挖坑機主軸的有限元分析及其懸掛機構(gòu)的動力學仿真.pdf

1、在機械化植樹造林的過程中，植樹挖坑機是重要的機械化造林設(shè)備之一，直接影響植樹造林的質(zhì)量和速度。因此，研究出高性能、低成本、高效率的植樹挖坑機已成為我國科技人員迫在眉睫的任務(wù)。 對于工程技術(shù)人員而言，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)顯得有些費時、費力，而基于電子計算機的現(xiàn)代設(shè)計方法卻體現(xiàn)了先進、快捷的設(shè)計思想。因此，本文將現(xiàn)代設(shè)計方法應(yīng)用于植樹挖坑機，主要完成以下幾方面工作： 1．植樹挖坑機刀片的切土數(shù)學模型的建立及分析根據(jù)純切削理論對

2、挖坑機重要工作部件一刀片，建立了切土數(shù)學模型，并運用MATLAB的數(shù)據(jù)處理功能對刀片的重要參數(shù)-安裝角進行了分析，得出了安裝角的最佳范圍。 2．挖坑機鉆頭主軸的結(jié)構(gòu)有限元分析及其優(yōu)化設(shè)計通過應(yīng)用大型有限元分析軟件ANSYS對挖坑機鉆頭主軸進行了結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析，從結(jié)果可以看到在受力情況下，應(yīng)變、應(yīng)力的極值出現(xiàn)的位置，有利于鉆頭主軸的優(yōu)化設(shè)計；然后依據(jù)最優(yōu)化原理給出了鉆頭主軸的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型及具體的優(yōu)化設(shè)計步驟，并運用MATLAB對

3、優(yōu)化數(shù)據(jù)進行了分析處理。在保證其工作性能不受影響的前提下，較大程度地減輕了鉆頭主軸的重量，達到了優(yōu)化設(shè)計的目的。 3．植樹挖坑機懸掛機構(gòu)的運動學和動力學分析首先，運用Pro/ENGINEER建立了挖坑機的三維CAD模型，對挖坑機的懸掛機構(gòu)進行了運動學仿真分析，分析了鉆尖的位置波動以及速度、加速度的變化情況，使設(shè)計者在正式生產(chǎn)前對其開發(fā)的產(chǎn)品樣機的機構(gòu)運動特性有更清晰的認識，提高了產(chǎn)品開發(fā)的成功率。其次，依據(jù)牛頓定律與失量方程建立