微型耕作机的设计及其主要工作部件的有限元分析

随着现代农业机械设备的发展和推广,农业机械及其配套机具的需求量与日俱增并且应用也越来越广泛。而微型耕作机集犁、耙等多种作业一体的机械,大大解放了劳动力提高了作业效率。现在微型耕作机在广大山区、丘陵地带深得广大农民喜爱。而且随着微耕机的发展,人们对其多功能要求越来越高(如具备水旱地耕作、旱地开沟、起垄、培土、灌溉、喷药等多种功能),而且同时又要求其具有小巧轻盈、节能环保、行走灵便、操作安全方便、噪音小、价格低廉。在国家政策下,湖南地区的经农业经济得到迅速发展,因此农业机械在湖南也得到了快速的推广与应用。但是对于以个体家庭作业为主的经济农户,市面上的微耕机要么耕宽较大、功率大且价格高昂,超过这些个体作业用户的实际需求;要么功率过小,作业效率低,仅仅适用于小型大棚的耕作,却不能完全满足湖南一些丘陵、山区地带不规则小地块及大棚作业的要求,而这些原因导致微耕机虽深受丘陵、山区广大农户的喜欢却并没有得到真正的广泛应用。本文的主要设计包括:旱地旋耕刀的设计优化、主要受力部件的强度校核、旋耕刀的排列、整机的设计、其它零部件的设计和选择,使用三维CAD软件Solidworks对该微耕机的各个零部件进行三维建模,并用ANSYS14.0对旋耕刀轴和旋耕刀的静力学分析,ANSYS Workbench14.0对旋耕刀辊进行模态分析。该微耕机在设计过程中引进了“人机工程”的理念,设计了具有连续调节高度的可调扶手,大大提高了机器的可操作性,也对旋耕刀参数进行了优化,以减少耕作过程中的能耗。本论文对微耕机主要受力部件进行了静力学分析,确定了旋耕刀轴和旋耕刀的受力集中部位与危险部位,最后对旋耕刀辊进行了模态分析,得到了微耕机刀辊的前10阶振动频率值与振型图,并对振型图进行了分析。