鄢 强，邓祥丰，陈代玉，宋慧瑾，王 洋，夏 凯

(成都大学 机械工程学院，四川 成都 610106)

谷物脱粒机是进行粮食加工的重要设备。脱粒机在脱粒过程中机体受到电机振动与谷物颗粒冲击的双重作用，机架内部结构产生复杂的应力，对机架强度产生重要影响，因此需要对谷物脱粒机的机架进行力学分析，以便合理设计机架，在减轻机架重量的同时，满足刚度和强度的要求。

张毛宁等[1]基于ANSYS软件对辊式磨粉机机架做静力分析与结构优化；王林军等[2]运用ANSYS软件对液压机机架进行了拓扑设计。本文通过SolidWorks软件对某型号的电动谷物脱粒机进行三维建模，基于ANSYS workbench有限元软件，对脱粒机机架进行静力分析，并综合考虑强度、刚度和稳定性等因素，在满足机架的实用性和材料许用应力基础上，对机架结构进行优化改进，实现机架的轻量化设计。

1 总体结构及工作原理

谷物脱粒机由传动系统和执行机构构成，主要由机架、辊轴、箱盖、漏筛、皮带轮和电机等部分组成(总体外形尺寸约为657 mm×648 mm×445 mm)，如图1所示。机架整体均由焊接与螺钉连接而成，在启动设备后，电机会通过传送带将扭矩传递到与辊轴相连的带轮上，从而进行脱粒工作，从稻秆脱落下的颗粒便由漏筛掉落下来。

1—箱盖；2—机架；3—漏筛；4—脱粒辊轴；5—皮带轮；6—电机。 图1 谷物脱粒机的三维模型图Fig 1 Three-dimensional model diagram of grain thresher

2 机架的静力学有限元分析

2.1 静力学分析数学模型

谷物脱粒机机架的静力学分析方程可由下面的数学模型进行描述[3]，即

[K]·{δ}={F}

(1)

式中：[K]为系统结构刚度矩阵；……