【正文】 在為期近一年的論文設(shè)計(jì) 31 中，導(dǎo)師不僅在課題上給予了我悉心的教導(dǎo)，而且在生活上也給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷 。目前有限元法已經(jīng)成功應(yīng)用于許多領(lǐng)域，在我國(guó)科研院所 和工程界較為流行和廣泛使用的大型有限元軟件主要是 MSC， 21 ANSYS， Abaqus， Adina， Dynaform 等。mm MV1= 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 現(xiàn) 選 用 圖 所 示 的 裝 配 方 案 。 故載荷系數(shù) KF= KAFaVKKKFβ =11= (324) (3)計(jì)算得齒輪模數(shù)為 M=mt33t 422 ??FFKK = mm (325) 按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，就近選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為 m=2 mm，按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得的分度圓直徑為 d1= mm,算得小 齒輪齒數(shù) z1=d1/m=。 取失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1，則： ? ?H? 1 = SK HHN 1lim1? = ? MPa =540MPa (35) ? ?H? 2= SK HHN 2lim2? = 1550095? MPa =523 MPa (36) 取 ? ?H? 1和 ? ?H? 2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用 應(yīng)力，即 ? ?H? =? ?H? 2=523Mpa （ 2） 試算小齒輪分度圓直徑 d1t≥3 223 21 ][ ) m； W、 Wt—— 抗彎截面系數(shù)和抗扭截面系數(shù)， m3。菌草切割機(jī)要求額定功率稍大，經(jīng)過(guò)篩選，我們采用額定功率為 3KW 的型號(hào)為 Y100L12 的電動(dòng)機(jī)作為我們的動(dòng)力機(jī)。 （ 1） 滿足使用要求 （ 2） 滿足工藝要求 （ 3） 滿足經(jīng)濟(jì)要求 6 動(dòng)力機(jī)選擇 1） 動(dòng)力機(jī)類型選擇 常用動(dòng)力機(jī)的類型和特點(diǎn)見(jiàn)表 ，我們?cè)谶x用動(dòng)力機(jī)的形式的時(shí)候，主要遵從以下幾個(gè)方面方面，然后進(jìn)行分析比較： （ 1）分析工作機(jī)械的負(fù)載特性和要求。巨菌草能耐受短期的干旱，但不耐澇。原產(chǎn)地在北非，由福建省農(nóng)林大學(xué)菌草研究所所長(zhǎng)林占熺研究員引進(jìn)改良培育，在中國(guó)大面積獲得成功。植株高大，抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)量高，粗蛋白和糖分含量高，直立、叢生，根系發(fā)達(dá)。 5 第 2 章 切割裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 切割機(jī)整機(jī)的機(jī)構(gòu)分析 1— 電機(jī) 2— 導(dǎo)軌 3— 刀盤(pán) 4— 工作臺(tái) 圖 21 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 工作臺(tái)在直線導(dǎo)軌上左右移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)菌草的切割過(guò)程，豎直導(dǎo)軌控制切割裝置的上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同部位的切割。 （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率 標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的容量用額定功率 表示。所以我們采用圓盤(pán)式切割裝置。 ⑥計(jì)算疲勞許用應(yīng)力 [σ H]。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1024c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ? Flim1=500 MPa；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ? Flim2=380 MPa； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1022 查取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=， KFN2=； 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則 ? ? MP aMP aSK FFNF ???? ?? (315) ? ? MP aMP aSK FFNF ???? ?? (316) 計(jì)算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY?并加以比較 ? ?1F Sa1Fa1YY? = ?? (317) ? ?2F Sa2Fa2YY? = 01 20 6 . ?? (318) 因?yàn)榇簖X輪的數(shù)值大于小齒輪，所以取 ? ?FSaFaYY?= ? ?2F Sa2Fa2YY? = （ 2）試算模數(shù) ? ?3 22121 1u)( ????????????FSaFaRRFt YYzTKm ?? Φ (319) =3 2223 0 2 0 1424)( ?????????= 1）調(diào)整齒輪模數(shù) （ 1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。我們采用 LX4彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。 可以看出軸的中間截面是軸的危險(xiǎn)截面。 本章小結(jié) 本章節(jié)主要是設(shè)計(jì)計(jì)算切割機(jī)上的主要零器件，通過(guò)計(jì)算得出更合理科學(xué)的數(shù)據(jù)，以便完善菌草切割機(jī)設(shè)計(jì)有缺陷的部分。 通過(guò)此次對(duì)菌草切割機(jī)的深入研究，發(fā)現(xiàn)還有很多部分有待進(jìn)一步完善，主要有以下方面： 1） 本文對(duì)切割裝置和控制裝置都還沒(méi)做到更加詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體的細(xì)節(jié)還需要進(jìn)一步完善； 2 ） 由于 條件限制只是將切割機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)化有限元模型，所以還忽略了菌草本身的質(zhì)地，而且理論上的仿真研究和實(shí)際的田間試驗(yàn)就有一定的差距； 3 ） 菌草在實(shí)際切割時(shí)少考慮了地域不同、切割裝置振動(dòng)等切割的影響，這對(duì)切割裝置的切割質(zhì)量也有一定的影響。 在此，謹(jǐn)對(duì)方老師 、 的辛勤培養(yǎng)和無(wú)私關(guān)懷表示衷心的感謝 。分析流程圖如下： 建立幾何模型 模型導(dǎo)入，通過(guò) ANSYS 與三維軟件之間的接口進(jìn)行幾何模型的導(dǎo)入，幾何模型如圖所示： 22 網(wǎng)格單元的選擇及劃分 網(wǎng)格的劃分是有限元分析的最重要環(huán)節(jié)，網(wǎng)格劃分的好壞與計(jì)算 的精度和速度有直接的關(guān)系。mm 扭矩 T T1=19760 N軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用， 故選用角接觸球軸承，軸承 7007C，其尺寸為 d D T=35 mm 62 mm 14 mm。 (328) δ 2=90176。d 1t21u2 ?=2142 ?