減速器輸出軸的失效分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

1摘要本文通過失效分析的概念、失效分析的發(fā)展、失效分析的目的、失效分析的方法、失效分析的思路和失效分析的程序從各方面對(duì)失效分析進(jìn)行了詳細(xì)的闡敘。圍繞失效分析，對(duì)減速器高速軸的在生產(chǎn)中出現(xiàn)的失效，主要是軸徑變化較大處的斷裂。從減速器軸的化學(xué)成分、宏觀、微觀、及力學(xué)性能等方面進(jìn)行了分析，了解該軸的應(yīng)力分布情況，找出應(yīng)力集中部位，分析該類軸斷裂的原因。通過分析可以看出，斷裂發(fā)生在階梯軸過渡位置。而斷裂失效的軸件中有80%屬疲勞斷裂，疲勞斷裂的原因主要是應(yīng)力集中。說明該處有嚴(yán)重的應(yīng)力集中。在此基礎(chǔ)上，利用PRO/E軟件對(duì)軸建模，通過ANSYS對(duì)減速器軸進(jìn)行了較全面的有限元分析，在得知其應(yīng)力分布、模型位移分布的情況下對(duì)軸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，不但驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)分析的正確性，而且提出了合理的改進(jìn)方案。關(guān)鍵詞失效分析；斷裂；有限元；PRO/E；軸2目錄摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書前言1第一章失效分析1.1失效分析的概念21.2失效分析的發(fā)展21.3失效分析的目的31.4失效分析的方法31.5失效分析的思路41.6失效分析的程序5第二章減速器高速軸的失效分析2.1宏觀分析92.2性能檢查92.3微觀分析92.4小結(jié)10第三章軸的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1PRO/E建模113.2ANSYS分析123.3減速器軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)143.4結(jié)論16結(jié)束語17參考文獻(xiàn)18致謝193畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（減速機(jī)高速軸的失效分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)）一、課題內(nèi)容“減速機(jī)高速軸的失效分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)”課題從實(shí)際出發(fā)，采用PRO/E和ANSYS軟件對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)和研究,是一種最現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。具體內(nèi)容如下：1.首先對(duì)減速機(jī)高速軸進(jìn)行失效分析；2.根據(jù)軸的零件圖利用PRO/E進(jìn)行實(shí)體建模；3.利用ANSYS軟件進(jìn)行各種分析(主要是應(yīng)力分析)，找出高速軸結(jié)構(gòu)上的不合理地方,得出該軸失效可能出現(xiàn)的原因。4.利用ANSYS對(duì)整個(gè)軸進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)改進(jìn)后的高速軸再一次進(jìn)行ANSYS分析,得到合理的軸結(jié)構(gòu),從而完善減速機(jī)的總體設(shè)計(jì)效果。二、課題任務(wù)要求要求學(xué)生具備機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理及機(jī)械制造工藝等方面的基本知識(shí)，掌握了PRO/E和ANSYS軟件的使用,并具備較強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)要求：1.設(shè)計(jì)說明書1份字總體設(shè)計(jì)圖1張A0圖3.高速軸優(yōu)化前及優(yōu)化后設(shè)計(jì)圖各1張A3圖4.高速軸建模圖1張5.高速軸結(jié)構(gòu)分析圖4-8張4前言減速器是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置，在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著。減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，而軸是減速器中不可缺少的重要零件之一,也是最常見的失效零件。軸是減速器的關(guān)鍵部件。減速器廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械、礦山、冶金、油田、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，由于工作條件惡劣，過載時(shí)間長(zhǎng)，加之頻繁的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，經(jīng)常在階梯軸的結(jié)合處產(chǎn)生裂紋，最終導(dǎo)致斷裂事故，給生產(chǎn)及安全造成很大的影響。某廠一批減速器在使用不到半年內(nèi)相繼發(fā)生幾起斷軸事件，而且斷軸現(xiàn)象十分相似，給該廠造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為此，我們對(duì)減速器高速軸的斷裂原因進(jìn)行了比較系統(tǒng)的分析：軸的宏、微觀分析和結(jié)構(gòu)分析，了解該軸的應(yīng)力分布情況，找出應(yīng)力集中部位，分析該類軸斷裂的原因。在此基礎(chǔ)上充分利用PRO/E技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的應(yīng)力分析,以驗(yàn)證宏、微觀分析結(jié)果,再利用PRO/E技術(shù)進(jìn)行軸的優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到改進(jìn)軸的目的。使減速器的工作性能達(dá)到最優(yōu)。這樣既能保證設(shè)備的正常使用，提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益，有很高的實(shí)用價(jià)值，而且為軸失效問題的分析可提供有效的參考資料。Pro/ENGINEE是1985年美國(guó)波士頓PTC公司開發(fā)出來的參數(shù)化建模軟件，目前已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEERWILDFIRE3.O。它包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、