手推式綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)(定稿)_圖文

1、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造學(xué)生姓名 趙男見(jiàn)班 級(jí) 10機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2班學(xué) 號(hào) 201010090231指導(dǎo)教師 戴有華完成日期 2013年 05月 30日成績(jī)?cè)u(píng)議 答辯小組評(píng)議意見(jiàn) 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)摘要:綠籬可以被修剪成各種造型,從而提高了觀賞效果和隔離防護(hù)的作用,因而綠籬在城市道 路和園林綠化中占有重要地位。規(guī)則式綠籬每年須修剪數(shù)次,以使綠籬基部光照充足、枝葉繁茂。 目前,園林綠地中綠籬修剪仍然主要靠人工進(jìn)行,不僅勞動(dòng)量大、效率低,還常常伴有危險(xiǎn)發(fā)生, 因此迫切需要研制一種適應(yīng)園林綠化中成塊面積相對(duì)較小,并具有一定自動(dòng)化程度的移動(dòng)式

2、綠籬 作業(yè)機(jī)械來(lái)提高林業(yè)機(jī)械的裝備水平。手推式綠籬修剪機(jī)正是要解決綠籬修剪表面平齊性、提高修剪效率和保證作業(yè)安全、降低工 人的工作強(qiáng)度、并且適用于園林綠地的綠籬修剪設(shè)備。本文以實(shí)現(xiàn)手推式綠籬修剪機(jī)的主要功能為目標(biāo),首先制訂了手推式綠籬修剪機(jī)的總體設(shè)計(jì) 方案,然后對(duì)手推式綠籬修剪機(jī)的各主要零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),接著應(yīng)用 UG 軟件對(duì)手推式綠籬 修剪機(jī)進(jìn)行了三維建模和靜力學(xué)分析,在此基礎(chǔ)上確定手推式綠籬修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸,最后給出 了手推式綠籬修剪機(jī)的應(yīng)用情況。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有:應(yīng)用 UG 軟件對(duì)手推式綠籬修剪機(jī)進(jìn)行了靜力學(xué)分析,使得設(shè)計(jì)結(jié) 果更為精確合理;在支撐架部分運(yùn)用了齒輪齒條傳動(dòng),做到了修剪

3、高度可以調(diào)節(jié);支撐刀頭 部分可以左右移動(dòng),可以調(diào)節(jié)修剪寬度范圍。 4. 設(shè)計(jì)了籬刀的角度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)水平 修剪和豎直修剪。關(guān)鍵詞:綠籬修剪機(jī);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);靜力學(xué)分析; UGAbstract :Hedge can be cut into various shapes, so as to improve the viewing effect and function of isolation, and therefore hedge in occupies an important place in the city roads and landscaping. Rule type hed

4、ge must be cut several times a year to make hedge sufficient sunlight, leafy at base. Gardens now, still mainly rely on artificial to hedge pruning, not only large amount of labor, the efficiency is low, and often accompanied by danger happening, so urgent need to develop a piece up to adapt to the

5、afforestation area is relatively small, and have certain mobile hedge operation of machinery and automation to improve the level of forestry machinery and equipment.Hand push type hedge trimmer is to solve hedge pruning surface flush, pruning and improve efficiency and ensure operation safety, reduc

6、e working intensity, and is suitable for the botanical gardengreen space hedge pruning device.This paper in order to realize the hand push type hedge cutting machine's main function as the goal, with his hand push type hedge pruning machine overall design scheme, the opponent then push hedge tri

7、mmer has carried on the structure design of the main parts, and then using UG software rivals push hedge trimmer for 3D modeling and static mechanics analysis, on the basis of determine the structure size hand push type hedge pruning machine, hand push type hedge pruning machine is given the actual

8、application situation.Innovation points of this paper are: Firstly, using UG software rivals push hedge trimmer statics analysis, makes the design result is more accurate and reasonable; Secondly, the supporting frame part using the gear rack transmission, achieved pruning height can be adjusted; Th

9、irdly, support the head part can move around, adjustable cutting width.Fourthly, design of the hedge cutter Angle position regulating mechanism, can achieve level trimming and vertical clip.key words: Hedge trimmer; Structure design; Statics analysis; UG目 錄第一章 緒論 . . 1 1.1課題的研究背景及意義 . . 1 1.2國(guó)外綠籬修剪機(jī)

10、的研究現(xiàn)狀 . 1 1.3國(guó)內(nèi)綠籬修剪機(jī)的研究現(xiàn)狀 . 2 1.4論文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu) . . 2第二章 手推式綠籬修剪機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案 . 3 2.1手推式綠籬機(jī)的功能規(guī)劃 . 3 2.2手推式綠籬機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 . 3 2.3手推式綠籬修剪機(jī)的工作原理 . . 5 2.4手推式綠籬機(jī)的總體尺寸要求 . . 5 2.5手推式綠籬機(jī)的設(shè)計(jì)步驟 . 6第三章 手推式綠籬機(jī)關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì) . . 7 3.1手推式綠籬修剪機(jī)總體尺寸的確定 . . 7 3.2推車架的設(shè)計(jì) . . 7 3.3懸伸橫梁的設(shè)計(jì) . 9 3.4可升降的支撐架的設(shè)計(jì) . . 10 3.5可升降支撐架的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 1

11、1 3.6可升降支撐架的位置鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 11 3.7懸伸橫梁的伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 12 3.8籬刀角度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . . 13 第四章 基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的三維設(shè)計(jì) . 14 4.1 UG軟件概述 . . 144.2基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的三維建模過(guò)程 . . 14 4.3基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的建模參數(shù) . 14 4.3基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的虛擬裝配 . 18 第五章 基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的分析與優(yōu)化 . 19 5.1 UG高級(jí)仿真概述 . 19 5.2基于 UG 的靜力學(xué)分析的工作流程 . . 19 5.3確定手推式綠

