农业机械开沟犁结构强度分析精品资料

1、B农械.$ hurSJ 构 纟 1析 分 亠芟摘.要.I为丄使设计合理、准确，-采用理.论分析-和-实验应一变.分.析相.结.合.的-方一法.开-沟一犁.梁.进-行.强.度.设.计一1理.论分一析.是一在-拖一拉.机一满一载一低.速一丄作一时一，-以-拉弯组合变形的强度理论计一算结果作一为设计一依据实验分析-是在相同.条件-丄，-利-用应变一花理论一，一采一用电一阻一应一变一仪一测一得一应变一值一作一为计一算一依一U据1分析结果表明，-实验分析进一一步验证丄理论-计-算一的安一全一性一在一设一计-农_业一机一械一结一构一过一程一中一，一使一用理一论一与一实一验一相一结一合一的一方一法一能一确一

2、保一构一件一丄作一的可靠性一应变分一析法是设一计复杂一结一构简单-易一行-的好一方-法一L关一键一词一农一业一机-械丄作一安-全一丄强-度-理一论一丄应一变一分一析一丄满一载-低速I匚IIIIII引-言一UUUUUUUUU构-件一的-强度-分-析-，-丄要-依一据-的一是-材-料_力一学一的一基-本理一论一,而一其-理一论针-对-的一是-等-截-面-直-轴一线一的一杆-件,且采用的材料是均质连续各向同性O实际丄程中由一于对结构的一设一计优一化与一外观一造一型等要.求.越.*越.高.，-因.此.厶程.构.件.的.形.状-并.非.都是.等直杆-，-结构的组成也-是复杂的，-使用材-料不-尽.单.一

3、，-故.用材-料一力.学.理.论一进.行.强.度.分.析.必.然一会一有.定一的.局一限.性一丄丄O nJ开一沟.犁一是种-常.见-的农业一机一械，一多用丄修建河渠荒地开一垦植树造一林-等农业-生产工丄2 一O nJ近一年一来随着农业-生一产一的一机械一化一规模一化一发一展，一开一沟一犁一的一设一计一呈一多元化，-应用范围更，-科技含量更高由于开-沟一犁一的一丄要一承-载一结一构一较一复一杂一，一实一际一作一业一环一境一也一具一有一不一确一定一性一，一受一力一丄分一复一杂一，一甚一至一无一法一准一确确定受力状一态，一结构一的设计研一制具有一S定的难一度一而一为-丄同一时一满-足一使一用一性一能

4、一和-结一构一某-局一部一安一全一可一靠一性一要一求一，-往一往一把一结一构一制一成一傻一大一粗一，-浪一费一材一料-且一降-低一经一济-指-标-又一由一于一实一际一作一业一环一境-各-不相一同一如-仅一旦某一口特定条-件为一依据一亠进行一理论一分析，-又会使应用一具有局限性O为此一，-在设一计-计-算-中一既一需-要-进一行-理一论_分-析-亠又_要-结一合-实一验-检一验-亠才-能-设一计制一造-出一既一科-学一又一经一济一实一用一的一产品131开沟犁 的受力特占八、及强度分析1.1开沟犁 梁受力特占八、图1所示的开沟犁主要由悬挂支座总成、犁梁、犁 柱、犁托、犁铧、反土板、犁铧转动调位销钉

5、、犁铧转动轴、行距调位手柄等主要部分组成4。开沟犁主要采用犁铧行距调位、犁铧反土板调位、犁铧转动调位等技术。主要技术参数有:配置动力为55马力拖拉机采用-三占八、悬挂牵引行走速度1ni/s3ni/s耕深在0.4Im0.(5m耕幅可以根据实际要求调整。由工程实际情况可知犁梁与犁柱相交的截面最容易发生破坏。在图1中将犁梁5在靠近犁柱6的端部将犁梁截开取截面的右侧部分并画出犁梁端面和犁铧的受力图(见图2)。犁铧工作时受到土壤的正压力R可将R正交分解成Fx、Fy、Fz三三个分量则犁梁端 面上的内力包括剪力Fs(Fy和Fz)轴力FN( Fx)弯矩M :My和Mz)扭矩T(M/lx)。根据对犁铧作业时 受

6、到的土壤阻力和犁 梁端上的内力分析可知对犁梁强度起主要作用的内力是轴力FN和弯矩Mz其/、它内力的影响可忽略不计5。1.2开沟犁 梁强度分析由图2可知要计算犁梁端部的轴力FN和弯矩Mz就必须确疋犁 铧刖进时受到的土壤对其/、水平阻力Fx或正压力R而犁托上的支承力N因与R在此方向上的分力平衡664-66对强度的影响很小可不考虑。由于在实际的工作状态中土壤的工作环境各不相同土壤对犁铧的阻力无法准确确疋因此 直接根据犁铧上的土壤水 平阻力来进 行强度分析将极 不准确。由于拖拉机在满载低速工作时产生的牵引力最大可根据此时引 起的犁梁端部的 受力情况664- 66来进行 结构 的强度分析设计计算设拖拉机

