方草捆机打结器疲劳设计研究

《方草捆机打结器疲劳设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800024硕士学位论（文学生类别:全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：机械工程论文题目：方草捆机打结器疲劳设计研究英文题目：Studyonthefatiguedesignofknottingmachineofsquarestrawbalemachine学生姓名：李沛文校内教师：岑海堂教授校外导师：董忠义高级工程师二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要D型打结器是方草捆机最重要的部件之一。它是一种完全依靠机械传动实现其打结功能的机构，由于

2、其结构复杂、传动精密、时序严格、制造困难，故目前主要依靠进口，因此造成方草捆机制造成本高，严重制约着我国打捆机的发展。针对D型打结器使用寿命短的问题，本论文主要针对D型打结器上容易疲劳失效的零部件进行疲劳设计，提高它们的疲劳寿命。它们主要包括：驱动齿盘上的凸轮以及外齿条第一个轮齿、架体、打结嘴和清绳片卡槽。针对驱动齿盘上外齿条第一个轮齿存在磨损的问题，拟通过合适的热处理工艺，使轮齿表层产生一定的残余应力来抵消一部分工作载荷，并通过abaqus对其进行残余应力场模拟，找到热处理的最适温度。针对轮齿出现不规则断裂

3、的问题，依据断裂力学判断其裂纹的类型，并用abaqus对其进行了裂纹扩展模拟，证明了轮齿内部可能存在材料缺陷，且在最适温度下的残余应力可以抑制裂纹的扩展。针对凸轮存在的磨损问题，通过建立凸轮磨损量与凸轮从动件位移可靠度的关系，计算得出打结器在打捆22000次左右后凸轮从动件位移可靠度将低于99%，此时应对凸轮机构进行维护，以保障D型打结器在可靠成结的前提下延长打结器的使用寿命。针对D型打结器架体上蜗杆装配部位容易发生断裂的问题，对架体进行了结构改进，在不影响其打结功能的前提下，加强了蜗杆装配面。针对蜗杆轴孔上

4、注油孔部位裂纹扩展的问题，通过剩余强度理论对其进行了裂纹容限的计算，得出裂纹扩展长度达10mm左右时，应对注油孔所在部位进行加固，从而提高其疲劳寿命。针对打结嘴嘴头疲劳磨损、咬合杆易断且更换不易的问题，提出了一种打结嘴的可拆卸设计，并用ansys对其进行了强度校核和ncode疲劳验证。这样可以让用户方便快捷的对发生损坏的打结嘴及时进行更换，以保证打捆机的正常工作，不影响农牧作物的节令收获。针对架体上与清绳片装配的卡槽应力集中，外缘柱体容易断裂的问题，本文提出U型卡槽的抗疲劳设计方案，并通过ansys-ncod

5、e联合分析，对比证明该设计能有效提高卡槽的应力疲劳寿命。关键词：疲劳寿命；D型打结器；裂纹扩展；疲劳设计I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractTheDtypeknobisoneofthemostimportantpartsofthesquarebalingmachine.Itisakindofmechanismtorealizethefunctionoftheknotdependentirelyonthemechanicaltransmission,becauseofitscomplexstructur

6、e,transmissionprecision,stricttiming,difficulttomanufacture,itmainlyrelyonimports,resultinginsquarebalemachinemanufacturingcostishigh,seriouslyrestrictingthedevelopmentofChina'sbundlingmachine.InviewoftheshortservicelifeofDknottingmachine,thispapermainlyaim

7、satfatiguedesignoffailurepartsonDknottingmachine,improvingtheirfatiguelife.Theymainlyinclude:thecamonthedrivegearplateandthefirsttoothoftheouterrack,theframe,theknotmouthandthechutegroove.Accordingtothedrivinggearplaterackonthefirsttoothwearproblem,thispape

8、rthroughtheproperheattreatmentprocess,thesurfacetoproduceacertainresidualstresstoresisttheimpactoftheworkloadtosolve.TheoptimumtemperatureofheattreatmentwasfoundbysimulatingtheresidualstressfieldbyABAQ