随着全球经济的日渐复苏,我国工业得到了迅猛发展,制造业对金属线材的需求不断上升,而我国生产金属线材的拉丝机生产线的整体性能相对落后,特别是拉丝成型的主要设备牵引机的稳定性差,牵引机工作时承载部件主要为卷筒与机架,其力学性能的优劣是整个牵引机稳定性的重要体现。目前国内针对拉丝牵引机机架与卷筒的理论研究不多,本课题将力图通过对LZ8/600直进式拉丝牵引机的机架与卷筒的研究,切实提高牵引机对拉丝产品的的精度稳定性,本文主要作了以下几方面的研究:(1)在大量阅读与分析国内外相似产品的研究现状后,以提高牵引机的精度稳定性为目的,确定了本文的研究内容。(2)结合拉丝牵引机的作业特点,提出了牵引机相关的稳定性要求与设计参数,对拉拔力及负载力矩进行了详细的计算和校核,在确定了拉丝牵引机的整体布局方案后,对拉丝牵引机的工作原理进行了阐述,最后在工程制图软件UG中完成了牵引机整机虚拟样机的装配。(3)首先对卷筒的失效形式及原因进行了介绍,通过对卷筒的力学模型进行分析,揭示了圆柱卷筒类零件在受压缩应力下的变形机理,得到了卷筒旋转时压应力的计算公式,为卷筒的有限元分析与优化设计在理论上奠定了基础。(4)分别通过大型有限元软件ANSYS Workbench、HyperMesh完成了拉丝牵引机的卷筒、机架的有限元仿真分析与屈曲稳定性分析,提出了机架的稳定性改进方案,同时也为卷筒的结构优化提供了理论依据。(5)在确保不降低卷筒精度稳定工作的前提下,对卷筒进行了结构优化,最终得到了卷筒理论上的最优解,卷筒的重量减轻了15.3%,表面应力降低了18.9%;为验证优化结果的可行性,对卷筒设计变量进行了从新赋值建模、仿真分析,失稳临界载荷提高了18.8%。(6)通过拉丝牵引机的空转试验、断线检测、表面裂纹探伤等检测试验,验证了优化改进后牵引机的精度稳定性。