12、籬修剪機(jī)中要分析的零部件 . 20 5.4對(duì)懸伸橫梁的靜力學(xué)分析 . 20 5.5懸伸橫梁的分析結(jié)果 . 22 5.6懸伸橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 . 23 5.7對(duì)可升降支撐架的分析與優(yōu)化 . . 23 第六章 手推式綠籬修剪機(jī)的應(yīng)用 . 25 6.1 手推式綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙 . 25 6.2 手推式綠籬修剪機(jī)的安裝過(guò)程指示 . . 25 6.3 手推式綠籬修剪機(jī)的使用說(shuō)明 . 26 第七章 總結(jié)和展望 . 28 7.1總結(jié) . 28 7.2展望 . 28 參考文獻(xiàn) . 30 致 謝 . . 30第一章 緒論1.1課題的研究背景及意義綠籬是由灌木或小喬木以近距離株行密植,形成緊密結(jié)合的規(guī)則的植物籬

13、笆。綠籬可 以被修剪成各種造型,從而提高了觀賞效果、并起到隔離防護(hù)的作用,因而綠籬在城市道 路和園林綠化中占有重要地位。目前我國(guó)園林綠地中綠籬的用量很大,根據(jù) CJJ/T1985 2002城市園林綠地分類標(biāo)準(zhǔn) ,其中 G1公共綠地、 G4居住區(qū)綠地、 G5附屬綠地中都有 大量綠籬應(yīng)用,但其主要功能僅局限于分隔道路、作為綠地邊界以及模紋綠籬。綠籬在一 定程度上還可以作為園林中實(shí)體墻的良好替代品,也可以用作引導(dǎo)人們的走動(dòng)方向和視覺(jué) 欣賞方向的空間引導(dǎo)墻 1。規(guī)則式綠籬每年須修剪數(shù)次,為使綠籬基部光照充足、枝葉繁 茂,其斷面常剪成正方形、長(zhǎng)方形、梯形、圓頂形、城垛、斜坡形。目前使用的綠籬修剪 機(jī)主要

14、有手持式、 背負(fù)式和機(jī)載自行式等幾種, 園林綠地中綠籬修剪仍然主要靠人工進(jìn)行, 不僅勞動(dòng)量大、效率低,還常常伴有危險(xiǎn)發(fā)生 2,因此迫切需要研制一種適應(yīng)園林綠化中 成塊面積相對(duì)較小,并具有一定自動(dòng)化程度的移動(dòng)式綠籬作業(yè)機(jī)械來(lái)提高林業(yè)機(jī)械的裝備 水平。本文著力研制一種手推式綠籬修剪機(jī),以提高園林景觀綠化中的綠籬修剪表面平齊 性、提高修剪效率和保證作業(yè)安全、降低工人的工作強(qiáng)度、并且適用于地塊面積不大的場(chǎng) 合。1.2國(guó)外綠籬修剪機(jī)的研究現(xiàn)狀園林綠化機(jī)械設(shè)備的發(fā)展已有近百年的歷史 3, 20世紀(jì)早期, 西方發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始在 園林綠化的繁重作業(yè)中應(yīng)用機(jī)械,那時(shí)主要使用起重運(yùn)輸機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械; 20世紀(jì) 5

15、0年 代以后,各種園林綠化專用機(jī)械開(kāi)始紛紛面世,如植樹(shù)機(jī)、草坪修剪機(jī)、園林拖拉機(jī)等; 20世紀(jì) 80年代以后, 在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家, 小型園林綠化機(jī)械與設(shè)備開(kāi)始進(jìn)入家庭; 到 20 世 紀(jì)末 , 世界各地大部分城市從公共綠地到庭院綠地的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)已全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作 業(yè)。國(guó)外綠籬修剪設(shè)備的發(fā)展己有幾十年歷史,從便攜式綠籬修剪機(jī)發(fā)展到車載式綠籬修 剪機(jī)。便攜式以手持式為主,例如“ KAAZ ” 、 “洋馬” 、 “星湖”等手提式綠籬修剪機(jī),修 剪幅寬為 400mm 760mm ,分單刀片和雙刀片往復(fù)式運(yùn)行兩種 4。日本的小松、德國(guó)的 STIHL 、瑞典的 HUSQV ARAN 等均生產(chǎn)有各種不同規(guī)格

16、的便攜式綠籬修剪機(jī) 5。 70年代 起,美國(guó)和日本為了適應(yīng)高速公路和園林養(yǎng)護(hù)發(fā)展的需要,研制并推廣車載懸掛式和臂架 懸掛式綠籬修剪機(jī)。車載懸掛式綠籬修剪機(jī)把往復(fù)式切割裝置和運(yùn)送裝置結(jié)合起來(lái);臂架 懸掛式綠籬修剪機(jī)是把切割裝置安裝在液壓起重臂上 6。 農(nóng)林業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境比較 惡劣, 勞動(dòng)強(qiáng)度大, 現(xiàn)在的作業(yè)使機(jī)械的使用性能受到很大的限制, 發(fā)達(dá)國(guó)家勞動(dòng)力缺乏, 機(jī)器人在國(guó)外農(nóng)林業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。11.3國(guó)內(nèi)綠籬修剪機(jī)的研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)于綠籬修剪作業(yè)機(jī)具的研制起步較早,生產(chǎn)了幾種機(jī)型 7,如北京園林機(jī)械廠 研制的以中頻電機(jī)為動(dòng)力的雙動(dòng)往復(fù)刀片式;上海園林工具廠生產(chǎn)的電動(dòng)旋刀式;北京小 型動(dòng)

