小型自走式四圆锯割灌机的设计与研究
发布时间：2021-09-05 19:52
本文在对国内外灌木割灌机的发展历史、现状以及发展趋势进行深入分析的基础上,对比各类割灌机的优缺点,提出一种适合我国人工灌木林发展现状的人工灌木林履带自走式四圆锯割灌机方案设计。针对灌木林的生长特性和种植环境,本文设计一种以履带式行走机构为载体的割灌机。结合加工需要及加工工艺,最终确定该割灌机的整体布局结构,并对该割灌机的行走机构、割灌机构、传动系统和翻转调节装置等进行了深入研究,确定各个结构部件的组成形式、连接方式及安装尺寸。研究该履带式割灌机的整体性能参数,并对灌木切削理论进行研究,结合切削要素计算出切削力与切削功率。在对加工主轴的切削力和切削功率设计的基础上,运用ANSYS有限元分析软件对割灌机的关键零部件进行有限元分析,包括静力分析和模态分析及拓扑优化分析。在静力分析的基础上得出了关键零部件的应力、应变与变形云图,对关键零部件的强度和刚度进行了检验,在模态分析基础上得出了关键零部件的低阶固有频率与振型,从而对关键零部件结构设计合理性进行验证,在拓扑优化中在保证一定刚度和强度的前提下,降低了材料的质量。运用MATLAB软件对锯切主轴进行优化分析,撰写优化程序,设定优化参数,获得优化...
【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】：67 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状况研究概述
1.2.1 国外割灌机研究的发展现状
1.2.2 国内割灌机研究的发展现状
1.3 研究的目的和意义
1.4 研究的主要内容
2 小型自走式四圆锯割灌机总体设计
2.1 割灌机的设计要求与加工对象
2.2 自走式割灌机总体设计要求
2.3 自走式四圆锯割灌机整体设计
2.3.1 割灌机总体结构设计
2.3.2 原动机的形式选择
2.3.3 履带式行走机构的确定
2.3.4 割灌机构的实现形式
2.3.5 割灌机工作头结构设计
2.4 履带行走机构机动性能分析
2.4.1 履带底盘行驶原理分析
2.4.2 行驶速度分析
2.4.3 平均接地比压
2.4.4 横向稳定性
2.4.5 爬坡能力设计计算
2.5 “四轮一带”履带行走机构
2.6 本章小结
3 自走式四圆锯割灌机关键零部件设计与分析
3.1 割灌机工作头结构的确定
3.2 割灌机锯切主轴总成设计
3.2.1 法兰轴座设计
3.2.2 锯切主轴切削力的设计
3.2.3 锯片主要技术参数与选用
3.2.4 锯切主轴总成的受力分析
3.3 排障装置结构设计
3.4 锯座安装板结构设计
3.5 翻转机构总成设计
3.6 割灌机样机参数和实验
3.7 本章小结
4 小型自走式四圆锯割灌机的有限元分析
4.1 有限元软件分析简介
4.2 静态分析
4.2.1 静态分析理论基础
4.2.2 锯切主轴静力学分析
4.2.3 锯切主轴静态分析
4.2.4 锯座安装板静力学分析
4.3 自走式割灌机锯切主轴模态分析
4.3.1 模态分析理论基础
4.3.2 锯切主轴模态分析
4.4 锯座安装机架拓扑优化分析
4.5 本章小结
5 关键部件的优化设计与运动仿真
5.1 优化设计研究理论
5.2 优化设计的方法
5.2.1 两种优化方法
5.2.2 优化设计的一般过程
5.3 锯切主轴优化分析
5.3.1 数学模型建立
5.3.2 优化程序的编译
5.3.3 主轴优化后的静力学分析
5.4 基于ADAMS的仿真分析
5.4.1 样机模型建立
5.4.1.1 ADAMS环境中模型建立
5.4.1.2 添加约束与动力驱动
5.4.1.3 仿真结果与分析
5.5 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
【参考文献】：
期刊论文
[1]林业机械在林业产业中的作用及发展展望[J]. 佟慧哲. 科技创新与应用. 2016(28)
[2]板材推送机送料台结构设计及有限元分析与改进[J]. 战丽,匡立莲,马岩,任长清. 包装工程. 2016(05)
[3]六工位曲线封边机旋转工作台的设计与动态仿真[J]. 邢力平,张宽,姜新波,任洪娥. 木材加工机械. 2016(01)
[4]国外多功能清林割灌机设备的引进研究[J]. 常艳杰. 中国林业产业. 2016(01)
[5]基于ANSYS Workbench的多功能旋耕机机架的模态分析[J]. 田耘,赵亚祥,刘选伟,金亮. 中国农机化学报. 2015(06)
[6]履带自行式沙地灌木林平茬机的研制及应用[J]. 马阿娟,陈忠加,俞国胜,袁湘月,杜珂. 林业科学. 2015(07)
[7]林间小型履带采伐机驱动轮的设计与分析[J]. 杨春梅,杨博,宋文龙. 林业科技. 2015(02)
[8]我国林业小型动力机械发展回顾与现状[J]. 王振东. 林业机械与木工设备. 2015(03)
