随着我国农业和养殖业的发展,以及城市化进程的推进,农作物秸秆、动物粪便、城市污泥越来越多。利用人畜粪便、农作物秸秆、污泥及其它废弃物生产有机肥,是资源高效化利用的重要途径,也是发展有机农业的物质基础,并已引起世界各国的广泛重视。有机肥生产过程中用工量最大、作业成本最高的生产环节是肥堆的搅拌和破碎,我国目前仍然主要依靠人工或挖掘机来完成,存在作业质量差(搅拌均匀性和粉碎性差)、生产效率低、劳动强度大、作业成本高等诸多问题。如何实现机械化翻堆,提高有机肥生产机械化水平是中国有机肥生产迫切需要解决的难题。本文在对国内外现有翻抛机的发展现状进行分析、总结的基础上,以现有FP2500A型翻抛机为研究对象,对其整体结构进行了介绍,并在Pro/E环境下建立FP2500A型翻抛机翻抛粉碎装置模型,应用ANSYS对FP2500A型翻抛机翻抛粉碎装置的主要零部件(刮板、主动链轮、传动锥齿轮、驱动轴)进行分析。(1)参照土壤力学试验的方法,对有机肥的物理特性参数进行了研究,主要包括有机肥的含水率、湿密度、干密度、硬度和抗剪强度的研究。并根据这些数据来指导翻抛机的设计。(2)利用Pro/E建立了翻抛机翻抛粉碎装置的三维模型,并完成了整个装置的装配。(3)利用三维建模软件Pro/E建立刮板和主动链轮模型,导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行静态分析,得到刮板和链轮的等效应力云图和等效位移云图。其分析结果为刮板和主动链轮进一步优化设计提供了理论依据。(4)利用Pro/E与ANSYS之间良好的数据交换接口,将啮合锥齿轮模型导入ANSYS后划分网格生成有限元模型。运用完全牛顿-拉普森迭代算法对一对锥齿轮进行了接触应力的静力学求解,得到锥齿轮的齿根应力和接触应力,并将求得的接触应力与用赫兹接触理论计算得到的结果进行对比分析。(5)从动力学角度介绍了模态分析原理,利用ANSYS分析软件简化了驱动轴模型,利用Block Lanczos法对驱动轴进行了模态分析,得到了驱动轴的前十阶模态和频率,验证了所设计的驱动轴不会发生共振。