17、力機(jī)械廠生產(chǎn)的 SJ700綠籬修剪機(jī)。小型綠籬修剪機(jī)以手持式為主,切割裝置主要是 往復(fù)式和旋刀式兩種,動(dòng)力有電動(dòng)機(jī)和小型汽油機(jī)的兩種。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 LJ3型綠籬修剪機(jī) 以 1.85kW 二行程小汽油機(jī)為動(dòng)力,修剪幅寬為 500mm ,整機(jī)質(zhì)量為 8kg 。大型自走式綠 籬修剪機(jī)主要有車載式和臂架懸掛式兩種,技術(shù)比較成熟的有以下 3種機(jī)型:一是車載式 綠籬修剪機(jī);二是車載懸掛式綠籬修剪機(jī);三是臂架懸掛式綠籬修剪機(jī)。1.4論文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)本論文研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)一種在園林綠地綠籬使用的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、質(zhì)量輕巧、操作 簡(jiǎn)便的綠籬修剪機(jī)。采用機(jī)械設(shè)計(jì)方法,針對(duì)該綠籬修剪機(jī)的使用場(chǎng)合和功能要求,進(jìn)行 綠籬

18、修剪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),然后對(duì)綠籬修剪機(jī)的關(guān)鍵部件進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),再應(yīng)用計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析的辦法,對(duì)綠籬修剪機(jī)進(jìn)行整機(jī)結(jié)構(gòu)建模,并對(duì)主要負(fù)重部分的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行強(qiáng)度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,最后給出綠籬修剪機(jī)的加工制造圖紙和使用說(shuō)明書。論文的組織結(jié)構(gòu)如下:第一部分:緒論,主要介紹了課題研究的意義以及國(guó)內(nèi)外的一些研究進(jìn)展。第二部分:手推式綠籬修剪機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案,從總體上設(shè)計(jì)論證了手推式綠籬修剪 機(jī)的整體結(jié)構(gòu),分析了設(shè)計(jì)中的難點(diǎn),給出了手推式綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)步驟。第三部分:手推式綠籬修剪機(jī)中關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì),詳細(xì)地對(duì)苗床中的各主要零件進(jìn)行 了機(jī)械設(shè)計(jì)。第四部分:手推式綠籬修剪機(jī)的三維設(shè)計(jì),應(yīng)用 UG 軟件對(duì)手

19、推式綠籬機(jī)進(jìn)行零部件 建模,并將其虛擬裝配成整機(jī)。第五部分:手推式綠籬修剪機(jī)的分析與優(yōu)化,應(yīng)用 UG 軟件對(duì)手推式綠籬修剪機(jī)中的 零部件進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析,依據(jù)分析結(jié)果對(duì)綠籬修剪機(jī)結(jié)構(gòu)作改善。第六部分:手推式綠籬修剪機(jī)的應(yīng)用,給出了綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙、安裝過(guò)程指導(dǎo) 和使用說(shuō)明。第七部分:總結(jié)與展望,對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行總結(jié),并提出了對(duì)下一步工作的展望。2第二章 手推式綠籬修剪機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案2.1手推式綠籬機(jī)的功能規(guī)劃園林綠地中使用的綠籬, 大多數(shù)被修剪成寬度為 1200mm 左右、 高度為 1000mm 左右, 不同地方的綠籬在寬度和高度上有一定的差異。因此,要求綠籬機(jī)的籬刀所處的高度位置 和懸伸

20、長(zhǎng)度在一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)。 通常的綠籬是被修剪成三面垂直的墻體形狀, 如圖 2-1所示。 所以要求綠籬機(jī)的籬刀能夠在水平位置和豎直位置的切換, 以修剪水平面和豎直面。圖 2-1 常見(jiàn)的綠籬形狀整形修剪的要求是 8:高度要一致,整齊劃一,籬面及四壁要平整,棱角分明。因此,要 求修剪過(guò)程的平穩(wěn)性好。采用手推式綠籬機(jī),是為了綠籬修剪的平齊性更好,故手推式綠 籬機(jī)在前進(jìn)時(shí),要克服園林綠地不是很平整的問(wèn)題,使得綠籬水平面的修剪一直很平齊, 這就要求綠籬機(jī)的推車部分所安裝的車輪直徑要大一些,使其抗波動(dòng)性好。園林綠地中的 綠籬長(zhǎng)度一般不是特別長(zhǎng),但轉(zhuǎn)折較多,形成圍墻效果,所以綠籬機(jī)的換向性能要好,以 適應(yīng)不

21、斷調(diào)整修剪的前行方向,這里考慮推車部分安裝的輪子中要有方便換向的萬(wàn)向輪。 綠籬機(jī)要能長(zhǎng)時(shí)間在戶外作業(yè),又不方便獲得電源的情況下,可以考慮采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作 為動(dòng)力源。為適應(yīng)籬刀所處的位置和角度都在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié),故考慮采用鋼絲軟軸進(jìn) 行傳動(dòng)。另外,手推式綠籬機(jī)要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便制造,整機(jī)質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、方便操作使用, 整機(jī)的結(jié)構(gòu)要安全可靠。2.2手推式綠籬機(jī)的結(jié)構(gòu)組成針對(duì)手推式綠籬機(jī)的這些功能要求,可以初步確定:手推式綠籬機(jī)主要由推車、汽油 發(fā)動(dòng)機(jī)、高度可升降的支撐架、懸伸長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的橫梁、齒輪齒條調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、3籬刀、鋼絲軟軸組成,如圖 2-2所示。 1. 推車 2. 汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 3.