[9]现代林业机械发展及应用情况[J]. 胡礼伟. 吉林农业. 2015(05)
[10]数控曲线带锯机跑车机架设计及有限元静强度分析与优化[J]. 任长清,李金磊. 木材加工机械. 2015(01)
硕士论文
[1]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
[2]62英寸热磨机主轴轴向支撑设计与理论研究[D]. 李宁.东北林业大学 2014
[3]铰接式履带车辆行驶性能研究[D]. 李阳.吉林大学 2011
本文编号：3385983
【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】：67 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状况研究概述
1.2.1 国外割灌机研究的发展现状
1.2.2 国内割灌机研究的发展现状
1.3 研究的目的和意义
1.4 研究的主要内容
2 小型自走式四圆锯割灌机总体设计
2.1 割灌机的设计要求与加工对象
2.2 自走式割灌机总体设计要求
2.3 自走式四圆锯割灌机整体设计
2.3.1 割灌机总体结构设计
2.3.2 原动机的形式选择
2.3.3 履带式行走机构的确定
2.3.4 割灌机构的实现形式
2.3.5 割灌机工作头结构设计
2.4 履带行走机构机动性能分析
2.4.1 履带底盘行驶原理分析
2.4.2 行驶速度分析
2.4.3 平均接地比压
2.4.4 横向稳定性
2.4.5 爬坡能力设计计算
2.5 “四轮一带”履带行走机构
2.6 本章小结
3 自走式四圆锯割灌机关键零部件设计与分析
3.1 割灌机工作头结构的确定
3.2 割灌机锯切主轴总成设计
3.2.1 法兰轴座设计
3.2.2 锯切主轴切削力的设计
3.2.3 锯片主要技术参数与选用
3.2.4 锯切主轴总成的受力分析
3.3 排障装置结构设计
3.4 锯座安装板结构设计
3.5 翻转机构总成设计
3.6 割灌机样机参数和实验
3.7 本章小结
4 小型自走式四圆锯割灌机的有限元分析
4.1 有限元软件分析简介
4.2 静态分析
4.2.1 静态分析理论基础
4.2.2 锯切主轴静力学分析
4.2.3 锯切主轴静态分析
4.2.4 锯座安装板静力学分析
4.3 自走式割灌机锯切主轴模态分析
4.3.1 模态分析理论基础
4.3.2 锯切主轴模态分析
4.4 锯座安装机架拓扑优化分析
4.5 本章小结
5 关键部件的优化设计与运动仿真
5.1 优化设计研究理论
5.2 优化设计的方法
5.2.1 两种优化方法
5.2.2 优化设计的一般过程
5.3 锯切主轴优化分析
5.3.1 数学模型建立
5.3.2 优化程序的编译
5.3.3 主轴优化后的静力学分析
5.4 基于ADAMS的仿真分析
5.4.1 样机模型建立
5.4.1.1 ADAMS环境中模型建立
5.4.1.2 添加约束与动力驱动
5.4.1.3 仿真结果与分析
5.5 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
【参考文献】：
期刊论文
[1]林业机械在林业产业中的作用及发展展望[J]. 佟慧哲. 科技创新与应用. 2016(28)
[2]板材推送机送料台结构设计及有限元分析与改进[J]. 战丽,匡立莲,马岩,任长清. 包装工程. 2016(05)
[3]六工位曲线封边机旋转工作台的设计与动态仿真[J]. 邢力平,张宽,姜新波,任洪娥. 木材加工机械. 2016(01)
[4]国外多功能清林割灌机设备的引进研究[J]. 常艳杰. 中国林业产业. 2016(01)
[5]基于ANSYS Workbench的多功能旋耕机机架的模态分析[J]. 田耘,赵亚祥,刘选伟,金亮. 中国农机化学报. 2015(06)
[6]履带自行式沙地灌木林平茬机的研制及应用[J]. 马阿娟,陈忠加,俞国胜,袁湘月,杜珂. 林业科学. 2015(07)
[7]林间小型履带采伐机驱动轮的设计与分析[J]. 杨春梅,杨博,宋文龙. 林业科技. 2015(02)
[8]我国林业小型动力机械发展回顾与现状[J]. 王振东. 林业机械与木工设备. 2015(03)
[9]现代林业机械发展及应用情况[J]. 胡礼伟. 吉林农业. 2015(05)
[10]数控曲线带锯机跑车机架设计及有限元静强度分析与优化[J]. 任长清,李金磊. 木材加工机械. 2015(01)
硕士论文
[1]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
[2]62英寸热磨机主轴轴向支撑设计与理论研究[D]. 李宁.东北林业大学 2014
[3]铰接式履带车辆行驶性能研究[D]. 李阳.吉林大学 2011
本文编号：3385983
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