中北大学2012届毕业设计说明书
图2.4 方案二三维视图
方案二考虑到方案一有不足之处。第一，方案一的筋板相对于腹板对称，此结构工艺性太差，不便于整体挤压成型。第二，方案一缺失相应的螺钉孔，不符合装配要求。第三，方案一缺失相应的工艺性倒角。第四，筋板缺乏相应的拔模斜度。因此，在方案一的基础上，方案二改进如下。同样保证接口尺寸不变，采用筋板腹板式的结构，在腹板上同样均匀分布8个直径80mm的圆形通孔。每排共有8个筋板均匀分布在腹板单侧，筋板厚度为10mm，拔模角为3?。轮缘厚度为15mm，轮缘与腹板面垂直。在与张紧曲臂配合处的内缘上有12个均匀分布的M12的螺钉孔。同时，在轮缘与筋板的侧边上，都有相应的工艺性倒圆角，倒角统一为2mm。 2.1.3 方案三
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图2.5 方案三三维视图
图2.6 方案三三维视图
方案三在方案二的基础上进一步改进。方案二还有如下不足和之处，第一，轮缘圆周面与腹板外侧面不应该垂直，应有一定的拔模斜度，方便整体成型。第二，螺栓孔的位置选取不当，深度也是任意的，不符合标准要求。第三，腹板上，采用圆形孔，不能充分减重，并且腹板孔不具备拔模斜度。第四，两排的结构不是绝对
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对称，不便于整体成型。因此，方案三同样采用筋板腹板结构，12个厚度为14mm的筋板均匀分布，筋板的拔模斜度为4?。每个筋板的位置处都对应一个螺栓孔，查阅《机械设计课程设计手册》[23]可得，螺栓孔均匀分布在直径为252mm的圆上，其总深度为37mm，螺纹深度为28mm。内轮缘内直径，即与轴承配合处直径为
225mm，内轮缘外直径为280mm。腹板孔采用如下图所示形式的通孔
图2.7 腹板孔草绘图
通孔具有20?的拔模斜度。腹板外侧面与竖直方向成5?的夹角，轮缘内侧面与水平方向成4?的夹角。具体尺寸如下图所示
图2.8 轮缘结构图
筋板外形采用多段线结构，具体尺寸参数如下图所示
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图2.9 筋板外形曲线
2.2 初步结构评价 2.2.1 方案一
方案一所示结构采用筋板对称分布在腹板两侧，在两条筋板之间打上圆形孔以减轻诱导轮的质量，但由于其对称分布在腹板两侧的筋板不便于整体成型，工艺性差，而且这种对称结构下部头重脚轻，在受履带作用时会出现稳定性问题，所以舍弃该方案。 2.2.2 方案二
方案二筋板分布在腹板的单侧，同样也在两筋板之间的腹板上打上圆形通孔以减轻其质量，但其两侧腹板平行，都与水平地面垂直，这样就没有拔模斜度，工艺性也很差。其次圆形孔面较小，减重效果不明显，同样也舍弃该方案。 2.2.3 方案三
方案三的腹板、轮缘以及筋板都有了拔模斜度，图上减重孔也采用了非圆形孔，并且也有拔模斜度。同时各个面相交处都做了工艺性的倒圆角。所以初步结构设计选用三方案。
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3 初步选定结构的强度、刚度以及疲劳寿命分析
利用有限元分析软件ANSYS Workbench对上述初步设计的方案三结构进行强度、刚度以及疲劳寿命分析，为最终结构确定提供依据。 3.1 有限元分析的操作步骤
ANSYS分析的基本步骤如下： （1）建立有限元模型 （2）赋予材料属性 （3）划分网格
（4）施加约束和载荷（边界条件） （5）求解 （6）后处理
采用ANSYS Workbench分析，具体操作如下： 首先点击
启动ANSYS Workbench，进入如下图所示界面
图3.1 ANSYS Workbench界面
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