双螺杆磨浆机以其结构简单、得浆率高、耗能少、用水量少和污染小等优良特性,被称为继盘磨机后的第三代机械制浆设备。国内双螺杆磨浆机设计的研究已经取得一定的成果,但其主要的设计手段仍然是传统的模式。 本文应用CAD/CAE技术进行了双螺杆磨浆机构的设计和分析。首先从系统的角度分析双螺杆磨浆机构的设计过程,建立了磨浆机构设计系统的IDEF0功能模型和IDEF1x信息模型;利用PRO/ENGINEER软件完成了双螺杆磨浆机构的螺杆、芯轴、机筒、轴承座以及其他辅助部分的零件设计和装配设计;在PRO/ENGINEER MECHANISM环境下,进行了螺杆的运动仿真和干涉检验;对不同形式的芯轴和螺杆进行了有限元模拟分析。 对两种不同形式的芯轴进行了有限元应力分析,其中,渐开线花键芯轴较矩形芯轴承载能力好。通过有限元分析优化了芯轴的结构,进而对如何减小芯轴的应力集中提出了建议。同时,采用有限元方法对螺杆进行了接触应力分析。研究了螺棱齿顶圆角和齿根圆角半径对螺杆应力变化的影响,并进一步对螺棱截面进行了优化设计,得出最佳螺棱齿顶圆角和齿根圆角半径值。 本文通过在计算机上构造数字化模型,并且模拟实际工作情况下产品的性能,获得产品的优化设计方案。从而缩短了开发周期、提高了设计效率、设计质量。