22、 可升降的支撐架 4. 懸伸橫梁 5. 籬刀 6. 手輪 7. 齒輪 圖 2-2 手推式綠籬修剪機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖推車用于支撐整個(gè)機(jī)身,要有良好的承受壓力的性能,而且整體要較為輕便,材料要 方便購(gòu)買,故可選用圓鋼折彎、矩形管焊接或角鋼焊接。為了更美觀和使用的舒適,扶手 部分選擇圓鋼,車身部分選擇角鋼焊接。其中車輪分為前輪和后輪,兩只前輪要直徑大一 些,承載能力好、抗起伏波動(dòng)性能好;兩只后輪可以采用直徑小一些的萬(wàn)向輪,其輔助承 載作用,換向要靈活。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)具有小巧輕便、轉(zhuǎn)速高和易啟動(dòng)等特點(diǎn),故選用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。適 用于戶外作業(yè),一般遠(yuǎn)離電源的情況。另外,比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量輕,還更滿足高速修剪

23、作 業(yè)的要求。目前,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)比較成熟,按工作方式的不同分為活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā) 動(dòng)機(jī)。按缸數(shù)可分為 3缸、 4缸、 6缸、 8缸等,市場(chǎng)價(jià)格也比較低?；钊狡桶l(fā)動(dòng)機(jī)的 價(jià)格比較便宜,性價(jià)比比較高,所以選用活塞式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。高度可升降的支撐架用以承載懸伸長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的橫梁及籬刀,可升降支撐架裝入推車 上的固定支撐架的孔內(nèi),通過(guò)可升降支撐架上所焊接的齒條與推車上固定支撐架的裝有齒 輪形成齒輪齒條副,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)可升降支撐架的高度位置的調(diào)節(jié)。懸伸長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的橫梁安裝在可升降支撐架上,并配有防翻鉤 2只和壓緊螺釘 1只, 2只防翻鉤拉開(kāi)距離布置,可以防止橫梁在支撐架上移動(dòng)時(shí)或者承受修剪抗

24、力時(shí)翻動(dòng),壓 緊螺釘松開(kāi)時(shí),橫梁在支撐架上可以移動(dòng),緊定螺釘擰緊時(shí),橫梁被緊固在支撐架上的指 定位置。齒輪齒條調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)可升降支撐架相對(duì)于推車上固定支撐架的高度位置的調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu),通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪來(lái)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪在固定位置自轉(zhuǎn),帶動(dòng)齒條在豎直方位移動(dòng), 由于齒條是焊接在實(shí)現(xiàn)可升降支撐架上的,從而最終是帶動(dòng)了可升降支撐架在豎直方向上 的位置調(diào)整。4鎖緊機(jī)構(gòu)是安裝在推車上固定支撐架上的,由于可升降支撐架直接承受了自重、籬刀 重量和修剪抗力,當(dāng)通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)將可升降支撐架調(diào)節(jié)到某一高度位置時(shí),可升降支 撐架只有在鎖緊作用下才能保持處于這個(gè)高度位置而不至于落下。鎖緊機(jī)構(gòu)的組成是在可 升降支撐架的方

25、鋼管柱的一個(gè)豎直面上鉆若干個(gè)近距均布的孔,在推車上固定支撐架鉸鏈 上聯(lián)接一個(gè)把手,把手上焊有與孔匹配的小圓柱。當(dāng)將把手轉(zhuǎn)動(dòng)使得把手上的柱體嵌入可 升降支撐架的方鋼管柱的孔內(nèi)時(shí),即可實(shí)現(xiàn)了鎖緊,此時(shí)可升降支撐架就會(huì)保持處于該高 度位置。要調(diào)節(jié)可升降支撐架所處的高度位置時(shí),先要將把手旋轉(zhuǎn),使把手上的小圓柱退 出方鋼管柱的孔。籬刀是實(shí)現(xiàn)綠籬修剪作業(yè)的執(zhí)行部件,綠籬刀刀刃一般有雙刃式和單刃式,雙刃式修 剪受力比較均衡,可以往返修剪,修剪效率更高。所以刀刃選用雙刃綠籬刀,前刃修剪完 后刃做完善,這樣可以保證切割一次便可達(dá)到預(yù)期效果。參考現(xiàn)有園林機(jī)械的參數(shù),設(shè)定 刀片單邊齒數(shù)為 20個(gè)。鋼絲軟軸是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)

26、動(dòng)力輸出軸到籬刀進(jìn)行動(dòng)力傳遞的部件,由于手推式綠籬修剪機(jī) 的籬刀所處的高度位置、水平伸出位置、以及角度都是在一定范圍內(nèi)可變的,要實(shí)現(xiàn)距離 和角度都可變的傳動(dòng),選用鋼絲軟軸傳動(dòng)是適合的。軟軸主要用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩,對(duì)它的基本 要求是耐磨。 鋼絲軟軸由軸本體、 護(hù)套和軸端接頭組成, 可以隨意彎曲。 軟軸傳動(dòng)距離短, 且工作桿又可進(jìn)行全方位操作,能保證安全可靠地傳遞運(yùn)動(dòng) 9。2.3手推式綠籬修剪機(jī)的工作原理手推式綠籬修剪機(jī)在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作的情況下,通過(guò)鋼絲軟軸將動(dòng)力傳遞給籬刀,籬 刀產(chǎn)生修剪作業(yè)運(yùn)動(dòng),當(dāng)工作人員推動(dòng)綠籬修剪機(jī)平穩(wěn)前行時(shí),即可進(jìn)行綠籬修剪作業(yè)。 此作業(yè)方式,綠籬修剪質(zhì)量高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、且

