Solidworks有限元分析案例——Tooltable顶心座

1  设计要求：

该装置为一顶心座，设计提供了最大轴向推力为2000N。

2  分析零件

件1本体零件是主要的承载零件之一，因此，这里对本体零件进行静强度校核。

3  分析目的

验证件1本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求；

4  分析结果

零件的材料选用可锻铸铁，极限应力275.7MPa。按照书中尺寸进行建模，件1本体零件的体积为239.6cm³。

根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-46所示。模型的最大von Mises为27.4MPa,零件的安全系数约为10。零件安全。

5  零件改进

由图1-46零件的应力云图可以看出，零件上的最大应力为27.4MPa，零件上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻螺纹孔等，可以对一些应力较小的部位减小厚度，从而减轻零件的质量；另外选用性能差一些的材料来降低零件的成本，使用灰铸铁。改进后两个零件的体积为198.1cm³。

对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-47所示：最大von Mises为33.MPa，安全系数约4.6，零件是安全的。

6  成本节约

该零件原来体积为239.6，使用可锻铸铁材料，每件的质量为1749.1g，生产10000件零件，使用的材料为17491kg，以当前的市场价格10000元/吨，材料成本为174910元；改进后的零件体积为198.1，使用灰铸铁材料，每件的质量为1426.3g，生产10000件零件，使用的材料为14263kg，以当前的市场价格8000元/吨，材料成本为114104元。比较结果，改进零件后，生产10000件该零件，可以节约材料成本60806元。

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