小型聯(lián)合收割機變速箱殼體結構優(yōu)化與可靠性分析.pdf

1、水稻和小麥作為我國農業(yè)中重要的經濟作物，其收獲方式在北方地區(qū)大多由大型收割機械完成，而對于南方丘陵山區(qū)由于其田塊小、不平坦，田與田之間高低不一呈梯形狀，大型收割機在這樣的地勢條件下作業(yè)時行走轉向困難，無法發(fā)揮其作用，而小型聯(lián)合收割機因為其質量和體積都較小巧在丘陵山區(qū)具有獨特優(yōu)勢。但這就對小型聯(lián)合收割機整機結構的緊湊性提出了很高的要求，其安裝空間受到極大限制。并且在收獲季節(jié)，收割機田間連續(xù)作業(yè)時間長，振動沖擊大，特別在泥腳深的水田中作業(yè)時

2、，行走負荷很大，對變速器殼體的可靠性提出了很高的要求。變速器殼體可以為內部的齒輪、軸、軸承等零件提供封閉空間，起到保護和安裝的作用，但由于其傳遞功率大，工況復雜，工作時產生較大荷載應力以及變形，直接影響內部齒輪的嚙合精度，因此保障箱體的強度和剛度是其設計的重點。然而，在傳統(tǒng)經驗設計中箱體的壁厚往往都取得較大，這樣雖然保證了箱體的強度和剛度但也增加了箱體的質量，造成材料的冗余減低了整機性能。同時，聯(lián)合收割機變速箱殼體尺寸參數、材料屬性、工

3、作載荷等都具有不確定性，這些因素的變異性直接影響變速箱殼體的結構可靠性。
　　本論文以某丘陵山區(qū)小型聯(lián)合收割機變速箱殼體作為研究對象，以變速箱殼體的柔順度最小為目標，對變速箱殼體結構進行拓撲優(yōu)化設計，得到殼體加筋的最優(yōu)布局；在滿足箱體應力和頻率要求的前提下，通過對其結構尺寸的優(yōu)化以實現了箱體的質量和變形量最??；應用有限元數值模擬技術對變速箱殼體優(yōu)化前后的靜動態(tài)特性進行分析仿真，同時再通過模態(tài)試驗對有限元模態(tài)分析進行驗證，分析表明優(yōu)