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内容简介：

旋耕机刀轴的优化设计摘要：旋转刀轴传统的设计缺陷 ,引进现代机械优化设计方法。机床旋转轴建立的数学模型进行优化设计 ,并给出了示例。关键词：旋转刀轴 ;数学模型 ;优化设计1.前言扶轮是我们的刻板印象的生产，抬刀在操作过程中的主要的农业机械的一个主要组成部分的轴，其中承担反土壤和发动机产生的驱动转矩的作用，弯曲，扭转，剪切变形复杂的组合，并伴随产生强烈的振动，冲击。传统的设计方法被经常使用的条件下，不按照破坏的准则，根据负载轴的作用在刀用于估计的静强度，然后增加安全系数的方法来满足强度要求。的实际使用中发现，使用传统的设计标准进行设计的刀轴的强度是过于保守的，这是经济的结构和所用材料的优化不尽合理，在的情况下的材料和其他条件保持不变，不论它的结构可以减少的大小？制造商（如常州拖拉机厂）我希望，在理论上就可以解决这个问题。出于这个原因，本文机床旋转轴的优化设计方法的结构优化设计。提高刀设计的合理性轴的理论基础改进设计.2.旋转刀轴应力分析轴刀上班，每天死掰，弯曲，扭转复合材料的弯曲负荷，刀具轴，以简化的一门学科的集中载荷简支梁的力学模型（图1），集中载荷的位置及布置，以确定叶片的角度，刀设置任意轴表面上的弯矩方程：图1刀轴的力学模型根据结合刀片弯矩这个方程可以发射与刀轴部）（= L /2）横截面的风险。由第四强度理论可以是旋耕机刀轴的工作压力最大的：W为刀轴截面抗弯模量（），其中M，锰是危险的刀轴截面矩处扭矩。3.Rotary刀轴优化设计的数学模型3.1设计变量通常是中空的旋转刀轴的轴线，当一定的长度，设计是定义一个刀片轴的轴线的横截面的大小。 (3) 其中：D，d刀轴直径3.2目标函数在本文中，作为追求的目标重量最轻的优化设计。重量最轻的实际上是最小的横截面面积A.于是，因此，目标函数为： （4）3.3约束3.3.1强度条件= （5）其中：刀轴的许用应力3.3.2临界转速条件即， （6）刀轴的最大速度;临界转速的安全系数，=1.22.03.3.3扭转的不稳定条件根据弹性理论的约束同极的长度的薄壁圆，半径越大，较小的壁厚，扭转的稳定性越差。出于这个原因，扭转的不稳定行3如下： （7）地点：工作;一个刀轴材料的弹性模量E为最大扭矩。3.3.4制造工艺条件 （8）本文刀轴旋耕机的数学模型优化设计是建立两个设计变量的四个不等式约束非线性规划问题的约束条件，可用于复合材料的方法2进行优化设计。4.例子常州东风拖拉机厂生产-12型旋耕机，已知参数4刀轴的长度L=668.5毫米传递扭矩MN =280Nm的风险截面弯矩M =354Nm;刀轴的许用应力;刀轴的最大速度，以临界速度的安全系数，试验段尺寸的刀轴的设计。东风-12轴型旋转机床设计参数截面尺寸表设计直径直径直径壁厚截面积传统50405706.858最优48413.5489.303这表明，旋转轴机床的设计和优化的设计相比，传统的横截面面积减少了30.78，轴刀和材料的经济的结构，以优化使用是一个非常重要的实际意义。5.结论1）旋转的刀轴进行优化设计，克服传统的设计方法中的盲目性，提高设计的合理性。2）在本文中，计算的结果为旋转轴的机床的设计示例的改进。3）旋转刀轴优化设计的建模过程中是普遍的，类似其他同样适用于机械轴。参考文献1 Ming-Xi, Yuan Bin, knife-axis rotary cultivator Torque spectrum cut-off the establishment of the Netherlands J. Huangshi College Journal, 2000 (3)2 Wong Wing-lok, mechanical optimal design based on M. Heilongjiang: Heilongjiang Science and Technology Press, 1987. 3 Xunming Bai Works to optimize the design of the vehicle axis J. Construction Machinery, 1985 (1).4 CHEN Cui-ying, Xu Gang, MAO Han-ping, et al. Rotary knife shaft fatigue test machine research R, Jiangsu Institute o