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自上世纪末以来,中国的近视人口逐渐增多,眼镜需求量也日益增长。目前,我国对眼镜的消费量及生产量都排在世界前列;受限于技术的约束,眼镜片在实际生产过程不可避免地会出现许多微小瑕疵。在眼镜片检测和分级的过程中,为了克服人工操作效率低、误检率高,且对人眼伤害较大的弊端,实现眼镜片检测和分拣的自动化,本文研制了一套眼镜片自动分拣装备,并对该装备的核心部件——传动轴进行了有限元分析和后续的结构优化设计。仿真分析结果表明,优化后传动轴的性能更加优异,从而保证了其在实际工况下能稳定可靠高效的工作。具体研究工作如下: 根据眼镜片生产厂商的实际功能需求,首先提出了眼镜片自动分拣装备的总体设计方案和描述其工作原理与流程,然后分别详细的探讨了该眼镜片自动分拣装备中各个子系统的设计和分析过程,包括主传动系统、气动和控制系统。经试验,与传统直线型分拣系统相比,本课题研制出的新型圆盘式自动分拣系统,具有结构紧凑、占用空间小、工作可靠、易于维护等优点。 构建眼镜片自动分拣装备核心部件——传动轴的三维模型,然后导入到Workbench环境中,模拟实际工况进行有限元分析,得到其静动态特性。根据求解结果,该传动轴的结构设计存在不合理的地方,还需进一步的优化设计以改善其力学性能。 建立传动轴的优化数学模型后,利用正交实验法和有限元分析完成了其结构的优化设计,并对实验结果数据进行了相应的处理,找出了最佳组合方案。再对经过优化设计后的传动轴进行静力学和模态分析,将分析结果与原始结构分析结果进行比较,验证了该优化方法的合理性与可行性。