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1、 陕西理工学院本科毕业论文（设计）任务书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 学生姓名 一、毕业设计题目 打夯机的三维设计 二、毕业设计工作自_2015_年_3_ _月_1_ _日 起至_ 2015_年 6 月_5_日止 三、毕业设计进行地点: 校 内 四、毕业论文（设计）应完成内容及相关要求： 1. 了解蛙式打夯机的工作原理及主要设计参数及设计过程； 2. 该蛙式打夯机的的输出转数为60r/min，适用于夯实灰土和黄土地基； 3. 进行传动系统所有零部件的结构设计及三维建模工作 ；并进行运动仿真工作。在装配体结构的基础之上 ，绘制装配图、装配爆破图， 两张A4。 4.进行有限元分析。利用有
2、限元分析软件（如：ANSYS软件）对其中一个零件进行静应力分析，确定该其应力应变特性，并能满足设计条件。 5.联系实际进行现代设计方法的训练，完成设计性论文的撰写工作，整个设计说明书内容要连贯，是整体一致；说明书阐述应段落之间有连贯性，语句之间有逻辑性；说明书摘要要反映所做主要内容。 6.外文参考文献不少2篇，其中一篇附原文（PDF格式），并对该外文资料进行翻译，英文翻译要与原文内容一致，通顺，符合学校的相关规定。 五、毕业论文（设计）应收集资料及参考文献： 利用寒假找到蛙式打夯机实体观察，结合机械设计基础课程弄明白它的工作原理，熟练三维建模。可查找关于结构设计及有限元分析方面的文献资料；并了
3、解打夯机分类，现状。参考文献不能都是教材，应该至少有一半是近几年发表的期刊，硕博士论文，内容应该与你的毕设内容相关。 六、毕业论文（设计）的进度安排： 1）寒假收集相关参考文献并阅读，收集相应有用信息，明确本课题的主要工作 ； 2）3月5号左右提交开题报告； 3）5月中旬完成课题所有工作； 4）5月底完成论文撰写工作； 5）6月初答辩； 指导教师签名 系（教研室)主任签名 专业负责人签名 批准日期 / 文档可自由编辑打印蛙式打夯机的三维设计000（陕理工机械工程学院机械设计制造及及自动化专业000班，陕西 汉中723003）指导老师：000 摘要CAE技术因其设计效率高、周期短，能快速占领市场
4、而被越来越多的应用到现代机械设计过程中。蛙式打夯机主要由偏心块、夯架、夯锤、皮带轮、电机等组成，通过偏心块离心力带动夯架工作，本次设计主要采用CAD技术进行打夯机的三维设计及运动仿真，并在此基础之上进行偏心块的动态特性分析。 关键词：蛙式打夯机，结构设计，三维建模，有限元分析3D design of tamping machine000(Grade00,Class0,Major Mechanical Design and Manufacture and automation,Mechanical Enginieering Dept,Shaanxi Univetsity of Technolog
5、y,Hanzhong 723000,Shaanxi)Tutor:000Abstract: CAE technology have more and more applied to the modern mechanical design process, because of its high efficiency, short cycle and can quickly occupy the market.Frog hammer is mainly composed of eccentric block, tamper, rammer, pulley, motor and so on, th
6、rough the frame work of eccentric block centrifugal force to drive ram, this design mainly adopts CAD technology for 3D design and motion simulation of tamping machine, and on this basis to analyze dynamic characteristics of eccentric block.Keywords: frog rammer, structure design, 3D modeling,finite
7、 element analysis目 录1绪论1 1.1CAE技术的发展1 1.2蛙式打夯机的概述1 1.3本课题的主要工作22蛙式打夯机总体参数设计计算3 2.1确定偏心块质量3 2.2确定电动机功率3 2.3第一对带轮的设计4 2.3.1带传动设计4 2.3.2选取带型4 2.3.3确定带轮的基准直径并验证带速4 2.3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角5 2.3.5确定带的根数z5 2.3.6确定带轮的结构和尺寸5 2.3.7计算压轴力5 2.4第二对带轮的设计计算7 2.4.1带传动设计7 2.4.2选取带型7 2.4.3确定带轮的基准直径并验证带速7 2.4.4确定中心距离
8、、带的基准长度并验算小轮包角8 2.4.5确定带的根数z8 2.4.6确定带轮的结构和尺寸9 2.4.7计算压轴力93轴的设计计算键的选择10 3.1轴1的设计与校核10 3.1.1求作用在带轮上的力10 3.1.2 初步确定轴的最小直径10 3.1.3 轴的结构设计11 3.1.4 求轴上的载荷12 3.1.5 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度13 3.1.6 精确校核轴的疲劳强度13 3.2 轴2的设计17 3.2.1初步确定轴的尺寸17 3.2.2 带轮4上轴的整体设计174蛙式打夯机的三维建模及运动仿真22 4.1零件建模20 4.1.1偏心块建模20 4.1.2带轮的三维建模21 4.
9、1.3夯头体的三维建模22 4.1.4 其余零件建模23 4.2蛙式打夯机的三维装配24 4.3 蛙式打夯机的运动仿真275 ANSYS有限元分析28 5.1有限元分析软件简介28 5.2分析步骤28 5.2.1 导入模型28 5.2.2 网格划分28 5.2.3 建立约束条件29 5.2.4 施加载荷29 5.2.5 分析求解30 5.2.6 结果分析311绪论1.1CAE技术的发展 “CAE即计算机辅助工程是用计算机辅助求解复杂丁程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法” 1。它的特点是
10、以工程和科学问题为背景，建立计算模型并进行计算机仿真分析。一方面，CAE技术的应用，使许多过去受条件限制无法分析的复杂问题，通过计算机数值模拟得到满意的解答；另一方面，计算机辅助分析使大量繁杂的方程分析问题简单化，使复杂的过程层次化，节省了大量的时间，避免了低水平重复的工作，使工程分析更快、更准确。在产品的设计、分析、新产品的开发等方面发挥了重要作用，同时CAE这一新兴的数值模拟分析技术在国外得到了迅猛发展，又推动了许多相关的基础学科和应用科学的进步。 随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的
11、重要工具，同时也是计算机辅助4c系统(CAD，CAE，CAPPCAM)的重要环节。CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)和CAPP(计算机辅助工艺)等都属于计算机辅助工程(CAE)，而计算流体动力学CFD和有限元分析(FEA)等则是支撑CAE的分析工具和手段。采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型。完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。这一过程叫做CA
12、E的后处理。CAE的理论基础有限元法：20世纪40年代起源于土木工程和航空工程中的弹性和结构分析问题的研究。它的发展可以追溯到Alexander Hrennikoff(1941)和Richard courant(1942)的工作，他们的方法具有共同的本质特征：利用网格离散化将一个连续区域转化为一族离散的子区域，通常叫做元。HrenfIikofr的丁作离散用类似于格子的网格离散区域；Courant的方法将区域分解为有限个三角形的子区域，用于求解来源于圆柱体转矩问题的二阶椭圆偏。Courant的贡献推动了有限元的发展。1963至1964年Besseling等确认了有限元法是处理连续介质问题的一种普遍方法。而后，随着计算机技术的广泛应用和发展，有限元技术依靠数值计算方法，才迅速发展起来。近10年来，有限元法的应用范围有了大幅度的提高，已由简单的弹性力学的平面问题扩展到空间问题、板壳问题，由静力问题扩展到稳定性问题、动力学问题和波动问题；分析对象从弹性材料扩展到塑性、粘塑性和复合材料，从固体力学扩展到流体力学、传热学、电磁学等连续介
