筛分机械被广泛应用于冶炼、矿山、煤炭、化工、建筑、水电、医药、食品等行业和领域,给我们的生活带来了极大的便利。现阶段,筛分机械主要以振动筛为主,且以简谐振动居多。现有的振动筛存在筛分效率低、筛孔易被堵塞、关键零部件寿命短等缺点,难以满足潮湿物料以及工作量较大场合的筛分工作。目前,混沌振动被应用于多个工程领域,在筛选、分离等振动作业中尤为突出,相对简谐振动,混沌振动输出的频率更宽,速度变化更大,可以增大物料颗粒间的接触面积,因此更有利于筛分潮湿难选物料,大大提高了筛分效果。本文运用TRIZ理论,设计出一种以混沌激振器为动力装置、三相异步电机为驱动装置、并联运动链作为外筛框的运动约束机构的三平移一转动四自由度混沌振动筛,该设备可实现多自由度物料混沌筛分。具体研究情况如下:首先,运用TRIZ理论对多维混沌振动筛进行分析设计,找出现有设计的不足与缺陷,并提出相应的设计思路和技术缺陷、技术矛盾的解决方案,确定多维混沌振动筛的最终设计方案。其次,结合机构拓扑结构理论,建立混沌振动筛拓扑结构,并求出拓扑结构的自由度和耦合度,建立混沌振动筛动力学模型以及对振动筛混沌激振器和三相异步电机进行选型。然后,运用多体动力学仿真软件ADAMS分析了多维混沌振动筛运动特性,分别得到X、Y和Z方向的位移、速度和加速度运动时间历程曲线图,验证振动筛设计方案满足混沌振动特性,可提高物料筛分效率。运用MATLAB软件对仿真结果进行混沌识别,通过分析各个方向的相轨图,验证了振动系统在工作时处于混沌状态。最后,运用ANSYS有限元分析软件对振动筛内筛箱进行静力学分析、动态特性分析以及结构优化设计,找出激振频率为50Hz时的最大位移变形量与最大等效应力,有效地避免结构损伤或失效的共振区,提高了内筛箱的结构强度。图[44]表[5]参[68]