深松机作为农业机械化生产体系中主要配套机具之一，作业后可加深耕层而不翻转土壤，打破犁底层，能够增加土壤的透气性，减轻土壤侵蚀，从一定程度上提高土壤的蓄水抗旱能力。深松铲是深松机的关键部件，其结构参数与加工工艺水平不仅影响着整机的尺寸和质量，而且在很大程度上影响着深松效果。设备的可靠性和使用寿命，因此深松铲的强度。刚度研究是深松机设计和制造必不可少的环节。如何快速准确地对深松铲进行设计和强度校核，并缩短产品设计周期，是摆在设计师面前一个十分棘手的问题。
      参数化设计和有限元分析能力，探索了设计农机具的新思路，只要设计人员改变参数，就可使用进行深松铲的参数化设计，并进行了详细的有限元分析，从而能够大大减少深松机研究与设计的工作量，提高产品质量。
      深松铲主要由铲柱和铲尖两部分组成。利用经验数据完成深松铲各部分的初步设计，确定其几何尺寸。公差精度。材料特性。结构原理和装配关系等特征参数。根据Pro/E的参数化建模技术，在分析了各零部件尺寸参数和约束的基础上，制造所需要零部件数据库，利用虚拟装配技术，根据尺寸约束特性将所需的各零部件装配成整体，随后进行干涉检查和整体检查。如果在检查中发现了问题，修改结构或尺寸，直到检查合格为止。
      为寻求铲柱最优结构形状，假定深松铲柱截面形状有梯形和三角形两种结构形式，分析不同截面铲柱的变形及应力情况，如图所示。
      根据生产经验，翼形铲尖深松效果较好。Pro/E参数化设计后的铲尖三维模型如图所示。
      为了模拟深松铲真实工作情况，须对刚体施加约束，限制其自由度。本研究中在铲柱的5个螺栓孔及铲尖与铲柱相联结的两个螺栓孔处分别施加约束，限4个移动自由度以及两个垂直于孔轴线方向的转动自由度。
      由图可知，铲柱的下端，即与铲尖连接处变形较大，梯形铲柱最大变形值为 0.078，三角形铲柱最大变形值为0.024，而两种形状铲柱变形量均较小。
      由图可知，深松铲尖最大变形处在铲的尖端部，最大变形值为0.066，越接近后部变形越小。由图可知，铲尖在工作过程中最大应力位置在与铲柱相联接的第1个螺栓孔前，得到最大应力值为120 MPa，越接近前面尖部的位置所受的应力越小。铲尖最大应力和变形值均在允许范围之内，即结构的强度、结构刚度满足设计要求。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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