本文關(guān)鍵詞：雙通道氣流式霧化噴嘴模擬計(jì)算與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

2016年8月農(nóng)機(jī)化研究

要求。

第8期

圖16

Fig．16

表3

Table3

楊氏模量E/Pa2．09e11

雙層刀片軸的三維模型

Fig．17

刀片軸的材料屬性

圖17雙層刀片軸應(yīng)力分布云圖

Three－dimensionalmodelofthedoublebladeshaft

Materialpropertiesofthebladeshaft

屈服極限σs/MPa360

強(qiáng)度極限σb/MPa650

Themisescontourplotofthedoublebladeshaft

雙層刀片軸的總體變形分析結(jié)果如圖18所示。從變形分析云圖可以看出：刀片軸的最大變形發(fā)生在軸端，最大變形約為0．2mm。

泊松比μ

0．269

3．2．2模型約束

雙層刀片軸的約束條件主要是在末端和中間兩個(gè)滾動(dòng)軸承施加軸向和徑向的位移約束。在AnsysWorkbench中，軸承對(duì)刀片軸的約束可定義成Cylindri-calSupport，即圓柱面約束。3．2．3

載荷施加

刀片軸的載荷F主要在其前端的鍵槽處相對(duì)側(cè)面，計(jì)算公式為

FQ=2·Z·F0·sin

式中

FQ—作用在軸上的載荷；Z—皮帶的數(shù)目；F0—皮帶輪的張力；α1—包角。

根據(jù)零轉(zhuǎn)彎半徑割草機(jī)的工作參數(shù)，將這些參數(shù)帶入上述公式，計(jì)算可得載荷近似為2600N。3．2．4

計(jì)算結(jié)果分析

對(duì)雙層刀片軸的分析主要有兩方面：一方面是分析刀片軸的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，找出刀片軸的薄弱環(huán)節(jié)，判斷其強(qiáng)度是否滿足要求；另一方面是分析刀片軸受載荷后的變形程度。

雙層刀片軸的應(yīng)力分析結(jié)果如圖17所示。從最大應(yīng)力分布云圖中可以看出：刀軸的最大應(yīng)力約為150MPa，最大應(yīng)力出現(xiàn)在軸承安裝處的軸肩附近。從刀片軸的強(qiáng)度方面考慮，其最大應(yīng)力150MPa小于其材料屈服強(qiáng)度360MPa。所以，雙層刀片軸滿足強(qiáng)度

α1

2

Fig．18

圖18

雙層刀片軸總變形分布云圖

Thedeformedcontourplotofthedoublebladeshaft

4樣機(jī)總裝調(diào)試

根據(jù)前期的割幅設(shè)計(jì)，廠家結(jié)合本割草器要求進(jìn)

1．8、行了生產(chǎn)加工制造，加工出了滿足要求的1．5、2．3m割幅的割草器。同時(shí)，在揚(yáng)州高爾夫球場(chǎng)俱樂(lè)部對(duì)2．3m割幅的割草器進(jìn)行了斜坡翻滾試驗(yàn)，該球場(chǎng)的斜坡角度最大可達(dá)到40°，達(dá)到了預(yù)設(shè)翻滾角度；并且這3種割幅的割草器在割草機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的提供下均能實(shí)現(xiàn)工作目的，滿足了本次裝置設(shè)計(jì)的最終需求。其實(shí)物結(jié)構(gòu)圖如圖19～圖20所示。圖19為2．3m割幅割草機(jī)在斜坡上的靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)對(duì)該割草機(jī)施加一定的側(cè)向翻轉(zhuǎn)力，割草機(jī)出現(xiàn)了非連續(xù)翻滾和連續(xù)翻滾兩種趨勢(shì)。因此，該2．3m割幅割草機(jī)樣機(jī)滿足本試驗(yàn)要求。圖20為2．3m割幅割草器的局部放大圖，與本設(shè)計(jì)方案基本符合，且可以通過(guò)皮帶將動(dòng)力傳遞到兩邊的子刀盤(pán)上，從而帶動(dòng)兩邊的子刀片旋轉(zhuǎn)。圖21為1．8m割幅的割草器部分。