27、綠籬修剪效率高。每次修剪前,工人 要調(diào)整好推車與待修剪的綠籬之間的位置,當(dāng)要將綠籬修剪成一定高度的規(guī)則式綠籬時(shí), 先要調(diào)節(jié)高度可升降的支撐架到所需高度;當(dāng)要所要修剪的綠籬寬于綠籬刀總長(zhǎng)度時(shí),可 以先修剪靠外側(cè)邊緣部分的綠籬,然后回頭到起始位置,調(diào)節(jié)好懸伸長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的橫梁的 伸出長(zhǎng)度,再繼續(xù)修剪靠里側(cè)的綠籬;當(dāng)要修剪綠籬的豎直部分時(shí),可以先將籬刀調(diào)節(jié)到 豎直方位,再進(jìn)行綠籬修剪。每次要進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),要先松開(kāi)鎖緊部分,調(diào)整好后要進(jìn)行鎖 緊。2.4手推式綠籬機(jī)的總體尺寸要求根據(jù)手推式綠籬修剪機(jī)的使用要求和結(jié)構(gòu)方案,對(duì)手推式綠籬修剪機(jī)的總體尺寸作初 步規(guī)劃:手推式綠籬修剪機(jī)的寬度:300 500mm ;

28、手推式綠籬修剪機(jī)的長(zhǎng)度:500 1000mm ;手推式綠籬修剪機(jī)的高度:500 1200mm ;手推式綠籬修剪機(jī)的扶手高度為:800 900mm ;5高度可升降的支撐架的高度調(diào)節(jié)范圍:800 1400mm ;懸伸長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的橫梁水平伸長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍:100 1200mm 。2.5手推式綠籬機(jī)的設(shè)計(jì)步驟在手推式綠籬機(jī)總體結(jié)構(gòu)確定的基礎(chǔ)上,接下來(lái)是對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)過(guò)程 主要是按機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程來(lái)制訂,具體步驟如圖 2-3所示。 否圖 2-3 手推式綠籬修剪機(jī)的設(shè)計(jì)步驟67第三章 手推式綠籬機(jī)關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)手推式綠籬修剪機(jī)中零件很多,當(dāng)中需要對(duì)其結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)的主要是推車 架、高度可升

29、降的支撐架、懸伸長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的橫梁、齒輪齒條調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)。這些 零件結(jié)構(gòu)要根據(jù)使用功能和操作方便的要求來(lái)設(shè)計(jì)、而截面尺寸要根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中的靜力 強(qiáng)度設(shè)計(jì)辦法加以設(shè)計(jì)保證。3.1手推式綠籬修剪機(jī)總體尺寸的確定為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊, 用起來(lái)輕便, 設(shè)計(jì)車身長(zhǎng) 1150mm 、 車身底座長(zhǎng) 700mm 、 車身底座寬 400mm ,在可升降支撐架未升高的狀態(tài)下,整車高度 600mm ,在懸伸長(zhǎng)度可 調(diào)節(jié)的橫梁未伸長(zhǎng)的狀態(tài)下,整車高度 1280mm ,如圖 3-1所示。圖 3-1 手推式綠籬修剪機(jī)的總體尺寸3.2推車架的設(shè)計(jì) 推車架用來(lái)承載發(fā)動(dòng)機(jī)、可升降的支撐架、以及籬刀等,采用角鋼焊接出框架

30、,框架8 的具體尺寸如圖 3-2所示,框架上面鋪設(shè)薄鋼板,推車架的扶手部分采用壁厚 2mm 、直徑 25mm 的圓鋼折彎焊接在車架的后方,推車架上還焊接有固定支撐架,用以承載可升降支 撐架,固定支撐架采用方鋼管焊接而成。推車架上用以承載發(fā)動(dòng)機(jī)的 2根角鋼受力最大, 需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 圖 3-2 推車架底部框架的結(jié)構(gòu)圖選取其中 1根角鋼來(lái)進(jìn)行受力分析,發(fā)動(dòng)機(jī)的重量均勻作用在角鋼長(zhǎng)度方向的中間一段范 圍,可以將其看作一個(gè)集中力 F B ,角鋼的兩端還分別受到支承力 F A 和 F C ,如圖 3-2所示。 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的重量一般在 1530kg,這里選用馬力大些的發(fā)動(dòng)機(jī),因而取發(fā)動(dòng)機(jī)的重量 2

31、5kg ,所以 F B =122.5kN,因而角鋼會(huì)受到彎矩,可根據(jù)彎曲強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)選取角鋼的型號(hào)。圖 3-3 角鋼的受力圖由 受力平衡: Z=0, 0=+-C B A F F FB 點(diǎn)處的彎矩最大:最大彎曲正應(yīng)力需滿足: BC AB BC ABB B L L L L F M M += (max MPa W M 140max max =9并查熱軋等邊角鋼(GB9787-88表 10得,至少選用角鋼號(hào)數(shù)為 2.5的角鋼。3.3懸伸橫梁的設(shè)計(jì)懸伸橫梁的安裝在可升降支撐架上,用以承載籬刀。懸伸橫梁由方鋼管加工而成,其 上主要受到綠籬修剪時(shí)籬刀傳遞來(lái)的修剪反作用力 F E ,以及可升降支撐架對(duì)其的約束力

32、 F B 和 F C ,如圖 3-4所示。當(dāng)綠籬刀滿刃口修剪、推車行進(jìn)速度較快(4km/h 、枝條直徑較圖 3-4 懸伸橫梁的受力情況粗( 10mm 時(shí),綠籬修剪的反作用力最大,估算這個(gè)最大修剪反力造成的 F E =50KN。 懸伸橫梁在這 3個(gè)力的作用下,主要是受到彎曲作用,由于懸伸橫梁是重要部件,因而要 對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析,圖 3-5所示。圖 3-5 懸伸橫梁的剪力圖、彎矩圖由 受力平衡: Y=0, 0=-+-E C B F F F力矩平衡: M (C=0, 0=-CE E BC B L F L F得: F B =412.5KN, F C =462.5 KNC 點(diǎn)處的彎矩最大: C 點(diǎn)處的彎

