小型履带式双圆锯割灌机的设计与研究

发布时间：2021-05-01 03:51

　　本文在对国内外灌木收割机械的发展历史、现状以及发展趋势进行分析的基础上,通过对各类型灌木收割机械优缺点的对比,提出一种适合我国当前林业产业发展现状的小型履带式双圆锯割灌机的设计方案,并对其整体布局以及具体结构进行详细设计、研究和计算。针对我国灌木林的生长特性及其种植环境,本文提出一种以履带底盘为载体的双圆锯割灌机,并对割灌机的割灌机构、履带行走机构等进行设计与分析,确定各部件的组成形式、相对位置关系、连接形式以及安装尺寸。确定双圆锯割灌机的整机性能参数,并通过对灌木切削理论的研究,结合木材的切削要素计算出割灌机所需的切削力以及切削功率。采用LS-DYNA动力学分析软件结合割灌机的性能参数,模拟割灌机的切削过程,得到割灌机切削过程中的等效应力变化云图以及等效应力的变化曲线。对小型履带式双圆锯割灌机的底盘性能进行分析,结合整机结构参数对割灌机的转向性能、行驶稳定性以及越障性能进行分析计算,得出割灌机的最小转向半径,极限翻倾角,横向抗侧翻角、可通过的壕沟宽度和可跨越的垂直障碍物高度,验证整机行驶的稳定性。在对小型履带式双圆锯割灌机进行总体设计以及关键结构设计的基础上,运用ANSYS有限元分析... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外割灌机的发展现状及趋势
        1.2.1 国内割灌机设备的发展现状
        1.2.2 国外割灌机的发展现状
        1.2.3 国内外割灌机的发展趋势
    1.3 论文研究的主要内容
2 小型履带式双圆锯割灌机的总体设计
    2.1 小型履带式双圆锯割灌机的设计要求
    2.2 小型履带式双圆锯割灌机总体结构与布局确定
    2.3 小型履带式双圆锯割灌机割灌形式的确定
    2.4 小型履带式双圆锯割灌机履带行走机构的设计
        2.4.1 履带的确定
        2.4.2 接地比压
        2.4.3 三轮装置
    2.5 履带行走机构发动机的选择
        2.5.1 履带行走机构行驶速度的设定
        2.5.2 履带行走机构额定功率的设计计算
    2.6 本章小结
3 小型履带式双圆锯割灌机关键零部件的设计与性能分析
    3.1 割灌组件的结构设计
        3.1.1 割灌组件的整体设计
        3.1.2 小型履带式双圆锯割灌机切削力的分析
        3.1.3 锯切主轴组件的设计
        3.1.4 离心式离合器的选择
        3.1.5 安装板的结构设计
    3.2 履带行走机构关键零部件的设计
        3.2.1 履带的设计
        3.2.2 驱动轮的设计
        3.2.3 负载轮的设计
        3.2.4 导向轮的设计
        3.2.5 履带行走机构车架的设计
    3.3 基于LS-DYNA的小型履带式双圆锯割灌机的切削分析
        3.3.1 割灌机切削过程的简化和假设
        3.3.2 切削模型的建立
        3.3.3 锯切过程的求解与分析
    3.4 小型履带式双圆锯割灌机底盘的性能分析
        3.4.1 转向性能分析
        3.4.2 行驶稳定性分析
        3.4.3 越障能力分析
    3.5 本章小结
4 小型履带式双圆锯割灌机关键零部件的有限元分析
    4.1 关键零部件的静力学分析
        4.1.1 静力学分析的方法
        4.1.2 安装板的静力学分析
        4.1.3 锯切主轴的静力学分析
    4.2 安装板的模态分析
    4.3 本章小结
5 小型履带式双圆锯割灌机控制系统的设计
    5.1 小型履带式双圆锯割灌机控制系统的基本体系结构
    5.2 控制系统的功能分析与元器件的选择
        5.2.1 控制系统的功能分析
        5.2.2 主要元器件的选择
        5.2.3 三轴加速度传感器角度测量的原理
    5.3 割灌机控制系统的设计
        5.3.1 割灌机控制系统的整体设计
        5.3.2 主控芯片
        5.3.3 无线传输模块
        5.3.4 三轴加速度传感器
        5.3.5 遥控终端
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
东北林业大学学术硕士学位论文修改情况确认表


【参考文献】：
期刊论文
[1]小型自走式割灌机的设计与研究[J]. 战丽,于会鑫,刘九庆,马岩,邓兆军,郭璨.  农机化研究. 2019(06)
[2]智能割灌机在森林抚育中的应用[J]. 应尚蛟,李军萍,金攀,朱德俊.  现代园艺. 2018(06)
[3]橡胶履带轮静态接地压力测试与建模[J]. 赵子涵,穆希辉,郭浩亮,吕凯,杜峰坡.  农业工程学报. 2018(03)
[4]基于无刷电机的割灌机控制方案设计[J]. 韦祖根.  电动工具. 2017(05)
[5]割灌机作业噪声及其对园林工人脑波的影响[J]. 李博,李树森,李滨.  北京林业大学学报. 2017(04)
[6]不同特性材料连杆的模态分析[J]. 范东祥,范纪华,许侃雯,陈立威,王琪,方海峰.  机械工程与自动化. 2017(01)
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[8]割灌机研究现状及未来发展趋势[J]. 王红红,王欣.  林业机械与木工设备. 2016(12)
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硕士论文
[1]履带式林间粉碎机结构设计与试验研究[D]. 冯啸霖.东北林业大学 2018
[2]小型集材拖拉机的设计与研究[D]. 朱晓亮.东北林业大学 2017
[3]小型自走式四圆锯割灌机的设计与研究[D]. 谭望.东北林业大学 2017
[4]人工灌木林履带式割灌机结构设计与分析[D]. 刘千军.东北林业大学 2016
[5]人工林履带式间伐采伐机设计与虚拟装配[D]. 杨博.东北林业大学 2015
[6]论发展木材工业促进我国林业可持续发展[D]. 熊满珍.中国林业科学研究院 2004



本文编号：3170089