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5結(jié)論

1）提出了零轉(zhuǎn)彎半徑割草機(jī)機(jī)械式變割幅割草

器創(chuàng)新設(shè)計(jì)思想并實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)模型制造。該樣機(jī)模型可方便、快捷地實(shí)現(xiàn)變割幅作業(yè)，以此滿足不同的空間要求，具有較好的通過(guò)性和較高的割草效率，為今后的割草機(jī)設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的參考依據(jù)。

2）通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)刀片和雙層刀片軸模型的有限元分析可知：旋轉(zhuǎn)刀片最大變形發(fā)生在刀片兩端，而雙層刀片軸最大變形主要集中在有鍵槽的那一軸段處，但它們的最大值都在允許范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

1．2．3m子刀盤(pán)2．母刀盤(pán)3．底座4．保護(hù)罩

圖19Fig．19

2．3m割幅整機(jī)圖Figureof2．3mswath

mower

3）機(jī)械式變割幅割草器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、通用性好等特點(diǎn)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：

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5．2．3m刀片軸6．皮帶7．殼連接塊

圖20Fig．20

2．3m子刀盤(pán)局部圖Localfigureofsub－cutterhead

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圖21Fig．21

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Assemblyfigureof1．8mdeck

（下轉(zhuǎn)第23頁(yè)）

2016年8月

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農(nóng)機(jī)化研究

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第8期

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BasedonANSYSAtomizationNozzleFlowFieldAnalysisand

ParameterOptimization

HaoLei1，GaoXiong1，ChenTieying2，WangHaichao1

（1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，InnerMongoliaAgriculturalUniversity，Hohhot010018，China；2．InnerMongoliaAgriculturalandAnimalHusbandryMachineryTechnologyExtersionStation，Hohhot010010，China）Abstract：Nozzleistheterminalofsprayoperations，isalsooneofcoreparts．Nozzleoftheconicalsurfaceisthekeypartofflowvelocityandpressurechanges，nozzleentrancehasagreatinfluenceonthenozzleoutletflowandspeed．UsingtheANSYSsoftwaretosimulatetheinternalflowfieldinhydraulicatomizingnozzleandnozzleexternalatomizeddropletsdistributionandvelocitydistributionofcomparisonandanalysistheinfluenceofdifferentstructuralparametersonthenoz-zleflowfield，forthenozzlestructureparametersofreasonableselectionhaveprovidedthecertainbasis．Keywords：atomizeddropletsdistribution；nozzleconeangle；velocitydistribution；parameteroptimization（上接第18頁(yè)）

AbstractID：1003－188X（2016）08－0012－EA

DevelopmentofaVariable－swathDeckforaZeroTurningＲadius

MowerandFiniteElementAnalisysofMainParts

WangXinyan，ZhouHao，LiuYong，GaoLiyue，ZhouYuan

（JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China）

Abstract：Toenableoperationindifferent－sizeenvironments，avariable－swathdeckforuseinazeroturningradius（ZTＲ）mowerwasdevelopedinthispaper．AWBZ12219K－SZTＲmowerwiththefixedswathof1．2mwasusedastheoriginalvehicle．Usingacombinationofaprimarydeckandasecondarydeck，avariable－swathdeckwithswathsof1．5，1．8and2．3mwasrealized．Adouble－layerbladeshaftandadouble－layerpulleywereusedtotransmitpowerfromtheprimarydecktothesecondarydeck．Inaddition，therigidityanddeformationofthemainpartsofthemowerweredeterminedusingfiniteelementanalysissoftware．Thestressdiagramshowedthatthestructureisreasonableandmeetstherelevantstrengthrequirements．Finally，，aprototypemodelwiththedifferentswathdeckswasmanufactured，andafieldtestdemonstratedthegoodperformanceofthisvariable－swathmower．Keywords：mower；variable－swathdeck；zeroturningradius；finiteelementanalysis

  本文關(guān)鍵詞：雙通道氣流式霧化噴嘴模擬計(jì)算與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。