水稻和小麥作為我國農業(yè)中重要的經(jīng)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,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(chǎn)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(jīng)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(shù)、材料屬性、工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(xiàn)了箱體的質量和變形量最小;應用有限元數(shù)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)化后的變速箱殼體在質量減少16.7%的同時,強度和剛度、動態(tài)特性均有增強;最后,對變速箱殼體進行結構可靠性分析,對其結構可靠性評估,從而達到聯(lián)合收割機變速箱殼體結構的優(yōu)化設計和合理評估。
【學位單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S225
【部分圖文】：

合收割機變速箱殼體拓撲優(yōu)化撲優(yōu)化理論基礎結構優(yōu)化的分類和層次械產(chǎn)品的結構設計一般包括三個方面：結構總體布局、結構基本形狀、結構的。對應各個方面的優(yōu)化問題分別為結構優(yōu)化設計的三個階段即拓撲優(yōu)化、形狀寸優(yōu)化。這三個優(yōu)化問題分別在產(chǎn)品的概念設計階段、基本設計階段、詳細設成。圖 2.1為結構優(yōu)化設計的三個階段。

這三個優(yōu)化問題分別在產(chǎn)品的概念設計階段、基本設計階段.1為結構優(yōu)化設計的三個階段。圖 2.1 結構優(yōu)化設計的三個階段Fig. 2.1 Three levels of structural Optimization在結構的拓撲、形狀確定后針對結構具體尺寸比如桿的截理量進行詳細設計。圖 2.2 為尺寸優(yōu)化示意圖。

圖 2.3 形狀優(yōu)化Fig. 2.3 Shape Optimization化是在給定的設計區(qū)域內，在外載荷、邊界、位移、應力、頻率等的某種特性指標最優(yōu)。針對連續(xù)體結構的拓撲，設計變量是結構或無、支撐點的有或無。圖 2.4 拓撲優(yōu)化Fig. 2.4 Topology Optimization化相對于尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化，其設計變量更多，而且在同樣的優(yōu)
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 徐震凡;方廣盛;孫玉東;李國忠;郭洪雙;關明星;;國產(chǎn)12噸內燃機車變速箱新型殼體[J];森林采運科學;1990年03期

2 古林茂;;技術問答[J];現(xiàn)代化農業(yè);1984年02期

3 田增強;鄭德聰;郭玉明;馮華;;變速箱殼體靜力分析及模態(tài)分析[J];中國農機化學報;2013年04期

4 田增強;鄭德聰;郭玉明;王嘉偉;李建平;劉文智;;檸條收割機變速箱殼體有限元分析[J];農機化研究;2013年12期

5 金紅輝;易良均;金繼新;;E及小康盼系列變速箱殼體共線加工的工藝設計[J];拖拉機與農用運輸車;2010年06期

6 徐臻臻;趙玉壘;;某拖拉機變速箱殼體斷裂強度有限元分析[J];農業(yè)機械;2013年28期

7 劉學斌,韓印;談變速箱殼體焊修[J];農機維修;1996年05期

8 韓平;趙國;馬麗麗;鄒乃威;;農機變速箱殼體生產(chǎn)線結構復雜性評價[J];農機化研究;2014年05期

9 龐洪臣;王吉忠;夏波;劉成極;;HR601驅動橋變速箱殼體結構分析[J];農機化研究;2008年04期

10 吳克安,關明星,李靜輝,方廣盛,吳永康,徐震凡,孫玉東,柴樹信;國產(chǎn)12噸內燃機車變速箱殼體的動應變測試與分析[J];森林采運科學;1994年04期

相關碩士學位論文 前6條

1 王正全;拖拉機變速箱殼體柔性加工線技術經(jīng)濟評價[D];吉林大學;2016年

2 易軍;小型聯(lián)合收割機變速箱殼體結構優(yōu)化與可靠性分析[D];西華大學;2016年

3 羅朝陽;某輕卡變速箱殼體靜動態(tài)特性及拓撲優(yōu)化研究[D];中北大學;2015年

4 吉東亮;變速箱殼體多工序機加工的質量控制與診斷[D];吉林大學;2009年

5 胡毓婷;變速箱殼體生產(chǎn)線的可靠性分析與評價[D];吉林大學;2008年

6 許連虎;變速箱殼體綜合檢測儀的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

本文編號：2879322