随着科学技术的发展,机械产品的可靠性已经成为竞争的焦点,日益引起各国的重视。变速箱是小麦断根机的关键部件,由于传统的安全系数设计法存在着一定的局限性和盲目性,因此设计者往往会盲目加大安全系数,造成产品的笨重,提高了生产成本;同时其可靠性低,可靠性寿命难于估计。采用一种现代设计理论——可靠性设计法,将设计变量如实地当作随机变量而不是定值来处理,可以使设计结果更符合客观实际,从而使产品重量降低,而又具有高可靠性。 1.应用现代设计理论,完成小麦断根机变速箱主要零部件的可靠性设计。 本课题主要是以应力—强度干涉理论为基础,即以概率论的数学运算方法计算出机械零件不产生失效概率,并通过一次二阶矩法确定多维随机变量(如强度、应力等)的分布函数,二者利用联结方程相联系,以此完成断根机变速箱关键部件的可靠性设计。主要包括齿轮轴、变速箱齿轮、变速箱链轮、滚子链、三角带以及滚动轴承等零部件的可靠性设计。 设计结果表明,对于变速箱4根轴类零件,可靠性设计结果与传统的安全系数法设计结果相比其横截面积分别减少了32.18%,26.53%,13.78%和21.98%,可以大大的降低生产成本、节约原材料,而其可靠度均不低于0.999。另外通过其他零部件的设计及验证,变速箱系统的可靠度可达0.93997,大于可靠度为0.9的设计要求。 2.运用单片机技术,完成了断根机阻力测试系统的设计。 根据可靠性设计理论,为了获得断根阻力的真实值,为小麦断根机设计提供应力的统计数据,初步设计完成了基于单片机的小麦断根机土壤阻力测试系统的设计。其硬件主要由以下几部分组成:(1)控制部分:包括单片机处理器单元89C51、存储器及I/O口的扩展;(2)信号采集和处理部分:主要包括传感器及A/D转换部分;(3)信号的处理和存储部分;(4)按键及显示部分。软件部分采用模块化编程,主要包括初始化及相关显示模块、按键中断模块、采样频率确定模块、A/D转换及实时显示模块、数据存储模块及其他数据处理模块等。 完成实验室内的A/D转换的仿真测试的模拟试验。结果表明,该测