33、曲正應(yīng)力:這里, B 方鋼管總寬度; Nm L L L L F M M CEBC CE BC C C 41250max =+=MPa Hh b H B M W M C 1406 ( (33max max max =-=10 H 方鋼管總高度; b 方鋼管內(nèi)空寬度; h 方鋼管內(nèi)空高度。由于這里擬采用 B=60mm、 H=30mm的方鋼管, 可算得至少選用壁厚在 3.6mm 以上的 方鋼管。3.4可升降的支撐架的設(shè)計(jì)可升降的支撐架采用方鋼管焊接而成,裝在推車架上的固定支撐架內(nèi),用來(lái)支撐懸伸 橫梁。可升降的支撐架中水平方位的方鋼管主要承受懸伸橫梁對(duì)其的作用力 F B 和 F C 、以 及固定支撐架

34、對(duì)其的約束力 F A 和 F D ,如圖 3-6所示,其中 F B 和 F C 與前面的 F B 和 F C 是 作用力與作用反力的關(guān)系。可升降的支撐架中豎直方位的方鋼管主要承受自重、懸伸橫梁 與圖 3-6 可升降支撐架的受力情況籬刀等的重量,所承受的重量不是太大,因而可升降支撐架中方鋼管的截面尺寸主要是要 保證其中水平方位的方鋼管的強(qiáng)度。水平方位的方鋼管受到的是彎曲作用力,如圖 3-7所 示,所以主要根據(jù)彎曲強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)確定其截面尺寸。 11圖 3-7 可升降支撐架的剪力圖、彎矩圖由 受力平衡: Y=0, 0' ' =+-+-D C B A F F F F 力矩平衡: M (B

35、=0, 0' =+-BD D BC C AB A L F L F L F得: F A =146KN, F D =196 KN B 點(diǎn)處的彎矩最大:B 點(diǎn)處的彎曲正應(yīng)力:由于這里擬采用 B=50mm、 H=30mm的方鋼管, 可算得至少選用壁厚在 3.4mm 以上的方鋼管。3.5可升降支撐架的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可升降支撐架的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),齒條焊接在可升降支撐架的 一根豎直方鋼管上,齒輪裝在推車上固定支撐架的一根方鋼管上,齒輪與手輪同軸,如圖 3-8所示。當(dāng)要可升降支撐架升高時(shí),可以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪,手輪帶動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng), 齒輪與齒條進(jìn)行嚙合, 由于齒輪是固連在推車架

36、上, 故嚙合過(guò)程中齒輪不能發(fā)生位置移動(dòng), 因而只能是可升降支撐架被與其固連的齒條帶動(dòng)而上升;當(dāng)要可升降支撐架下降時(shí),只需 反方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可。1. 齒輪保護(hù)罩 2. 手輪 3. 可升降的支撐架 4. 推車上的固定支撐架 5. 齒條 6. 齒輪圖 3-8 可升降支撐架高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖3.6可升降支撐架的位置鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于可升降支撐架自身重量以及其上所承載的重量,另外齒輪齒條嚙合沒(méi)有自鎖作 用,使可升降支撐難以保持處于被調(diào)節(jié)到的位置,因而需要采用可升降支撐架的位置鎖緊NmL F M M AB A B 23798max =MPaHh b H B M WM B 1406( (33maxmax m

37、ax =-=12 機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其高度位置的鎖定?？缮抵渭艿奈恢面i緊機(jī)構(gòu)由一個(gè)固連在推車上固定支 撐架上的軸和一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的把手組成,并配合可升降支撐架中豎直的方鋼管上的若干個(gè)孔 完成鎖定位置的功能,如圖 3-9所示。當(dāng)要調(diào)節(jié)可升降支撐架的高度位置時(shí),先要將把手 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,使得把手上的小圓柱體從可升降支撐架的方鋼管上的孔里退出,即可使得 可升降支撐架可以自由升降;當(dāng)要鎖定可升降支撐架的高度位置時(shí),保持可升降支撐架的 高度位置,再轉(zhuǎn)動(dòng)把手直至扣在推車上固定支撐架的方鋼管上,使得把手上的小圓柱體嵌 入可升降支撐架的方鋼管上的孔內(nèi),即可實(shí)現(xiàn)鎖緊。圖 3-9 可升降支撐架的位置鎖緊機(jī)構(gòu)示意圖3.7懸

38、伸橫梁的伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)懸伸橫梁承受了綠籬修剪作業(yè)時(shí)的反作用力以及可升降支撐架對(duì)其的約束力,懸伸橫 梁還要能在需要調(diào)整伸出量時(shí)可移動(dòng) , 在綠籬修剪時(shí)要保持位置固定,為此設(shè)計(jì)了懸伸橫 梁的伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),如圖 3-10所示。當(dāng)要調(diào)節(jié)懸伸橫梁的位置時(shí),先擰松緊定螺釘, 方可移動(dòng)懸伸橫梁,位置調(diào)整到位后,擰緊緊定螺釘,即可使懸伸橫梁與可升降支撐架之 間形成擠緊作用而保持其位置。懸伸橫梁上還設(shè)置了防翻鉤,在移動(dòng)懸伸橫梁時(shí),防翻鉤 起導(dǎo)向作用;在綠籬修剪作業(yè)時(shí),防翻鉤起到防止懸伸橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)或反轉(zhuǎn)的作用。圖 3-10 懸伸橫梁的伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖 3.8籬刀角度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為使綠籬修剪機(jī)

