【正文】 的放置點，3 是與鉗桿相連的支點。在整個車體的設計中，由于用了多個工字鋼以及鋼板進行焊接而形成，這樣車體的受力就比較均勻，并沒有應力突出點，并且在設計之前是采用大安全系數(shù)設計的，所以這個車體的設計是絕對安全的，這樣就不用再單獨拿出某一個工字鋼來進行校核，故車體是安全的。 前輪的設計計算圖 前輪在前輪的設計計算中，存在的問題并不多，但由于承受的力比較大，所以對它的強度的要求就非常重要了。在設計中，也是要在滿足強度、承受載荷能力的前提下節(jié)約材料，減輕重量，要易于安裝在小車的車體上。在前輪中最重要的零件就是輪軸和滾動軸承．在便于校核的情況下，先認為是圓柱體來計算。 輪軸的設計及校核環(huán)形加熱爐的設計與仿真25 圖 輪軸考慮到要把該前軸裝在移動小車的車體上，所以把輪軸與小車車體連接部分做成方鋼的形式，這樣，這個輪軸就可以用一個方鋼來制造．在中間打孔用以和車體螺栓連接。輪軸的長度是根據(jù)小車車體的寬度來確定的， 由于該輪軸并不是用以轉(zhuǎn)遞運動的軸，只是用以支撐和帶動其他部件運動的軸，自然在設計上就不能用以往的思路來考慮，但是這樣就沒有什么依據(jù)了。因此這個輪軸的設計是根據(jù)老師傅的經(jīng)驗得來的方鋼的邊長以及輪軸兩端的圓柱的直徑的大小，當然這個經(jīng)驗值并不是十分的貼切，但是這也將是在強度等綜合因素考慮的前提下所得到的較為合理的數(shù)值了。（1）選材選 45 鋼正火處理， MPab590??（2）輪軸的結構設計如圖示（3）軸的強度計算受力簡圖如下圖 ： 圖 受力圖 彎矩圖如下圖 ：圖 彎矩圖所以強度校核 ????無錫太湖學院學士學位論文26（）得 MPa51???故強度足夠（4）輪軸的疲勞強度校核A,判斷危險截面 根據(jù)輪軸的受力情況可以判斷出所受彎矩最大的地方就是其危險截面B,計算彎曲應力抗彎截面系數(shù)為 .???dW截面左側(cè)的彎矩 ??M截面上的彎曲應力 .?C,計算綜合系數(shù)輪軸的材料是 45 鋼，正火處理，得 ，ab59?51???應力系數(shù)：去應力集中系數(shù) 及鉗桿的材料的敏性系數(shù)??q由公式得應力系數(shù) )(1????qk（）尺寸影響系數(shù)為 ．?表面質(zhì)量系數(shù)為 ．92??則得綜合系數(shù)為 ???????kD（）D,計算安全系數(shù)材料特性系數(shù) =??所以 )(1?????maDkS?（）可知其安全。同樣的道理可知截面右側(cè)的強度也安全。 后輪的設計計算環(huán)形加熱爐的設計與仿真27圖 后輪后輪與前輪的設計基本相似，無論是它們的設計思路，還是校核計算都是一樣的，所以在這里就不再重復。 后下輪的設計計算圖 后下輪后下輪并沒有起到支撐或承載的作用，它最主要的目的就是用來安裝緩振裝置，所以在進行設計時不需要考慮它所受的載荷是多少，只要能使它可安裝在移動小車的車體上并可以將四個減震器安裝上發(fā)揮其作用即可．而進行這個設計時，要盡量的減輕重量，當然要在其強度等因素安全的前提下，重量減輕可以使小車的負載減輕。同時后下輪的有關數(shù)值的確定也不是通過準確地計算而得來的，因為并沒有這方面的計算公式來有解和驗算其是否合理，只有通過咨詢有經(jīng)驗的師傅來合理的有效的確定出來。這里肯定會有很多不足之處，但這將在以后的設計中慢慢改進，以得到最為準確地數(shù)據(jù)。之所以采用一些經(jīng)驗值，還有一個原因就是這個機構只是單件生產(chǎn)，并不是面向大眾的機構。綜合眾多因素，后下輪的設計如圖所示圖 。無錫太湖學院學士學位論文28 整體機架結構的設計及計算圖 機架前面已經(jīng)把鉗桿和小車闡述完畢，整個裝取料機的最重要的兩部分已經(jīng)完成，剩下的整體機架就是根據(jù)現(xiàn)場情況來給設計好的鉗桿、小車的整體一個發(fā)揮其作用的地方，所以整體機架的最主要的作用就是支撐。它要為鉗桿和小車的正常運行提供一個穩(wěn)定，安全的場所．所以整體機架所具備的最基本的要求就是要穩(wěn)定，給小車提供的兩軌道平面水平誤差不大于 。這個機架的設計還是都采用焊接的形式，所以在為了保證其強度要求，焊角高不小于相鄰被被焊件厚度的 倍，焊縫質(zhì)量等級要求 級。這樣，整?體機架的組成主要有兩部分，一是橫梁，二是立柱，三是連接梁三個都是焊接件。 