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堤坡牛粪拾取机的设计及分析

发布时间:2018-03-29 17:26

  本文选题:堤坡防护 切入点:牛粪拾取机 出处:《湖北工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:本课题研究设计了一种机械化的堤坡牛粪拾取机。该拾取机通过发动机驱动运动平台行走,并带动集粪机构中的螺旋刮板推挤与刮取堤坡上的牛粪,通过抛粪筒将牛粪输送至储粪装置中,完成牛粪的拾取工作,由于牛粪拾取机是在堤坡(坡比约为1:3)上进行拾取作业,应尽可能的降低车身重心,保证机器的稳定性。螺旋刮板刀具与车架是堤坡牛粪拾取机的两个重要组成部分。本文重点设计了螺旋刮板刀具和车架,对螺旋刮板刀具的结构优化,并对其进行瞬态、模态的有限元分析,验证设计是否满足设计要求。主要研究内容如下:本文首先介绍了堤坡牛粪拾取机的工作原理、总体设计方案与具体设计方案,介绍了牛粪的物理机械性能参数,为相关计算提供理论依据。从理论方面重点分析了螺旋刮板刀具参数对功耗和拾取效率影响程度,根据已设计出螺旋刮板刀具模型,运用建立数学模型的方法,对螺旋刮板刀具进行了结构优化,优化后螺旋刮板刀具的质量减轻了6.2kg;利用有限元分析方法,进一步对优化后的刀具进行有限元分析,优化刀具的厚度,降低螺旋刮板刀具的整体重量。验证了螺旋刮板刀具满足设计要求。对堤坡牛粪拾取机的车架进行理论设计,得出了设计参数,绘制了车架的三维模型及有限元分析模型,对车架做了静力分析以及模态分析,提取分析结果,证明车架满足强度和刚度要求,车架在进行拾取作业时不会发生共振现象。根据分析结果,进一步优化车架钢管的厚度,达到降低车架重量的目的,最终降低了整机的重量,节约了制造成本。通过对螺旋刮板刀具及车架的设计分析,对样机进行了局部的试验,为整机研发奠定基础。
[Abstract]:A mechanized levee cow dung pick-up machine is designed in this paper. The pick up machine drives the moving platform through the engine, and drives the screw scraper in the dung collecting mechanism to push out and scrape the cow dung on the slope of the embankment. The cow dung is transported to the dung storage device through the dung dump to complete the picking up of the cow dung. As the picking up machine is carried out on the levee slope (the slope ratio is about 1: 3), the gravity center of the body should be reduced as much as possible. To ensure the stability of the machine, the helical scraper cutter and the frame are two important parts of the cow dung pick-up machine on the embankment slope. In this paper, the helical scraper cutter and the frame are designed, the structure of the screw scraper tool is optimized, and the structure of the screw scraper tool is transient. Modal finite element analysis to verify whether the design meets the design requirements. The main research contents are as follows: firstly, this paper introduces the working principle, the overall design scheme and the specific design scheme of the levee cow dung pickup machine. The physical and mechanical parameters of cow dung are introduced in this paper, which provides theoretical basis for relevant calculation. The influence of cutting tool parameters of screw scraper on power consumption and picking efficiency is analyzed in theory, and the cutting tool model of screw scraper is designed. The method of establishing mathematical model is used to optimize the structure of the spiral scraper cutter, and the quality of the screw scraper cutter is reduced by 6.2 kg after the optimization, and the finite element analysis method is used to further analyze the optimized cutting tool. The thickness of the cutting tool is optimized and the overall weight of the screw scraper tool is reduced. It is verified that the screw scraper tool meets the design requirements. The theoretical design of the frame of the cow dung pickup machine on the embankment slope is carried out, and the design parameters are obtained. The three-dimensional model and finite element analysis model of the frame are drawn, the static analysis and modal analysis of the frame are made, the results of the analysis are extracted, and it is proved that the frame meets the requirements of strength and stiffness. According to the analysis results, the thickness of the steel tube of the frame is further optimized to reduce the weight of the frame, and finally the weight of the whole frame is reduced. Through the design and analysis of the screw scraper tool and the frame, the partial test of the prototype was carried out, which laid the foundation for the research and development of the whole machine.
【学位授予单位】:湖北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S817

【参考文献】

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本文编号:1682115

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