基于ANSYS的作物洗根机的试验与分析

发布时间：2020-08-02 12:23

【摘要】：传统的作物洗根采用手洗,容易损坏根系,而且自动化程度不高,给农业科学工作者的工作研究带来极大的不便,由此引发了对洗根试验机的研究与探讨。ANSYS是一个多用途的有限元法计算机设计程序,用ANSYS软件进行洗根试验机的试验及仿真可以很形象的模拟实际的机器,为作物洗根试验机的制作提供重要的数据材料,从而减轻了传统的设计工作。本文主要探讨基于ANSYS的洗根试验机的高频调速器给予夹具所夹根系所受的阻力和齿轮传动的试验分析,其中重点描述了作物洗根试验机中夹具所受的阻力和齿轮接触的有限元分析。本次分析主要是对作物洗根机的动力系统进行ANSYS分析,而动力系统的重点在于齿轮传动和夹具。这次试验主要是运用ANSYS和FLUENT对齿轮进行静力学分析和对夹具在水中工作时的受力分析。本次论文研究内容主要包括以下几点：(1)齿轮啮合是一种简单的接触行为,因为在啮合过程中有接触状态的改变所以作为非线性问题出现。为了准确反映齿轮啮合过程中的应力以及应变分布与变化,运用ANSYS进行了齿轮啮合的静力学分析。(2)齿根应力分布特性是衡量齿轮传动性能的重要指标。在齿轮啮合情况下的应力和变形分布来看,啮合齿对上集中分布着齿轮啮合时大部分的应力和变形,应力和应变在每两个相邻的轮齿上随着啮合点的距离增加而减小。在啮合齿对上,则是啮合点处的应力和变形最大。在啮合在一起的齿的齿根处,应力值也较大。(3)夹具作为作物洗根机的主要部件,夹具的疲劳特性和旋转阻力影响着作物洗根的结果,本文重点研究了夹具夹取作物根系在洗根系统中受到水的阻力及夹具疲劳特性的分析。(4)夹具在夹着作物根系在水中旋转时,手抓两端由于机构过薄,受到的应力最大。并且随着夹具手抓转速越大,其应力也是越大,当夹具转速为35rad/s时,最大应力为5.878Mpa,远远小于45钢的屈服极限。因此,夹具手抓并不会因为应力过大而失效。(5)夹具手抓受到的最大变形的部位为销钉连接处半圆环顶部。随着夹具手抓旋转速度的增加,其变形也是越来越大,当夹具手抓旋转速度超过5rad/s时,其变形就比较大。因此在大转速运行情况下,需要对夹具手抓进行加强刚度设计。
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S22
【图文】：

本论文所使用的作物洗根机包括洗清池与沉淀池两大部分，洗清池包括支架、洗逡逑清池体、齿轮传动装置、电机、夹具、进水管、水喷头与潜水累；沉淀池包括沉淀池逡逑体、过滤网、泥水分离沉淀槽、沉淀槽提耳、排水管与排水阀。整体结构如图２．１所逡逑＾’邋逦邋Ｖ邋Ｖ邋．．．邋Ｖ打巧．１：．邋－逡逑图２．１整体结构图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｏｖｅｉ＊ａ＂邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑２．２作物洗根机工作原理逡逑洗清池体装于支架内的上部，在支架的上面安装齿轮传动装置，而电机则装于齿逡逑轮传动装置的输出轴上，在齿轮传动装置中，主齿轮带动Ｈ个从动齿轮转动。在每个逡逑从动齿轮下面固定着一个夹具用于夹取作物根系，夹具在齿轮传动装置的住齿轮带动逡逑下绕洗清池公转，同时在从动齿轮的带动下进行自转，从而使根系在水中进行离也运逡逑动，将根系上的泥±和杂物甩出，进入到沉淀池中。它能够有效的保证根系结构的完逡逑整性，减少细小根系的损伤和丢失。逡逑－３－逡逑

（１）齿轮建模过程逡逑齿轮的绘制通过创建四个圆，即分度圆，齿根圆，齿顶圆，基圆，及渐开线进逡逑行绘制，利用拉伸，阵列的方式进行齿轮的绘制。绘制后的齿轮如图２．２所示。逡逑：＇。’邋ＩＰＳＢ邋．＇~忓义贤迹玻�２绘制成的齿轮逦，。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｄｒａｗｎ邋ｉｎｔｏ邋ｇｅａｒ逡逑将齿轮绘制完成｜＾＾后，将轴承，与轴，键进行装配，同时应用套筒进行定位装配，逡逑装配后的效果如图２．３所示。逡逑－４－逡�

本文编号：2778505