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农机优化设计论文

1Pro/E软件

Pro/Engineer操作软件是集CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/E提出了参数化概念,并且通过对单一数据库进行应用,从而完成对各种相关问题的合理处理。此外,通过对模块化方式的应用,用户依据自身的需求完成相应选择,并不需要对所有模块都进行安装[1]。通过对Pro/E软件的合理应用,可以将设计合理的集合到一起,采取并行设计,确保合计的合理性。Pro/E对模块方式进行合理应用,可以完成零件制作、装配设计、加工处理等,保证用户可以依据自己的需求完成相应的选用,实现对农业机械设计的合理优化。

2Pro/E软件在农业机械设计的具体应用

2.1构建几何模型。与其它大型。分析软件相比,Pro/E软件具有丰富的建模功能,下面在具体分析过程中,采用旋转建模方对齿轮轴进行建立,齿轮轴过渡段的半径大小为8.8mm。2.1.1模型材料属性模型材料的属性如表1所示。2.1.2约束及载荷。在本次分析实例过程中,扭矩加载可以通过下列两者途径实现:1)现在运动学模块完成相应的分析工作,明确受力情况,然后将受力情况传递到结构分析模块中。2)在分析结构模块期间,近似加载扭矩[2]。考虑到各项因素的影响,本次分析选用后一种加载方法。沿着轴向构建圆柱坐标体系,处理加载圆柱面的壳,厚度可以随意取值,为了方便分析,本次实例取值为1.0mm,构建扭矩加载点加载扭矩。驱动力矩位于加载轴中部,扭矩为8600N•mm,阻力扭矩位于轴两端,分别为4300N•mm。2.2分析模型。完成约束及受力的设置后,通过对Pro/E软件的应用,构建静态模型,完成相应的分析工作。通过分析结果可以确定,最大应力为16.9N/mm2,设计应用的45号钢最大屈服应力为354N/mm2,由此可见,最大屈服应力远超过最大应力,因此尺寸的选择相对来说比较保守、2.3建立设计参数。模型监理过程中,需要定义的参数有很多。如果在具体设计过程中,各项参数内容发生了改变,势必会对模型的实际性能造成一定程度影响,如果各项参数都被应用到优化设计中,在具体优化过程中,涉及到的参数量十分庞大,这也就增加了优化设计的难度[3]。在具体问题分析过程中,考虑到不同的合计参数对于模型造成的影响会有所不同,因此可以对灵敏度分析进行应用,优先选择对设计模型影响最大的参数,这样一方面可以达到优化目的,另一方面也可以减少工作量。本次分析实例,可变尺寸参数少,因此将过渡段尺寸参数设计作为优选设计变量,原始尺寸为8.8mm。2.4优化设计。进行优化设计研究目的是在确保模型的各项功能能够满足要求的基础下,缩小体系、减轻重量、降低成本[4]。进行优化设计过程中,也要对目标函数、约束条件、设计参数等各项内容进行定义。本次实例目标函数在满足受力等各项要求下质量最轻;设计参数过渡段半径;最大应力小于材料许应力。45号钢的最大屈服应力354N/mm2,安全系数定为3,设置轴最大应力不超过114N/mm2。依据上述目标函数、设计参数、约束条件,运行分析的最优结果如表1所示。明显,具有不错的经济效益。

3结束语

在机械设计优化过程,对Pro/E软件进行合理应用,能够在满足具体设计的基础下,使农业机械的设计水平得到进一步提高,并且可以及时发现设计过程中出现的各种问题,为相关工作人员提供相应的数据,确保设计的合理性。

参考文献:

[1]李玉仙.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].农业机械,2017(2):91+93.

[2]佟童,赵宇,王丽娟,等.动态优化方法在农业机械设计中的应用[J].农机使用与维修,2014(12):70.

[3]汪永武.动态优化方法在农业机械设计中的应用[J].长江大学学报(自科版),2013,10(5):79-82+10.

[4]任娟,崔军,张敏.基于Pro/E的优化设计在农业机械设计中的应用[J].中国农机化,2008(3):84-85.

作者:汪嘉瑜 单位:邵阳学院

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