= mm (310) 13 Φ d=b/dm1= (2)計(jì)算載荷系數(shù) KH ①由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 102查得使用系數(shù) KA=1； ②根據(jù) vm= m/s， 7 級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 108查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=； ③ 直齒錐齒輪輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù) ?HaK 1； ④由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 104用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪懸臂時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù) KHβ =。 2． 5 本章小結(jié) 本章主要介紹切割機(jī)系 統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和一些結(jié)構(gòu)器件的選擇。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 121 得到 Y100L12的同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min。包括動(dòng)力機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等特性和動(dòng)力機(jī)所能適應(yīng)的工作環(huán)境。 近年來(lái)研究表明在不同生態(tài)環(huán)境下種植示范，其產(chǎn)量、干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪等主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都保持了較高的水平，是一種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的刈割型牧草。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 首先，分析了菌草收割機(jī)和切割裝置的工作原理，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究，在對(duì)菌草收割機(jī)整機(jī)和切割裝置結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，找出了切割裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中影響切割性能的主要因素，確定了 切割裝置合理的設(shè)計(jì)方案，對(duì)切割裝置的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。原產(chǎn)地 是 在北非，由福建省農(nóng)林大學(xué)菌草研究所所長(zhǎng)林占熺研究員引進(jìn) ，進(jìn)行了 改良培育， 并且 在中國(guó)大面積獲得成功。通過(guò)走訪向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員了解相關(guān)情況做最符合生產(chǎn) 應(yīng)用的設(shè)計(jì)。 7 由于直流電動(dòng)機(jī)需要的是直流電源，直流電源的要求高，相比較而言，田間工作的切割機(jī)，使用交流電會(huì)比較方便，而且直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也會(huì)較高。 圓盤(pán)式切割裝置，該型式的切割器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠、切割速度高、切割能力強(qiáng)、可與 地面成角度入土切割。 T1 = 616 ????? np= 103N )=。 若取傳動(dòng)效 率η =，則功率 PIII=Pη 2=3 = Kw (335) TIII=9550PIIInIII =9550 = N在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從 手冊(cè)中查取 a 值（參看《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1523）。 潤(rùn)滑與密封 因運(yùn)動(dòng)副間存在摩擦，摩擦是一種不可逆的過(guò)程，其結(jié)果必會(huì)存在能量的的損耗和摩擦表面物質(zhì)的喪失和遷移，為了更好的控制摩擦、磨損，減少能量的損失，降低 材料的消耗，這里采用潤(rùn)滑，下面是各運(yùn)動(dòng)副的潤(rùn)滑方式 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 高速軸上的滾動(dòng)軸承由于轉(zhuǎn)速相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，因此選用油潤(rùn)滑中的飛濺潤(rùn)滑較合適，查《機(jī) 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表 7— 1，選用全損耗系統(tǒng)用油代號(hào)為 LAN15 的潤(rùn)滑油，適用于小型機(jī) 床齒輪箱、傳動(dòng)裝置軸承，中小型電機(jī)，風(fēng)動(dòng)工具等。切割機(jī)位移云圖如圖所示： 26 27 本章小結(jié) 本章節(jié)主要是利用有限元軟件建立切割機(jī)的仿真模型，進(jìn)一步驗(yàn)證我們所涉及的切割機(jī)的可行性。 感謝有你們一起相伴的美好時(shí)光，這份友誼我將永遠(yuǎn)珍藏！ 感謝我的父母和親人，是你們的關(guān)心和支持，使我一路順利的完成了學(xué)業(yè)，在此向我的父母和親人致以衷心的感謝！ 最后，特別感謝百忙之中評(píng)閱此文的各位專家 、 教授，對(duì)本文提出了寶貴的建議和幫助 。映射網(wǎng)格和自由網(wǎng)格在同樣網(wǎng)格尺寸，數(shù)量上少很多，花費(fèi)的時(shí)間也相對(duì)較短。 因此σ ca〔σ 1〕 ,故安全。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位 是以過(guò)度配合來(lái)保證的，此處的軸的直徑尺寸公差為 m6。 (329) 3）計(jì)算齒輪寬度 16 b =φR d1 M=mt 2/1)20/80(????? = mm (330) 取 b1=b2=47mm。 176。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 101 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。但行程不大；運(yùn)動(dòng)副為高副，不適宜重載 齒輪機(jī)構(gòu) 由主動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閺膭?dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)；功率和速度范圍大；傳動(dòng)比準(zhǔn)確可靠 撓性件機(jī)構(gòu) 包括帶、鏈、繩傳動(dòng)；一般主動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閺膭?dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)大距離傳動(dòng)；帶傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，有過(guò)載保護(hù)；鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比不準(zhǔn)確 考慮到切割機(jī)是在室外作業(yè)，且需要的轉(zhuǎn)速和功率偏大，所以我們采用齒輪機(jī)構(gòu)作為菌草切割機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)同時(shí)可用多種類型的動(dòng)力機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，我們就可以從經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)比較出