39、既能滿足水平方位修剪又能滿足豎直方位修剪的要求,設(shè)計(jì)了籬刀角 度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由懸伸橫梁右端帶十字型通孔的頭部、籬刀頭部的十字型凸臺(tái)構(gòu) 成,如圖 3-11所示。當(dāng)籬刀要從水平位置切換到豎直位置時(shí),先擰松懸伸橫梁右端頭部的 緊定螺釘,然后將籬刀頭部的十字型凸臺(tái)從懸伸橫梁右端頭部的十字型孔內(nèi)拔出,在轉(zhuǎn)動(dòng) 90°后裝入懸伸橫梁右端頭部的十字型孔內(nèi),最后擰緊緊定螺釘即可。這種用以調(diào)節(jié)籬刀 角度的機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用可靠。圖 3-11 籬刀角度位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖 13第四章 基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的三維設(shè)計(jì)4.1 UG軟件概述UG 是一套功能強(qiáng)大的三維 CAD/CAM/

40、CAE軟件系統(tǒng), 其內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、 工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖輸出,到生產(chǎn)加工成 產(chǎn)品的全過(guò)程,其應(yīng)用范圍涉及機(jī)械、航空航天、汽車、造船、通用機(jī)械、醫(yī)療器械和電 子等諸多領(lǐng)域 11。4.2基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的三維建模過(guò)程在 UG 中進(jìn)行手推式綠籬機(jī)的三維建模型,先要進(jìn)入 UG 的草圖繪制環(huán)境,繪制相應(yīng) 截面輪廓,然后進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等三維操作,再做上倒角、孔、螺紋等細(xì)節(jié)特征, 經(jīng)幾次重復(fù)這些過(guò)程即可完成零部件上的所有特征;之后將各零部件的三維模型在裝配環(huán) 境下進(jìn)行虛擬裝配,最后得到整個(gè)手推式綠籬修剪機(jī)的三維模型。應(yīng)用 UG 進(jìn)行手推

41、式綠 籬機(jī)的三維建模步驟如圖 4-1所示。 圖 4-1 UG軟件對(duì)手推式綠籬修剪機(jī)建模的步驟4.3基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的建模參數(shù)在手推式綠籬修剪機(jī)的建模過(guò)程中,要根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定的最小截面尺寸的基礎(chǔ)上, 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參考和功能要求確定出手推式綠籬修剪機(jī)的各零部件上的所有尺寸,且要考慮到 配合件之間的尺寸匹配關(guān)系。手推式綠籬修剪機(jī)的三維建模過(guò)程中所要用到的尺寸參數(shù)如 表 4-1所示。14表 4-1 手推式綠籬修剪機(jī)中各零部件的建模參數(shù) 1516 17 18 4.3基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的虛擬裝配在各零部件建模完成后,進(jìn)入 UG 裝配環(huán)境,依據(jù)車間實(shí)際裝配順序依次調(diào)入各零部 件,并通

42、過(guò)貼合、對(duì)齊、同軸、平行、距離、角度等裝配約束關(guān)系,手推式綠籬修剪機(jī)的 各零部件裝配成完整的機(jī)器,手推式綠籬修剪機(jī)裝配完成后的效果如圖 4-2所示。圖 4-2 手推式綠籬修剪機(jī)三維模型第五章 基于 UG 的手推式綠籬修剪機(jī)的分析與優(yōu)化由于在對(duì)手推式綠籬修剪機(jī)中的零部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),難以做到每個(gè)尺寸都進(jìn)行設(shè) 計(jì)計(jì)算,另外,當(dāng)零部件上開(kāi)了孔、槽等以后,也難以用機(jī)械設(shè)計(jì)的辦法對(duì)其進(jìn)行精確計(jì) 算,因而在手推式綠籬修剪機(jī)的三維模型創(chuàng)建好以后,可以對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)仿真分析,以 檢查各零部件的強(qiáng)度、剛度情況,也可避免材料浪費(fèi)。5.1 UG高級(jí)仿真概述在 UG 軟件中,對(duì)零部件進(jìn)行靜力學(xué)分析是在高級(jí)仿真模塊下

43、完成的。 UG 高級(jí)仿真 是一種綜合性有限元建模和結(jié)果可視化產(chǎn)品,包括一整套前處理和后處理工具,并支持多 種產(chǎn)品性能評(píng)估解法。 UG 高級(jí)仿真能對(duì) NX Nastran、 MSC Nastran、 ANSYS 和 ABAQUS 解算器無(wú)縫地、透明底支持。模型網(wǎng)格劃分對(duì)有限元分析質(zhì)量有較大影響, UG 高級(jí)仿真 提供了世界級(jí)網(wǎng)格劃分功能,支持 0D 、 1D 、 2D 、 3D 的單元類型。 UG 高級(jí)仿真能直接處 理 FEM 文件和仿真文件,而不必先打開(kāi)主模型部件。另外, UG 高級(jí)仿真還可以直接在高 級(jí)仿真中查看解算模型結(jié)果。5.2基于 UG 的靜力學(xué)分析的工作流程要對(duì)零部件進(jìn)行靜力學(xué)仿真,

44、先要進(jìn)入 UG 高級(jí)仿真模塊,然后建立“ FEM 和仿真” 仿真文件,再設(shè)定解算方案后, 進(jìn)行網(wǎng)格劃分,之后對(duì)模型設(shè)定材料類型,再根據(jù)實(shí)際 情況添加約束和載荷,最后即可進(jìn)行求解運(yùn)算,求解后會(huì)生成仿真結(jié)果文件,仿真分析結(jié) 果可以通過(guò)彩色圖形或者動(dòng)畫進(jìn)行查看。 基于 UG 的靜力學(xué)仿真工作流程 12如圖 5-1所示。19否圖 5-1 UG靜力學(xué)仿真工作流程圖5.3確定手推式綠籬修剪機(jī)中要分析的零部件手推式綠籬修剪機(jī)中的零部件較多,除一些受力較大或者對(duì)其使用性能要求較高的零 部件需要進(jìn)行靜力學(xué)分析外,其它零部件是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)而來(lái),一般不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不足的 問(wèn)題。手推式綠籬修剪機(jī)中的懸伸橫梁和可升降支撐