橫梁的設計計算 圖 橫梁橫梁基本上是由 H 型鋼和各種形狀的鋼板焊接在一起形成的，這樣既保證了它的強度要求，又降低了成本。為了增加用作橫梁的 H 型鋼的強度，用一些鋼板與其焊接來作為加強筋，這樣就可以增強 H 型鋼的強度。做為加強筋的鋼板是根據(jù)不同的需要在現(xiàn)場來制作出不同的形狀，焊件下料周邊要求去毛刺，在進行焊接時，焊縫質(zhì)量等級為Ⅱ級 [16]。在進行鉆孔時要去應力之后進行。 1）橫梁的校核由于橫梁承受力最大時是在移動小車運動的時候所承受的載荷。這樣，就要分階段考慮，一是小車在橫梁中間時，此時的橫梁受力分析如下圖 ：環(huán)形加熱爐的設計與仿真29圖 受力圖所受彎矩簡圖圖 ：圖 318 彎矩圖此 H 型鋼的材料是 Q235。橫梁的強度計算主要就是考慮受彎時的正應力： 即 PyIM???其中 I——橫截面對中性軸的慣性矩； y——橫截面上距中性軸最遠的點。 ? y=150mm則： ???二是小車在橫梁的左中間時，由于在右中間和在左中間情況是相同的，所以在這只計算一種情況即可。受力簡圖如下圖 ：無錫太湖學院學士學位論文30圖 彎矩簡圖如下圖 ：圖 與上面的校核一樣，其中 ?? 　　　　　　　　　 y=150mm則： ???由此可知 ，故安全．P?不做穩(wěn)定性計算的條件：有鋪板（各種鋼筋混凝土板和鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時。工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由度 與其寬度 之比不超過規(guī)定的數(shù)值時。在這里1l1b符合以上條件，所以可以不做穩(wěn)定性計算。 立柱的設計立柱如圖 圖 立柱 立柱的外形大多都是焊接構成的，而焊接柱按外形分為實腹柱和格構柱，現(xiàn)在設計的立柱就是采用實腹柱，是型鋼實腹柱．采用這種設計的優(yōu)點是焊縫少。根據(jù)《機械設環(huán)形加熱爐的設計與仿真31計手冊》所述，當腹板的計算高度 與腹板厚度 之比大于 80 時，應有橫向隔板加強，0h?間距不得大于 3 ，而在此設計的尺寸是 ，所以還要有橫向隔板用0h ??以加強立柱的強度， 為了簡便節(jié)省用直徑為 235mm 的正方形的鋼板來作為加強板。在架子的整體設計中，總共有六個立柱，所以在受力的分配上它們是均勻的，這樣就不存在受力的不同而要進行各個校核的問題，只要校核其中的一根立柱即可。還由于這個立柱是組合件，并且已經(jīng)有了上面所說的加強板的存在，立柱有足夠的強度來支撐整個機構的運行，所以這個立柱的校核可以省去。 連接梁的設計連接梁如圖 , 圖 連接梁圖 連接梁俯視圖兩個橫梁設計好之后，需要用連接梁將兩個橫梁連在一起，構成一個完整的框架，以限制其變形，降低其應力或為總體提供懸置點。這里總共需要四個連接梁，連接梁與橫梁或立柱的連接是用螺栓連接的，這樣拆卸和組裝都比較方便。連接梁也是用工字鋼，由于連接梁主要的作用是連結和固定，并沒有承受很大的力，特別是下面的兩個，所以只有上面的兩個連接梁另外再有加強筋，因為這兩個橫梁總體受到的載荷不大，就省去了過多的設計計算 [4]。 橫梁、立柱、連接梁都設計好之后，還要提一下的就是它們的組合連接。通常梁和無錫太湖學院學士學位論文32柱的連接有鉸接和剛性連接兩種，由于機架的設計多用的是焊接連接，如果梁和立柱之間還是用焊接形式連接，會加大勞動時間，而且在裝配的時候不方便，所以梁和柱之間的連接就用鉸接形式的連接，就是均采用螺栓連接。4 合理性分析 鉗桿的有限元分析第三章對鉗桿已經(jīng)作了校核，在這里我們進行有限元分析，主要就是用 的設計仿真再校核一下，分析結果如下所示 [9]：(displacement)如圖 :圖 位移環(huán)形加熱爐的設計與仿真33（stress）如圖 ：圖 應力（strain）如圖 ：圖 43 應變力根據(jù)上圖中可以看出位移和應力最大和最小值，和在第三章的計算校核基本符合，所以可以再一次的證明這個鉗桿的設計是符合要求的。由于做出的應力分析和查表所得到的數(shù)值上相差并不是很多，所以理論上這個鉗桿還是有節(jié)省空間的，還可以再進行更優(yōu)化的設計，不過在這個整體設計中，既然鉗桿已經(jīng)達到要求，而且和理論值也相差不多，在這里就不再進行更優(yōu)化的設計計算了。