整枝机传动机构中矩形截面弹簧的研究

论文摘要

林木整枝有利于工业用材林的质量和利用效率。本文针对自动立木整枝机的传动装置进行了研究,其中矩形截面弹簧是在传动过程中实现扭矩传递、速度改变、转向改变、柔性传动的重要零件,本文针对该矩形截面弹簧做了以下几方面的研究:1、研究了变速换向传动机构的主要组成,分析了各部件的主要作用与运动情况,对其中的重要部件弹簧的主要参数进行了设计、分析、校核与计算。2、应用有限元方法分析了立木整枝机传动弹簧的受力,通过运用有限元软件Hypermesh、ANSYS取得了弹簧的力学参量分布。旨在研究矩形截面弹簧在传动过程中的受力作用,提出一种矩形截面扭转弹簧的有限元分析方法。3、基于虚拟仪器技术研制了矩形截面弹簧的性能测试软硬件系统,通过具体实验比较分析得出其打滑时所受的摩擦力等,为弹簧的设计优化提供了一些理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 该研究的目的和意义
• 1.2 整枝的研究现状
• 1.3 整枝机的研究现状
• 1.4 矩形截面弹簧的研究意义
• 1.5 本次研究的内容和重点解决的问题
• 1.5.1 研究的简要内容
• 1.5.2 重点解决的问题
• 2. 自动立木整枝机弹簧变速换向传动装置
• 2.1 立木整枝机的组成及工作循环
• 2.2 立木整枝机传动机构的设计要求
• 2.3 立木整枝机传动机构总体设计
• 2.4 立木整枝机传动机构的工作原理
• 2.4.1 高速传动
• 2.4.2 低速传动
• 2.4.3 换向传动
• 2.5 本章小结
• 3. 变速换向传动装置中的矩形截面弹簧
• 3.1 矩形截面扭转弹簧的工作原理
• 3.2 矩形截面扭转弹簧的参数
• 3.3 矩形截面弹簧的设计计算
• 3.3.1 圆柱螺旋扭转弹簧的设计
• 3.3.2 矩形截面扭转弹簧的设计
• 3.3.3 数据计算
• 3.4 矩形截面弹簧应力校核及变形分析
• 3.4.1 矩形截面螺旋扭转弹簧的应力
• 3.4.2 弹簧径向变形的确定
• 3.4.3 有径向预紧量时弹簧对壁面形成的线压力
• 3.4.4 数据计算
• 3.5 本章小结
• 4. 用有限元分析方法分析矩形截面扭转弹簧
• 4.1 有限元法分析方法
• 4.2 有限元法理论基础
• 4.2.1 有限元法的基本思想
• 4.2.2 有限元法的特点
• 4.3 有限元分析软件 ANSYS
• 4.3.1 ANSYS 软件的分析过程
• 4.3.1.1 前处理模块
• 4.3.1.2 分析计算模块
• 4.3.1.3 后处理模块
• 4.3.2 ANSYS 软件的选取
• 4.3.2.1 建模能力强
• 4.3.2.2 求解能力强
• 4.3.2.3 后处理功能强
• 4.3.2.4 开放性好
• 4.4 矩形截面扭转弹簧的有限元分析过程
• 4.4.1 建立弹簧实体模型
• 4.4.1.1 建模方式的选择
• 4.4.1.2 建模过程
• 4.4.2 进行网格划分
• 4.4.3 在ANSYS 中分析
• 4.4.3.1 参数设定
• 4.4.3.2 分析过程
• 4.4.3.3 得出结果
• 4.5 本章小结
• 5. 虚拟仪器分析矩形截面弹簧
• 5.1 测试装置的整体布置
• 5.2 实验传动装置的研制
• 5.2.1 实验装置的整体结构
• 5.2.2 主要零件的结构
• 5.2.1.1 轴
• 5.2.1.2 齿轮
• 5.2.1.3 端盖
• 5.2.1.4 轮
• 5.2.1.5 底座
• 5.3 传感器的选择与标定
• 5.3.1 测量原理
• 5.3.2 结构型式
• 5.3.3 配接放大器
• 5.3.4 负荷传感器的性能指标
• 5.3.5 负荷传感器标定实验
• 5.3.5.1 标定方案
• 5.3.5.2 标定数据
• 5.3.5.3 数据处理
• 5.4 软件测试程序编制
• 5.4.1 实验用软件的选用
• 5.4.2 实验用数据采集卡 PCL-6024E
• 5.4.2.1 数据采集卡 DAQ 板卡 NI PCL-6024E
• 5.4.2.2 数据采集卡的安装
• 5.4.2.3 数据采集卡的参数设置
• 5.4.2.4 实际设置
• 5.4.2.5 数据采集设备测试
• 5.4.3 测试程序
• 5.5 弹簧测试实验
• 5.5.1 测试实验方法
• 5.5.2 实验数据分析
• 5.6 实验数据结果分析
• 6 结论、创新与建议
• 6.1 结论
• 6.2 创新
• 6.3 建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