昆明煤矿机械总厂荀兵三个子装配体装配成如所示的总装配体。

　　COSMOS/Works是当今世上较好的有限元分析软件之一，它内嵌到SolidWorks软件中，能非常迅速地实现对大规模的复杂设计的分析和验证，并获得修正和优化设计所需的信息。为了使所示的三维模型能支持有限元定义，在保证筒体、胀套、传动滚筒轴、轴承座等关键零部几何精度的前提下，对三维模型作如下简化：将一些小的特征进行压缩，如倒角、圆角、键槽、沟槽、孔及凸台等；将一些不影响整体结构性能的零件，如起吊螺栓、油杯、密封圈、螺母、轴承盖、面胶、底胶等压缩掉；假设筒体的焊缝是合格的。简化后的三维模型及受力情况如所示。

　　重型传动滚筒所用的材料有三种，各种材料的筒体受到的合力为Fi=35483 6.3N，同时受到S=48988.1N.m的扭矩，其受力情况如所示。

　　网格划分网格自动划分是CAE软件的关键。网格自动划分的关键是合理地给出自动划分信息。COSMOS/Works提供了2种自动划分算法：四面体实体单元（TetrahedralSolidElements）和三角形壳体单兀（TriangularShellElement）。这两种划分算法又分为线性的（Linear）和抛物线性的（Parabolic），两者的区别是抛物线性的结点比线性的结点多，因此计算精度较高，但占用计算机的资源多，计算时间长。

　　因为重型传动滚筒是使用三维实体建模的，所以采用抛物线性四面体实体单元作为划分单元。在模型比较重要的部位，如重型传动滚筒的接盘、胀套、轴承等处采用局部加密的方法，其目的是能计算出这些部位的应力。又因为重型传动滚筒是一个装配体，各零部件之间的连接采用过盈配合。COSMOS/Works将装配体各零部件之间有配合关系按接触关系分为三种：粘结（Bonded）、自由（Free）和结点对结点（NodetoNode）。考虑到模型是装配体，各零件之间的接触是面对面，彼此相互作用，所以采用结点对结点的接触方式，但划分时应将各配合面的网格使用统一尺寸，否则模型不能正确划分。通过上述方法，整个模型划分后，总体划分尺寸为50mm，局部划分尺寸为30mm，四面体实体单元77110个，结点135576个，自由度406729个。划分结果如所示。

　　求解方法COSMOS/Works对于静力分析提供了三种求解方法：DirectSparse、FFE和FFEPlus.一般说来，三种求解方法对同一问题的求解结果基本相似，但在选择时应注意以下几点：对于大型和特大型问题（自由度大于300000个）应优先使用FFEPlus求解方法；对于小型和中型问题（自由度在100000个300000个）应优先使用DirectSparse或FFE求解方法；对于装配体问题并且考虑了零件间的相互接触、相互摩擦和不同材质时应优先使用DirectSparse求解方法。综上所述，本模型使用DirectSparse求解方法，并取零件间摩擦系数为0.05，共耗时30min.强度分析由可见，重型传动滚筒的应力主要集中在轴与轴承之间、胀套外端面、接盘的辐板等处；大应力（vonMisesstress）在轴与轴承"M沿――大米塞斯等效应力；―材料的屈服强度。

　　〃。2=620Mpa，重型传动滚筒的安全系数一般为3 44.由此可见，重型传动滚筒是符合强度要求的。

　　三围4重传动滚茼A力云图刚度分析由可见，筒皮的变形大为0.75mm，而重型传动滚筒刚度是指传动轴的刚度，条件满足。由此可见，重型传动滚筒符合刚度要求。

　　重型传动滚筒的有限元分析不仅可对其进行强度和刚度分析，而且可对模型进行动力分析、频率分析和疲劳分析，从中找出设计的薄弱环节，达到改进设计的目的。从上述分析可以得出如下要点：（1）设计滚筒时，尽可能对外装轴承式滚筒的两轴承间距取小值，两辐板间距取大值（大于或等于带宽），目的是采用合理的结构布置来减少各零件的弯曲应力。

　　接盘的辐板应设计成变截面式，即卩“软辐板”，目的是将辐板的刚性控制在佳范围内，减少刚性过大对轴、胀套和轮毂的冲击，起到缓冲作用。

　　接盘与筒皮之间的焊缝位置设计在应力小处，而且滚筒旋转1周时应力循环1次的位置。

　　筒皮的纤维方向必须保证与筒皮卷曲方向一致，从而减少筒皮卷制时的残余应力。

　　设计轴时，因为大应力集中在轴与轴承接触处，所以此处好不要开槽，应采用轴承盖和定距环来定位。

　　本文将CAD、CAE等先进的设计手段应用于重型传动滚筒结构设计，解决了重型传动滚筒结构设计中的一些问题，从而提高了设计水平，保证了设计质量，缩短了设计周期。

　　本文索引号：65对本文提及的产品感兴趣的读者请拨打：010-68994816（上接第32页）判断实体选择集是否存在第i个实体do//遍历实体选择集中一个实体结果缓冲区数据区数据集中一个实体结果缓冲区尺寸标注值尺寸标注值由字符串转化为浮点//数=RTNORM）//修改实体结果缓冲区尺寸标注值本文索引号：66对本文提及的产品感兴趣的读者请拨打010-68994816