45、架上受力較多,另外,懸伸橫梁和可 升降支撐架若出現(xiàn)強(qiáng)度不足、哪怕是剛度不足的問(wèn)題,都會(huì)一些綠籬修剪的平齊性、連續(xù) 性等問(wèn)題,由于這兩個(gè)零部件上開(kāi)有槽和孔,在機(jī)械設(shè)計(jì)階段難以對(duì)其進(jìn)行較為精確的強(qiáng) 度設(shè)計(jì)計(jì)算,因而需要對(duì)它們進(jìn)行靜力學(xué)仿真分析,以保證其強(qiáng)度和剛度足夠,同時(shí)防止 多余的材料耗費(fèi)。5.4對(duì)懸伸橫梁的靜力學(xué)分析在應(yīng)用 UG 對(duì)懸伸橫梁進(jìn)行受力分析之前,首先要對(duì)懸伸橫梁的結(jié)構(gòu)作適當(dāng)簡(jiǎn)化,將20 21與受力分析有關(guān)的結(jié)構(gòu)保留,而與受力分析無(wú)關(guān)的部分省略,以便減少網(wǎng)格劃分的總量, 提高運(yùn)算速度。對(duì)懸伸橫梁的受力分析時(shí)可簡(jiǎn)化掉的梁上的緊定螺釘,簡(jiǎn)化后的懸伸橫梁 如圖 5-2所示。圖 5-2 簡(jiǎn)化

46、后的懸伸橫梁進(jìn)入 UG 高級(jí)仿真模塊,選擇求解器為“ NX NASTRAN ” ,在 分析類型 選擇“結(jié)構(gòu) 分析” ,在 指派材料 選擇“ STEEL ” ,在材料確定之后即可劃分 3D 四面體網(wǎng)格,在 類型 選項(xiàng)中選擇 CTETRA(10,單元大小設(shè)為 10mm ,懸伸橫梁的網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖 5-3所示。圖 5-3 懸伸橫梁的網(wǎng)格劃分結(jié)果然后,在 約束 選項(xiàng)中選擇“固定約束” ,根據(jù)綠籬修剪時(shí)懸伸橫梁的受力情況,選擇 懸伸橫梁上左邊一對(duì)防翻鉤中靠前進(jìn)方向的一只鉤子的與可升降支撐架接觸的面、以及右 邊一對(duì)防翻鉤中靠發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的一只鉤子的與可升降支撐架接觸的面作為被約束面,如圖 5-4所示。圖

47、5-4 選取的懸伸橫梁上的約束面再施加載荷,在 載荷類型 選擇“力” ,根據(jù)前面在主要零部件強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的估算,綠 籬修剪時(shí)籬刀最大會(huì)受到約為 50KN 的力,然后選取橫梁的右端頭部的靠前進(jìn)方向的表面22 作為受力面,如圖 5-5所示。圖 5-5選取的懸伸橫梁上的受力面5.5懸伸橫梁的分析結(jié)果最后, 點(diǎn)擊 求解 , 即可進(jìn)行對(duì)懸伸橫梁的分析計(jì)算, 分析的結(jié)果以 “位移節(jié)點(diǎn)的” 、 “旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的” 、 “應(yīng)力單元的” 、 “應(yīng)力單元結(jié)點(diǎn)的” 、 “反作用力節(jié)點(diǎn)的”和“反 作用力矩節(jié)點(diǎn)”的云圖來(lái)顯示,如圖 5-6所示。圖 5-6 懸伸橫梁分析結(jié)果的云圖從懸伸橫梁的分析結(jié)果云圖看,懸伸橫梁的強(qiáng)度是夠的

48、,但是剛度不夠,因而可能會(huì) 引起綠籬修剪中的籬刀的振動(dòng),從而影響綠籬修剪的平齊性。 235.6懸伸橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化為了提高懸伸橫梁的剛度,可以考慮加大零部件的危險(xiǎn)截面的尺寸,或者更換高性能 的材料,由于從云圖上看,懸伸橫梁的剛度不足只體現(xiàn)在橫梁的右端頭部,故考慮加大右 端頭部鋼管的厚度和帶有十字型通孔的圓柱體的厚度,如圖 5-7所示。圖 5-7懸伸橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化部分5.7對(duì)可升降支撐架的分析與優(yōu)化首先對(duì)可升降支撐架的結(jié)構(gòu)作適當(dāng)簡(jiǎn)化,將可升降支撐架上的齒條、小的軸簡(jiǎn)化掉, 然后,選擇求解器為“ NX NASTRAN ” ,在 分析類型 選擇“結(jié)構(gòu)分析” ,在 指派材料 選 擇“ STEEL ” ,采用 3D 四面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分,在 類型 選項(xiàng)中選擇 CTETRA(10,單元大 小設(shè)為 10mm ,簡(jiǎn)化后的可升降支撐架及其網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖 5-8所示。圖 5-8 簡(jiǎn)化后的可升降支撐架及其網(wǎng)格劃分結(jié)果在 約束 選項(xiàng)中選擇“固定約束” ,選擇可升降支撐架上左邊方鋼管中靠前進(jìn)方向的面 上、 以及右邊方鋼管中靠發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的面上與固定支撐架接觸部分作為被約束面, 在 載荷 類型 選擇“力” ,按綠籬修剪時(shí)籬刀最大會(huì)受到約為 50KN 的力,然后選取可升降支撐架 中水平方鋼管與懸伸橫梁上防翻鉤接觸的面作為