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双链式履带拉拔机的拉拔链传动机构是拉拔机的核心部分,链传动机构在传递力和运动的同时实现对金属管材的拉拔,其拉拔过程的稳定性、可靠性及拉拔主体结构制造成本的经济性对拉拔机整体性能具有很大影响。所以,对拉拔链传动机构进行动态分析和结构优化,并对其关键零件的使用寿命进行研究分析是至关重要的。 本文以拉拔链传动机构的主体部分为研究对象,在链传动机构动力学及有限元模型的基础上,对主链和链轮展开动态分析与结构优化,对衬链辊子进行疲劳寿命研究。具体内容如下: 1、结合双链式履带拉拔机的实际工作情况,分析了传动过程中主链与链轮在不同啮合状态下主链的运动情况,研究了多边形效应所引起的主链速度、加速度的变化对链传动机构的影响。分析计算压紧装置在拉拔时提供的压紧力大小,并根据拉拔理论计算出指定管材拉拔通过模架装置时设备所提供的拉拔力大小,为拉拔链传动机构动力学模型的建立提供参数。 2、借助SolidWorks建模软件和ADAMS多体动力学仿真平台建立拉拔链传动机构的动力学仿真模型,并模拟实际拉拔过程,为主链与链轮的接触分析、衬链辊子的疲劳分析提供载荷条件。分析拉拔状态下主链的周期性张力变化情况以及链轮与主链周期性啮合时各自的振动情况,比较不同的拉拔速度对主链振动的影响。 3、基于ANSYS的有限元分析与优化平台,将非线性接触理论与瞬态动力学有限元分析方法相结合,根据拉拔链传动机构的动力学仿真过程中链轮与主链啮合的载荷谱及链节间张力的载荷谱,对拉拔机的链轮、拉拔主链进行瞬态动力学接触分析。分析链轮与主链节的应力应变大小与分布情况,根据分析结果对现有的结构进行减重优化,验证优化结果的优越性。 4、分析衬链辊子直径大小与滚动阻力的关系,以抗磨损性能最优为原则确定辊子直径。衬链辊子的破坏是由接触疲劳导致的,基于ANSYS的nCode DesignLife疲劳有限元分析平台,对辊子进行滚动状态下的疲劳寿命有限元分析。根据结果分析衬链辊子的最易破坏区域,估算其使用寿命,并根据疲劳寿命分析结果获得衬链辊子的最优布置形式。