7、的功率为PW犁铧刖进速度为vm/s则拖拉机 牵引力F牵(N)的计算公式为7125-126根据对 本设计开沟犁实际作业验证配备胶 轮拖拉机 的动力为55马力犁铧刖进速度取1mi/s适宜则最大牵引力F牵=39 820NQ。按满载低速不破坏的要求可设最大牵引力F牵与犁 铧水 平阻力Fx相等于是犁梁危险截面上(见图2)的轴力FN为FN= Fx=39.820kN设犁 铧形 心到犁梁危险截面形心的距离为a(见图2)且a=0 .7m则危 险截面上弯矩Mz为Mz =39.82X0.7：=27JJ7kNJ?m犁梁危险截面的形状如 图3所示当本设 计取h=1：Pmrmb=1()Omim1=1()mm2=1()mm

8、则 用材料 力学的相关公式计算犁梁横 截面的抗弯 截面系 数WZ、和面积A分别为W Z=2-16：1055mm3,A=500(mm2。如犁梁所用材料许用应力为CT=16 0MPa,计算结果表明应力占八、满足 强度条 件。1.3开沟犁梁截面选择开沟犁梁截面选择应综合考 虑安 全性和 经济性指标下面对圆环型截面 、工字 型截面 、箱型截面进行分析比较一(见图4)。在 作业环 境与强度相同的情况下犁梁截 面形状 的选择只需考虑截面的性质如选择圆 环截面(见图4a)按刖 述强度 分析的结果截 面向任.、八 意方向 的抗弯截面系数取W=2：.16、105mm3,设 圆环内 外直径 比值a =( ).85

9、可以计算出圆 环横截 面面积A=700()mm2如 选择工字型截面(见图4b)抗弯 截面 系数仍 取Wz=2.1I6X105rim3综合考虑拉伸 、弯曲 的影响查表选22b丄字钢则Er051 -I，一横截面一面积一IM型.截.面.见.图.，-按.照.前.面.设.置一的.参.数，-可-求得w w2-16Xmmmmw w，-横截面一面.积.0mmm m对-丄述-开.沟.犁一梁.三.种-截一面.参.数一进一行一比.较一，-圆.环一型截一面.在一各一方一向.的一抗弯一截一面.系一数相一等亠抗弯能力是最好的当一构件的材料相同时-，-根据截面一面积可-知一丄字一钢一用料最少-，-经一济一性一最一好一，一箱

10、一型一截一面一次一之一，一最一不经一济一的是一圆一环截面但是工-字钢对-y轴抗弯截面系数极小一，一抗一弯一能一力_较一差一，一会一因一丄壤一结一构一的_影一响_导一致一开一沟一犁一在一某一瞬一时一产生一较一大一侧一向一水一平一弯一矩一而一破一坏一丄8-而箱型一截面，一尽管对丄轴一抗一弯截面系数小一于一对一Z-轴一的一抗一弯-截-面一系一数一亠但一考一虑一到一开一沟一犁一作一业一时一，-丄要一受一到一的一是一的一作一用一，-因一此一能一够满足设计要求一综合一考虑强度经济一等各种因一素-的一影-响一，-最-终-确一定一选择一箱-型一截-面一最-合一理2-实一验一应变分一析一法求解一特一种一结构一强

11、度应_变一、应一力_实一验-分-析_原-理一丄述一开一沟一犁-丄体一结一构一其-强-度-分-析一的理一论一计-I算,仅仅考虑拉弯组合变形,事实上结构在作业中还会发生扭一转剪切一变形(-影响较小丄丄9,且其外力精确分析值又难.以确定，-仅根据满载低速对-应.的牵引-力-进行设.计-计.算，-没有負虑.实.际.的.工-况.条.件一，-故.丄述一计.算一结.论.与.实.际.情一况一必.有一一定.差一距-，-而-旦用一实一验.应一变一分一析-法.则.不难解决这一问一题丄仍以上述一结构为一例外荷一载仍-按马一力-拖拉-机-低速满一载实验一，一在一犁一梁一表一面一对应一点一上一贴上一度一应变一花亠采一用电

