【正文】 剛體，單元之間的力通過節(jié)點傳遞，然后利用能量原理建立各單元矩陣；在輸入材料特性、載荷和約束等邊界條件后，利用計算機進行物體變形、應力和溫度場等力學特性的計算，最后對計算結果進行分析，顯示變形后物體的形狀及應力分布圖。 FEM 將模型劃分為許多稱作單元的簡單小塊形狀，從而有效地用許多需要同時解決的小問題來替代 一個復雜問題。例如，節(jié)的溫度完整描述了節(jié)在熱分析中的響應。單元的邊線可以是曲線，也可以是直線 該軟件會生成控制每個單元的行為的方程式，其中考慮了每個單元與其它單元之南昌航空大學學士學位論文 35 間的聯(lián)系，這些方程式將響應與已知的材料屬性、約束和載荷相關聯(lián)，接下來，該程序將這些方程式組織成一大組需同時求解的代數(shù)方程式，然后求解未知量。COSMOSWorks 提供了多種捆綁包，可滿足您的分析需要，它節(jié)省了搜索最佳設計所需的時間和精力，可大大縮短產品上市時間。 如果需要，請為算例 定義參數(shù) 。 指定約束和載荷 。 對于使用曲面的外殼網(wǎng)格，請使用外 殼。您也可以使用 查找相觸面組 功能查找接觸面。 1 運行 算例或設計情形。 南昌航空大學學士學位論文 39 7 結論 通過前期對畢業(yè)課題的研究與分析，使我對 LS 螺旋輸送機的結構、工作原理、制造等有了新的認識。 為期三個月的畢業(yè)設計也接近尾聲，回顧整個畢設過程，我覺得受益匪淺。在這次設計中，使我對自己的能力有了更好的了解。 設計的產品需要通過使用來對其設計思路、產品質量來進行檢測。 南昌航空大學學士學位論文 40 參考文獻 【 1】孫桓等 .機械原理 .高等教育出版社， 2021 【 2】濮良貴等 .機械設計 .高等教育出版社， 2021 【 3】《運輸機械設計選用手冊》編委會 .運輸機械設計選用手冊 .化學工業(yè)出版社， 1999 【 4】李啟 炎． Solidworks 2021三維設計教程．機械工業(yè)出版社， 2021 【 5】徐灝等 .機械設計手冊 .機械工業(yè)出版社， 1995 【 6】 Shigley J E,Uicher J of machines and York:McGrawHill Book Company,1980 南昌航空大學學士學位論文 41 致謝 在本次畢業(yè)設計過程中，從選題，方案論證，到課題的分析以及論文撰寫都是在封立耀老師的悉心指導下完成的。值此成文之際，謹向我的指導老師封立耀表達深深的敬意和衷心的感謝。 三個月來，封立耀老師一直是耐心講解，認真細致的查看設計的方案。例如同一機型除主要性能參數(shù)外，應從用戶使用出發(fā)，對機殼、葉片、頭尾軸承型號及金屬板厚度作出限制和規(guī)范，提高機組使用壽命； 通過一定的措施，取消中間懸掛軸承，以避免中間懸掛軸承處出 現(xiàn)的物料堆積現(xiàn)象，從而提高輸送能力； 應根據(jù)輸送不同物料來配置螺旋葉片材料和相應熱處理工藝規(guī)范，克服葉片磨損問題，現(xiàn)行 LS 型螺旋葉片普遍采用的 Q235 鋼板不能滿足多種輸送材料的要求。 在設計中本人認真復習了有關的專業(yè)知識，螺旋輸送機是自己原先在課堂上從未接觸的，因此向封 立耀指導老師詢問和自己查找了許多相關資料。這次畢業(yè)設計是對以前學到的專業(yè)知識做進一步的系統(tǒng)的復習和總結，比如加深了我對軸類零件的設計和軸承、電機等零部件選用方法的了解，這次畢業(yè)設計也是對自己的工作和學習能力的檢驗。在遵守前人的經驗理論和保證其基本功能，現(xiàn)有的技術手段的同時，本設計在局部地方稍做了一定的修改。 下面以頭軸為例來描述在螺旋輸送機的設計過程中的有限元分析（靜態(tài)）過程： 定義算例類型為靜態(tài) 定義材料屬性為普通碳鋼 定義約束類型為固定，部位如軸承對它的約束 南昌航空大學學士學位論文 36 劃分網(wǎng)格 定義輸入扭矩和反作用扭矩為 單擊運行按鈕讓其進行分析 分析結果如下： 圖 61有限元靜態(tài)分析結果應力圖 南昌航空大學學士學位論文 37 圖 62有限元靜態(tài)分析結果應變圖 為了更加清楚地看到各點應力變化情況，我們使用軟件中的探測功能對頭軸取點如下圖： 圖 63 對頭軸取點探測 其結果如下： 南昌航空大學學士學位論文 38 圖 64對頭軸取點探測結果 從上圖可以看出，在軸上各點處的應力基本一樣，而在螺栓孔處和靠近軸肩處應力變得較大，這是應力集中的結果。疲勞算例和優(yōu)化算例使用參考算例中的網(wǎng)格。 對于混合的網(wǎng)格算例，請定義外殼和實體。疲勞算例和優(yōu)化算例使用參考的算例來獲得約束和載荷。 定義 材料屬性 ?？梢詧?zhí)行以下步驟來完成算例： 生成 算例并定義其分析類型和選項。 COSMOSWorks 是一個與 SolidWorks 完全集成的設計分析系統(tǒng)，它提供了單一屏幕解決方案來進行應力分析、頻率分析、扭曲分析、熱分析和優(yōu)化分析。 