此，我们探索r一种新的参数化造型技术，并 利用此技术开发了一个动态仿真蜗杆3D造型子模块；利用插件技术开发了一个能容纳大量计算插件 的扩展性很强的机械零件参数计算系统(以下简称“计算系统”)，可以依照这个系统模刑的标准接口要 求开发新的计算模块，以提高机械设计效率，缩短机械产品的开发周期。 一、3I)造型系统的解决方案 该软件基于数控机床的切削加工原理，实体模型的形成以动态仿真形式，由毛坯的回转运动与刀具 的直线运动台成为螺旋运动而产生，这样，用户只需在对话框中(如图1所示)输入相关的参数，就能以 动态形式自动切削生成蜗杆的立体模型，如图2所示。