12、阻应变仪-测一得应变值，- -即如一图5的轴方向-应一变一轴一方一向一应_变一 c与一x轴_夹一角一度一方一向一应一变一根一据一应一变一花一的一应一变一值一计一算一公一式一丄丄可求得主应一变口2再根一据应力匸义胡克一定一律一丄丄1227一可-得-出一平一面一主一应一力一的一表一达一式一将-求一得一的一主一应一变一 1.1.代一入一式一，-就一可计一算出平面应力一状态的一丄应力一亠其中E是材料一的一弹一性一模一量-亠V是一材一料一的泊一松比求出丄应力-后一，-可一采一用一第-四一强-度-理一论一丄面一状一态一的一表一达一式一丄1111227，-对_犁-梁一的一危-险一截-面-进_行-强-度-计-

13、算-IIIIIIIIIIII犁梁应变应力实验计算利用一上述一分一析过程对前一面m 二 理论一计算的犁一梁一的一危险.截一面.丄的.危.鉴点进.行.应.变.应.力.计算一如通.过.粘土-荒地开沟.实验，-测-定应变花应变值分别为结一果.表.明.，-通.过.在-作一业.现.场一采一集.的.实.验.数一据.，-进一行一应.力-分一析.计一算一，-数一值一略一大一于.理一论一分一析-应.力-值，一但仍满足强度条件一1因实验一应力分析一所包括因一素较全面一，-更接近-开-沟犁丄作-的实际情况，一因一此，一需一通一过实一验一分一析对理一论一分一析加以一验一证，-才能确保设计结论一的安全性丄因土壤的-组一成

14、一复一杂一，一即-使一同一一地一块_的一不_同一位_置一，一土一壤一成一分一也一会一有一所一不一同一，一因一此一，一采一用一实一验一应一变一分一析一法，一应在不同一位置，一多次取值，一对最大一值进行校一核一，一使一实一验一分-析一充一分-反一映一现-场一的一实一际一情一况一1-1犁一梁一在一不一同一丄况一丄实一验一应一变一应一力一分一析一由于一不同地区一的地一质构一造不一同，-开沟犁一作一业的丄壤一环一境一存在一着-差一异一开一沟犁一梁的设计一应符一合一各种一丄况的需要，-具有一定的复杂性如一采用应一变一分-析-法一，-则-能-将-这-问一题-较一简-单-的一解一决一表-丄给-出一丄丄述一设计

15、一的一开一沟一犁一梁一在一不同一丄壤-中一工作时的实际测量的应变值及应力的分析结果通过数据一比较说一明一粘一土荒地一土壤的一阻一力最大.，-犁.梁.产.生.应.变.应.力.值.也.最.大.，-对.犁.梁.的.强度要求最高，-而该犁.在粘土荒地作.业-时-刚好满一足.强.度.要.求.丄2Id因.此.，-该一开.沟.犁.梁.符.合.设.计-要一求.，-匕匕 厶冃在.各一工况-下-正一常一丄作.IIII3结论匚农业-结构的设一计-需要考虑的因一素较多，-本-文以开一沟一犁一梁一为一例一，一从一理一论一和一实一验一两一方一面一加以一分一析说明在理论分析的一过程中，-由于开一沟犁实际一作一业一中一，一受

16、一力-复一杂一，一无一法一确一定一准一确一值一，一可一采一用一满一载一低一速一工作一时产一生一的一牵一引一力为一设计一依一据一分析一结果表明一，一实验应一变分析的一应力值接近于理一论一计-算一应一力一值一，一验-证一丄理一论一设一计-的一可一行一性一可一以一说一，-当一实一验一条-件一与一丄作一条-件一相一同一时一亠实一验一应变一分析结果一更能反映一实际情况一亠可靠性一优于理一论一分一析一结一果一针-对一形一状复-杂一的一农一业机一械类结构，-不能仅用一材料一力学一强度条件一分析结一果一作为设一计-依-据-，-还一需-用-实一验-数-据-来一检一验-，-应一变一分-析-法一是-求一解一复-杂一

17、结一构一简-单-易-行的一好一方一法一III参考文献nc( e1栾丽君姚立泽齐建峰等自移式掘进机辅助支护设备立柱力学分析J辽/宁工 程技术大学学报:自然科学版2013(4)：52,7-5302张宏友苏德利刘文顺等多向液压调位式开沟犁的研制J.农机 化研究201 2(8)49-52-3朱野艳盛式通旋耕开沟机的研制及推广应用J.浙江农村机 电20072:2- -24 4刘文顺苏德利张力调位 式小型开沟犁的研制J隹八、作大学学报2011(3):103-105-6刘军干地膜覆 盖机开沟犁的设计J机械研究与应用200215(1)：64-67丁刘文顺工 程力学M.哈尔 滨哈尔滨地图出版社20( 07:125-1268康桂华大型开沟