四面單元。對于所有可能的支持情形和載荷情形，每個單元的行為都是非常清楚的，有限元素方法使用具有不同形狀的單元。 FEM 是一種用于分析工程設計的數(shù)字方法。 B B39。 進料口 見下圖 52，表 56 南昌航空大學學士學位論文 32 圖 52 表 56 摘自《運輸機械設計手冊》 型號規(guī)格 A A39。因此。因此，螺旋的最大許用轉速應根據(jù)被輸送物料的最低跳躍高度來確定。例如，當 s/D=2 時，若 f1=，則 V=950；若 f1=，則 V=0，即此時物料只隨螺旋葉片轉動而其軸向運動停止。該圖是在螺旋直徑 D保持不變時， s/D=1 的情況繪制的。葉片外緣點處升角α 外 最小，向內升角逐漸增大，至葉片內緣點處即靠近螺旋軸處的升角α 內 最大。螺距的大小將影響速度各分量的分布。所以，應從考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量間的適當分布關系等兩個條件，來 確定最合理的螺距尺寸。如果與此同時物料還有一定程度的磨琢性，螺旋的轉速就要減少。因而，對于水平螺旋輸送機來南昌航空大學學士學位論文 23 說，物料的填充系數(shù)并不能無限增加，一般取填充系數(shù)ψ＜ 45％。物料顆粒在軸向的運動要比圓周方向顯著得多。） 葉片的設計 在螺旋輸送機工作過程中，物料面的轉角與填充系數(shù)即進料量、螺距大小及螺旋面的型式等因素有關。倒塌下來的物料一部分不斷翻起在落下，一部分越過軸并落到軸的另一側，即下一個螺距中，形成附加料流。這樣在靠近螺旋軸的區(qū)域處將具有指向槽壁的徑向速度，增加了內層物料對外層物料的壓力和摩擦力，致使螺旋軸附近的附加料流適當?shù)販p小。它不僅對物料的輸送起著不良的影響，同時也增加了功率的消耗。 若螺旋的轉速為 n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒 A的運動速度，由圖中三角南昌航空大學學士學位論文 19 形 ABC 可得 c os si nv AB???合 因為 260rnAB ?= 所以 圓周速度為 2 s in s ins in6 0 c o srnvv ? ? ? ???????圓 合（ ）（ ） = 以摩擦系數(shù) μ=tanρ代入上式，得到圓周速度 2 s in ( s in c o s )60rnv ? ? ? ? ???圓 由于 因此，將上述各式代入并經過換算后，便可求得物料 顆粒的圓周速度計算公式， 26 0 2( ) 12sn srvsr??????圓 式中： s—— 螺旋的螺距 (m) n—— 螺旋的轉速 (r/min) r—— 所研究的物料顆粒離軸線的半徑 (m) μ 面 —— 物料與螺旋面的摩擦系數(shù)μ 面 =tanρ 南昌航空大學學士學位論文 20 若使公式對 r求一次導數(shù)，并令其值 ，便可求得存在 v圓最大值的半徑為 2( m a x )12vrs?????? 面 面面 同樣，根據(jù) 圖 32的 速度分解關系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的計算公式： 21 260 ( ) 12ssn rvsr? ?????面軸 圖 33表示了對于幾種不同螺距的速度 v 圓 和 v 軸 隨半徑而變化的曲線圖。此力可分解為切向分力 P 切 和法向分力 P 法 ，如圖所示。但是物料顆粒在輸送過程中，其運動由于 受旋轉螺旋的影響并非作單純的直線運動，而是一個空間運動。 由于所設計的輸送機運載量大，在使用過程中會出現(xiàn)如進料量不穩(wěn)定，超載運行 等情況，因此我們選用齒 輪減速電動機通過聯(lián)軸器直接驅動的形式。當螺旋輸送機輸送物料量比較穩(wěn)定時，傳動裝置可直接連接到螺旋輸送機的軸上，從而使結構緊湊，運行可靠，如圖 211c 所示的齒輪減速電動機通過聯(lián)軸器直接驅動 的形式。圖 211 所示是水平螺旋輸送機常見的幾種傳動布置形式。槽體端部卸料是指物料直接通過輸送機槽體端部的開口卸出，螺旋由局部端板支承，軸承安裝在端部的法蘭上，當輸送機填充系數(shù)超過 時將不能采用這種卸料方法。終端卸料的卸料口位于螺旋輸送機槽體的最末端。進料時由于物料塊度或顆粒的慣性作用會產生沖擊，有碰壞或磨損設備的可能，為此可在進口溜槽中安裝折流擋板或緩沖腔來加以克服。具有多點進料的螺旋輸送機，必須有靈活可靠的進料調節(jié)裝置。 螺旋輸送機的機槽在進行安裝時，一定要注意對中和找直，否則，工作時由于劇烈而周期的撓曲應力，會發(fā)生軸的斷裂，軸承的使用壽命也將大大減弱。 圓筒型機槽又稱機筒，一般采用薄壁無縫鋼管制成，也可用 2—— 4mm 厚的鋼板卷制并在接縫處連續(xù)焊接而成，或使用硬質塑料管。因為機槽較長，采用折邊法蘭的 U型槽體。因為帶有角鋼法蘭的截面為 U 字型的鋼制螺旋槽體是最