1、引言 秸秆压块机是把松散的农作物秸秆压制成块状物料的设备。经压缩后的秸秆块便于存放、牲畜易于咀嚼，营养也易于吸收，而且便于储运，同时也可制成燃能很高的生物质燃料。我国是世界农业生产大国，农作物秸秆年生产6亿多t，秸秆资源丰富。近几年，随着我国畜牧业的发展及农业部关于秸秆综合利用方案的推行，秸秆块的需求存在着巨大的市场空间。为了更好更快的抢占市场，压块机的设计效率与设计水平需要进一步提高。 随着科技的迅速发展和计算机CAD/CAE技术的应用，机械设计已由传统二维设计向三维设计转变。本研究适应现代机械设计发展的趋势，综合应用CAD/CAE技术进行机构的三维设计与分析。本文采用UG软件对秸秆压块机进行机构实体建摸和整机的装配，运用ANSYS有限元分析软件取代手工计算对秸秆压块机进行分析。此种设计方法不仅缩短了秸秆压块机的设计周期，而且提高了设计精度，使秸秆压块机的机械结构更趋合理。

2、秸秆压块机的设计及原理

2.1建模思路 对秸秆压块机的CAD建模主要有两种建模思路，分别是“自底向上”与“自顶向下”两种。通常采用的设计思路是“自底向上”，这种方法是先构造基本的几何图元，如点、线及面等，然后逐渐的向上构造体，直到整个零件的生成。“自顶相下”的构造思路基本相反。本文秸秆压块机的设计结合这两种设计思路，进行混合设计。

2.2建模方法 LG软件对产品的三维建模的具体方法有：显式建模、参数建模、基于约束的建模及复合建模。为了使得建模后的压块机各机构的重构性更好，建模过程中多采用草图的构图方式，使得所建模型的参数化更强，便于后续的修改。

2.3压块机总装 最后对构建好的压块机所有零部件进行装配，生成图l秸秆压块机总装图： 运用UG软件的分解图功能可清晰的了解压块机的各部件组成情况，如图2所示：

2.4压块机的工作原理 压块原理：物料通过喂料斗及喂入螺旋机构的输送，被均匀、连续地喂入环模与压辊之间的腔体中。通过环模与压辊的相对运动把物料带入环模与压辊的间隙中，物料被旋转的压辊不断地挤入环模孔内。在强烈的挤压下，物料克服孔壁的摩擦阻力，不断从环模孔中呈条状挤出。挤出时，条状的物料被机体外壳上的切片切成长度适宜的草块。

3、压块机主轴的有限元分析 主轴是压块机的重要组成部件。秸秆压块时常出现物料堵塞的现象，这时主轴受到强大的扭矩作用。为了保证在最恶劣情况下主轴具有足够的强度，需要对主轴进行有限元分析。

3.1 ANSYS中主轴模型的导入 通过IGES接口把UG中建好的主轴模型导入ANSYS中进行分析。图3是导入ANSYS的主轴几何实体模型。

3.2对主轴进行有限元网格划分 ANSYS中网格划分的方法主要有自由、映射以及扫掠等方法。网格划分的好坏直接影响到后续计算的速度与计算的精度。此处为了使得划分的网格均匀，采用扫掠与自由划分相结合的方法进行网格划分。 图4为网格划分示意图（有限元模型）。由于结构比较规则，适宜采用ANSYS9.0中的solid95六面体单元进行网格划分，划分结果：节点总数为19168，单元总数为12024。

3.3 求解 在求解之前定义有限元分析的边界条件，分别为键槽的自由度约束与轴端裙板最大扭矩的施加。 求解得到阶梯轴的最小直径75处的最大剪切应力为12.9Mpa，小于许用应力40Mpa。轴的设计满足设计要求。

3.4分析比较 经过ANSYS的分析计算得到075轴的横截面应力分布如图5。X，Y坐标分别为主轴径向的两个坐标，Y轴延裙板竖直方向，主轴圆心为坐标原点。图6为