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杏彩网站登录电动四轮割草机核心部件预应力模态分析

  杏彩网站登录电动四轮割草机核心部件预应力模态分析(1)切割刀片是线)分析时不考虑温度影响; (3)切割刀片满足小变形理论; (4)切割刀片处于自由振动。 将已经 建 好的 切割刀片三 维 模 型导入 A N S Y S Workbench分析软件后,进入模态分析Model 模块。如图4 所示。 在 Tool b ox中选择P re-st ress moda l,刀片的材料为 4 0 M n,密度为 7. 8×10 - 6kg /m m³,弹性 模 量为 2 0 6 GPa,泊松 比为0.28;在Model环境中生成刀片网格。采用自动网格划 分法,划分 过 程 生有110 0 4 0 个节点,61521个单元。网 格划分后的刀片模型如图5所示。电动四轮割草机整机的

  最大值是92MPa,远低于40Mn材质的屈服强度,因此切割 刀片材质的选择符合该产品的工况要求。

  刀片受到轴振动的激励频率公式为: f =n/60 式中:n为转速,r /min;f 为频率,Hz; 刀片激励频率f =3600/60; f=60Hz 由上式可得避开了刀片各阶自振频率,有效防止共振的 发生。根据分析的结果,前6 阶固有频率和振动特性见图7 所示,相应的振型如图8所示。由振型云图可以看出,刀片的 振动主要发生在刀片的边缘附近。割草机工作时,动力通过 马达轴带动刀片旋转,振动随着刀片外部方向逐渐增强,使 刀片边缘容易发生弯曲破坏。在模态分析结果中,1阶与2阶 频率是刀片振动过程中能量的主要集中处。根据转速与频 率的关系,可以得出刀片前6阶的临界转速,见表1。 由表1可知,1阶模态频率所对应的临界转速为6780.6r /min,即为刀片的1阶临界转速。电动四轮割草机的刀片最 高 转 速为3 6 0 0 r / m i n,低 于其 临界 共 振 旋 转 速 度 范围。由

  模型,然后将其另存为stp 格式。杏彩注册将已建好的切割刀片的三 维模型导入分析软件ANSYS Workbench 中。通过建立尺 寸驱动关系,方便有限元分析模型后续的改进优化。建好 的切割刀片三维模型如图3所示。

  切割的作用,还具 有甩草的功 能,同时又 起 到离心风 扇的 功能,可以给电动四轮割草机机壳内的马达散热。本文中 的预应力下的模态分析需要在一定的假设条件下求解,其 假设条件主要有:

  2 电动四轮割草机切割刀片三维模型的建立 在PRO/E 软件中建立电动四轮割草机切割刀片的实体

  摘 要:电动四轮割草机是园林绿化机械中应用最广泛的一种,本文以我司LM51电动四轮割草机为例进行研究,运用计

  算机模拟仿真技术对其核心部件切割刀片进行模态分析研究。分析结果显示: 切割刀片的振动大多来源于刀片的边缘,且

  切割刀片外端边缘最容易产生振动弯曲破坏,该电动四轮割草机切割刀片最高工作转速远低于其1 阶临界转速,有效地

  城市街心花园、街道绿化带以及家庭庭院等绿地的修剪、 整理等工作,是园林机械中应用最广泛的一种。本文以我 司L M 51电动四轮 割 草 机为例 进 行 研 究,该电动四轮 割 草 机主要由支撑部件、调高机构、割草动力总成、行走总成、

  避免了共振的发生,验证了切割刀片设计的合理性。该分析方法,在电动四轮割草机设计周期、设计质量和经济性方面显

  近些 年来,随 着国家 对 城 市绿 化 工作的 重 视,草 坪 绿 地 业 随 之 迅 猛 发 展 起 来,我国的园林 机 械 制造 业得到了 前所未有的发展,而电动割草机作为园林机械的一种,其 产业由小到大,迅 速 发 展,现已成 为一 个产品门类 齐 全、 市场需求十分旺盛的产业。但是,我国电动割草机产业发 展基础相对比较薄弱,与很多发达的国家相比,还有一定 的差距。为了加速提高我国电动割草机产业的技术创新能 力、加强电动割草机研发的产、学、研结合,已经成为当务 之急。

  工作转速一般是3600 r/min,因此,以此转速作为分析预 应力的基础转速。施加惯性载荷,输入角速度276.8 rad/s ,设定想要的结果:刀片的等效应力(Equivalent Stress)与 总体变形(Total Deformation)如图5。

  4 电动四轮割草机切割刀片有限元模态结果分析 模态分析结果中显示切割刀片在工作状态下刀片应力

  而割草机中的割草动力部件主要由割草电机、支座、 传 动 轴、杏彩平台带 轮、刹车 机 构和 切割刀片 等组 成。割 草电机 安 装 在 机体 的上方,切割刀片通 过传 动 轴 安 装 在 机体内,割 草装置结构示意图如图2所示。其中,切割刀片为电动四轮 割 草 机 核心部 件 之一。对 切 割 装 置中的 关 键 部 件 切 割 刀 片的优化分析,提高电动四轮割草机结构的可靠性显得尤 为重 要。切割刀片一 般 采用优 质合 金工具钢 制造,以保证 其 具 有 较 高的锋刃度和耐磨 强 度,同时,刀片应 有工作 状 态时合理的动态特性,以达到对振动与噪音的控制。割草 时马达一直 将周期变化的力作用在切割刀片上,使 其 处于 高速旋转状态,从而使得刀片振动产生激振力。当其变化 频率与刀片固有的自振频率相等或者成整数倍时,刀片就 会产生共振。当共振发生时,切割刀片的振幅将会急剧增 加,从而使 得切割 刀片 最 终因疲 劳 而 断 裂、破 坏。由于 切 割刀片在工作时会产生高速旋转,此时由于离心力而产生 的预 应 力的作用 下,其自振 频率 将 会 增 加。因此 需要 分析 切割刀片在某一转速下的模态,即预应力模态分析。



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