小型履带式间伐采伐装备的设计与研究

摘要

本研究对我国人工林的现状及发展进行了陈述，并结合国内外采伐机的研究现状及发展趋势，对比我国的人工林特点，提出了一种适合我国人工林区作业和经济现状的小型履带式间伐采伐装备。根据我国人工林的环境特点及间伐材的特点，提出了相应的小型履带式间伐采伐机工艺要求与设计要求，在此基础上进行总体设计与布局，确定了本采伐机由切削机构，行走机构两大部分组成。对采伐方式进行分析，确定本采伐机是以组合圆锯的形式进行采伐，并在此基础上，对圆锯切削原理进行分析。通过对切削参数和圆锯运动学进行分析后，结合本采伐机的实际工作过程，确定采伐机工作过程中主轴切削力、切削功率及进给力的计算公式。并对切削主轴的切削参数进行计算，根据切削功率和切削过程，对切削机构进行整体设计。旋转刀具是以一片实木横切锯片和两片粉碎锯片组成的组合刀具，并结合木材的切入过程对其布局和结构进行了设计。采伐机是以汽油机作为动力源，通过带传动直接带动旋转主轴对原木进行切割。根据履带式行走机构的结构及其特点，提出了履带底盘的结构形式，对其进行整体布局，并设计档位。在关键零部件的计算中还对履带行驶机构的外形尺寸和主要技术参数进行了计算。同时对导向装置，进给装置，离心式离合器等重要零部件进行设计、选择与分析。切削主轴和主轴安装板是整机中应力和振动较大的区域，利用 ANSYS有限元分析软件对其进行了静态及模态分析，在静力学分析后得到了其应力，应变和变形量，校验了其刚度；在模态分析后得出了其低阶固有频率与振型，校验了其振动稳定性。最后对整机进行虚拟装配，和Motion运动分析，验证了整机的合理性。

目录

1绪论

1.1引言

1.2国内外采伐设备的研究现状

1.3论文研究的目的和意义

1.4本论文研究的主要内容

2采伐机的总体方案设计

2.1小型履带式间伐采伐机的方案设计

2.2木材切削原理的分析

2.3小型履带式间伐采伐机的整体布局

2.4本章小结

3采伐机的结构设计

3.1切削机构的整体设计

3.2履带式行走机构的整体设计

3.3本章小结

4采伐机的关键零部件设计与计算

4.1切削系统关键零部件的设计

4.2履带式行走机构的参数计算与设计

4.3本章小结

5采伐机关键零部件的有限元分析

5.1 ANSYS软件的简介

5.2静态分析

5.3模态分析

5.4本章小结

6采伐机虚拟样机的建立

6.1零件三维模型的建立

6.2整机的虚拟装配

6.3虚拟样机的干涉检查

6.4运动模拟分析的简介

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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