摘 要:自动化技术是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力，是直接创造社会财富的主要手段之一，对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此，自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用，现在自动化技术被运用到各行各业中，以满足人们越来越高的需要。因此把自动化技术运用到氨基酸肥料布料、翻料出料机中，实现料斗的自动闭合，出料与翻料装置的自动升降，能够大大提高其生产效率。

根据江苏省新天地氨基酸肥料厂要求，设计氨基酸肥料布料、翻料出料机。该设计所涉及的知识涵盖机械原理，机械零件机械制造装备等主要基础课和专业课。通过设计能够加深四年所学的知识理解，具有综合训练的作用。在氨基酸肥料布料、翻料出料机设计中通过所学的机械设计，机械原理等课程设计机械结构，并运用气动装置等来实现料斗的自动闭合，出料与翻料装置的自动升降。本设计主要分两部分，分别为翻料部分与出料部分。

    最后以龙门桁架钢结构为研究对象，根据工厂的要求完成龙门桁架钢结构在UG软件下的仿真，综合分析后，进而在NX/NASTRAN中完成龙门桁架钢结构的强度、刚度分析，得到龙门桁架的各结构的最大应力、应变值及分布云图。通过分析，龙门桁架上各结构有进一步优化的空间，接着在NX/NASTRAN中定义设计变量，确定设计目标，进行优化设计。结果表明：最大应力值增大，充分利用了材料，有效的减轻了重量，应力分布也更加合理。

关键词：自动化技术；翻料机设计；有限元；优化设计

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 氨基酸肥料布料、翻料出料机开发的意义与目的-1

1.2 氨基酸肥料布料、翻料出料机设计的主要研究内容-1

1.3 布料、翻料、出料机发展现状-2

1.3.1 布料机-2

1.3.2 翻料机-2

1.3.3 出料机-4

第2章 氨基酸肥料布料、翻料出料机设计方案的提出与论证-5

2.1 氨基酸肥料布料、翻料出料机的功能以及设计的预计目标-5

2.1.1 氨基酸肥料布料机功能及设计要达到的预计目标-5

2.1.2 氨基酸肥料翻料机功能及设计要达到的预计目标-5

2.1.3 氨基酸肥料出料机功能及设计要达到的预计目标-5

2.2 设计方案的提出-5

2.2.1 布料机设计方案的提出-5

2.2.2 翻料机设计方案的提出-6

2.2.3出料机设计方案的提出-8

第3章 氨基酸肥料布料、翻料出料机结构设计-11

3.1 氨基酸肥料布料机结构设计-11

3.2 氨基酸肥料翻料机结构设计-11

3.3 氨基酸肥料出料机结构设计-12

3.4 布料机翻料机出料机总体组合结构设计-13

第4章 氨基酸肥料布料、翻料出料机零部件设计与校核-15

4.1 翻料机的零部件设计与校核-15

4.1.1 螺旋升降机的选择-15

4.1.2 滚筒电机选择-16

4.1.3 减速箱的选择与校核-17

4.1.4 轴承的选择-22

4.2 出料机零部件的选择与校核-22

4.2.1 电动推杆的选择-22

4.2.2 出料机的电机等动力机构的选择与设计-24

4.2.3 出料机轴的选择及校核-27

4.3 布料机的自动闭合-27

第五章   龙门桁架有限元计算-27

5.1  有限元法及有限元分析软件NX/NASTRAN-27

5.1.1有限元法概述-27

5.1.2大型有限元软件NASTRAN概述-31

5.2 龙门桁架有限元计算-31

5.2.1龙门桁架的基本结构-31

5.2.2主梁结构有限元模型的建立-33

5.2.3一端受力时龙门桁架主梁强度、刚度分析-35

5.2.4一端受力时龙门桁架支柱强度、刚度分析-37

5.2.5一端受力时龙门桁架底座梁强度、刚度分析-40

5.2.6中间受力时龙门桁架主梁强度、刚度分析-42

第六章  龙门桁架结构优化设计-44

6.1  优化设计概论-44

6.1.1传统设计方法的特点-44

6.1.2优化设计的产生-44

6.1.3优化设计的特点及应用-44

6.2  结构优化设计方法-44

6.2.1优化设计的基本理论-44

6.2.2灵敏度分析理论-46

6.3 龙门桁架结构优化设计-46

6.3.1龙门桁架结构优化模型建立-46

6.3.2龙门桁架主梁优化分析结果-48

6.3.3总结和结论-49

第七章 结论与展望-51

7.1 结论-51

7.2 不足之处及未来展望-51

参考文献-52

致  谢-53