微耕机旋刀设计与动力稳定性分析

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：微耕机旋刀设计与动力稳定性分析论文题目(英文)：DesignanddynamicstabilityanalysisofTillerrotaryknife研究生姓名：日力夏提·阿布都热西提学科、专业：机械工程研究方向：机械工程优化设计导师姓名职称：尼加提·玉素甫副教授买买提明•艾尼教授论文答辩日期2015年5月28日学位授予日期年月日新疆大学工程硕士毕业论文摘要我国微耕机的生产制造方式主要是对国外产品在外形构造上进行仿造，无法进行更深入的、内在的了解，因此我国现有制造方式无法弥

2、补在材料特性、热处理工艺、设计准则和规范等方面与国外的差距。本文考虑以上问题提出了一个新的结构方案，设计了双驱动微耕机。为了解决土壤和草根对旋耕刀的阻力和刀尖受到的摩擦力及振动冲击而造成的疲劳失效问题，利用有限元软件对旋转对称六刀刃旋耕刀进行了强度评价并对其结构进行了5次优化改进，然后分别对五种优化改进结构建立了数值模型，进行了静态和模态数值分析，最终对最佳的旋耕刀进行谐响应分析。静态强度分析结果表明，随着旋耕刀结构的优化改进其最大应力集中和最大变形量明显减小。模态分析结果也表明，第三次优化改进后的3种弧形旋耕刀各阶固

3、有频率都提高于100Hz并劈开了工作频率。通过对比分析五种优化改进结构的强度、固有频率、振型和动力稳定性等提出了飞轮性旋转对称弧形刀刃圆角旋耕刀。新提出的旋耕刀型应力集中很小、固有频率很高，可提高疲劳寿命，耐磨性好与使用寿命长等特点。如果不考虑偏心率的影响，在工作频率范围内弧形旋耕刀不出现振动和共振现象。谐响应分析结果表明，飞轮性旋转对称弧形刀刃圆角旋耕刀的主振方向在X、Y与Z方向基本相同，响应位移比较小并设计旋耕刀满足动态响应性能要求，可以很好地避开了共振现象，满足微耕机的工作效率。旋耕刀谐响应分析的结果和模态分析的

4、结果相吻合，一方面证明了分析结果的正确性，另一方面为旋耕刀的结构改造提供了理论基础。关键词：旋耕刀；有限元；模态分析；强度分析；谐响应分析i新疆大学工程硕士毕业论文AbstractChina'sMicrofarmingmachineisthemainwaytoproduceimitationofforeignproductsinshape,notinherentinthemorein-depthunderstanding,therefore,theexistingmanufacturingmodeinourcountr

5、ycannotmakeupforthematerialproperties,heattreatmentprocess,thedesigncriteriaandstandardsandotheraspectsofthegapwithforeigncountries.Putforwardanewstructuredesignschemeconsideringtheaboveproblems,thedualdrivemicrotillagemachine.Inordertosolvetheproblemofsoilandro

6、otsoffrictionfatigueandvibrationimpactoftherotarybladeandtipresistanceiscausedbythefailureoftherotationalsymmetry,sixbladeknifeforthestrengthevaluationanditsstructurewasimproved5timesbyusingthefiniteelementsoftware,andthenthefivekindsofimprovedstructurenumerical

7、modelwassetup,thenumericalanalysisofthestaticandmodaloftherotaryblade,thefinaloptimalharmonicresponseanalysis.Theanalysisresultsshowthatstaticstrength,withtheoptimizationofrotarybladestructureimprovementofthemaximumstressconcentrationandthemaximumdeformationdecr

8、easedsignificantly.Themodalanalysisresultsalsoshowthatthethirdoptimization,3kindsofimprovedarcrotarybladenaturalfrequenciesareincreasedinthe100Hzandsplittheworkfreque