無錫太湖學院學士學位論文34 橫梁工字鋼的有限元分析在第三章我們也已經(jīng)對橫梁進行了系統(tǒng)的校核，下面是用 的設計仿真再校核一下，分析結果如下所示：(displacement)如圖 :圖 位移（stress）如圖 ：環(huán)形加熱爐的設計與仿真35圖 應力（strain）如圖 ：圖 應變力根據(jù)分析上圖可知最大應力和第三章所做出的計算結果是基本相符的，這樣就可以得到結論這個橫梁的設計是符合要求的，可以投入使用。當然，和上面介紹的鉗桿一樣，肯定也是有更優(yōu)化的設計，不過整體而言這個橫梁還是最符合要求的，故在此處不作更改。無錫太湖學院學士學位論文36結論與展望通過本次畢業(yè)設計,我對環(huán)形加熱爐設計，從毛坯到成品，有了一個更深一步的認識和理解，了解了每個工步、工序以及工位所要注意的問題。對數(shù)控刀具、材料的選用有了更進一步的了解，其次，在設計過程中掌握了材料的選用方法。同時我在設計過程中，對機械設計所用的各類軟件都有了一定的掌握和了解，如 CAD、Word、Ecel、ppt 等。 在整個畢業(yè)設計過程中，通過反復的學習，從而達到了鍛煉自己的目的，同時在此過程中還學到了有關熱處理的很多知識。通過本次畢業(yè)設計，我感到自己應用基礎知識及專業(yè)知識解決問題的能力有了很大的提高，并且這次畢業(yè)設計的選題，是一個實際的在建工程，因此，是在我即將工作之前，它是一次重要演練。我想，通過這次畢業(yè)設計，到了工作單位后，我將能夠更快的適應工作崗位和工作要求。我對自己充滿信心。這對我以后工作的選擇開拓了更大的空間。總之一句話，畢業(yè)設計使我把上課學到的東西運用到實踐工作中去，從實踐生產(chǎn)中有所領悟。此次畢業(yè)設計給我很大的信心，對我走向社會和今后人生的道路上都有很大的幫助。環(huán)形加熱爐的設計與仿真37致 謝經(jīng)過一個學期的學習和努力，終于完成了我的畢業(yè)設計，在這忙碌的一段時間里，自己也嘗到了撰寫論文的艱辛和收獲時的喜悅。在此我要感謝每一位給予我?guī)椭娜?。這次畢業(yè)設計過程中，院領導老師為我們的畢業(yè)設計創(chuàng)造了盡可能好的環(huán)境，在許多方面給與我們極大的幫助，并從各種基礎設施方面既可能的滿足我們的畢業(yè)設計要求，在此，我對院領導表示深深的敬意。雖然我設計的課題不是新課題，但是也具有相當?shù)碾y度，裝取料裝置對我來說根本是一個空白，在設計的過程中，查閱了很多關于裝取料裝置方面的書籍，還時常去拜訪老師，經(jīng)過老師的指導和我自己的努力，使得我的畢業(yè)設計圓滿完成。而且在設計過程當中老師嚴格要求我們,給我們提供了大量的參考資料并細心指導我們設計方法和注意事項等，這些都對我設計的順利完成有著很大的幫助。在此我感謝我的指導老師俞經(jīng)虎副教授。同時借此機會還要感謝大學四年中我所有的任課老師。他們在這四年間對我的教誨與幫助，我永遠都不會忘記。 另外, 還要感謝在這期間一直給我提出改進意見和技術支持的同學們。感謝大家!無錫太湖學院學士學位論文38參考文獻[1] [M]. 北京：冶金工業(yè)出版社 ,1979[2] 藺俐枝，孫明亮，王吉平. 環(huán)形加熱爐的設計[J].包鋼科技 ,2022,34(2):53 55.[3] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M].8 版. 北京：高等教育出版社 ,2022.[4] 吳宗澤，[M].北京：高等教育出版社 ,1992.[5] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2022 .[6] NX 基礎應用與范例解析[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2022.[7] [M].北京:化學工業(yè)出版社,2022 .[8] 汝元功,[M].北京:高等教育出版社 ,1995.[9] Orlov of Machine :Mir Pub.,1987.[10] [J].工藝裝備 ,2022,42(473):6365.[11] 南雷英,戚春曉,[J].鍛壓裝備與制造技 術,2022,(2):1821.[12] Patton W. 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