铡草机是饲草料工业生产中的核心设备之一,其具有结构简单、体积较小、便于运输和操作便利等优点,以及铡切后物料适合饲养牛、羊等牲畜。为了减少功耗、提高生产率,铡草机改进多以机械设计理论为依据,未曾考虑振动带来的影响。并且,目前对于铡草机振源识别不明确,影响振动的因素研究不够完善,未对铡草机主要零部件进行模态分析。针对这些问题,本文采集了铡草机振动信号,对振动信号预处理、振动信号时域、影响振动因素、振动信号频域和铡草机主要零部件有限元模态分析等进行研究,为设计低能耗、高生产率的机具提供理论依据。主要研究工作如下:(1)研制了铡草机输送部分和铡切部分转速单独可调的铡草机试验台,并采用3263A2型三维加速度传感器、MI7106信号采集仪和MI7106分析系统与铡草机试验台搭建了振动测试系统试验台。以主轴转速和下喂入辊轴转速为试验因素,选取6个主轴转速水平,10个下喂入辊轴转速水平,在空、负载条件下,共组成20个试验工况。在此基础上,以铡草机为测试对象,选取进料装置、喂入装置、变速装置、铡切装置和抛送装置5个测点,在20个工况下,利用振动测试系统对整机振动信号进行采集,得到了 5个测点X、Y、Z方向的振动信号。(2)本文提出一种改进粒子群优化小波阈值算法,对铡草机振动信号进行去噪预处理。该方法采用小波阈值算法对振动信号进行去噪,其中阈值函数使用含参数可微函数,分层阈值和阈值函数最优参数均由适应度函数为SURE的粒子群算法获取。为验证本文算法有效性,采用3种常用算法和本文算法,对不同信噪比的加噪基准信号(Block、Bumps、Doppler和Heavy sine)进行去噪试验。试验结果表明,本文算法与传统粒子群优化算法性能相当,均优于标准软阈值去噪算法和连续可导阈值函数去噪算法。对于铡草机振动信号,使用信号去噪后自功率谱图定性评价去噪效果,试验结果表明,该算法既保留了传统粒子群优化小波算法良好鲁棒性,又实现了对铡草机振动信号降噪。(3)本文对各工况每个测点下X、Y、Z方向的振动加速度进行时域分析,结果为:所有工况中,进料装置、喂入装置和变速装置Z方向振动最大,铡切装置和抛送装置X方向振动最大。(4)本文对各工况每个方向下5个测点的振动加速度进行时域分析,结果为:空载工况时,X方向上抛送装置振动最大,Y、Z方向上变速装置振动最大;负载工况时,3个方向上抛送装置振动最大。(5)本文分析了物料、主轴转速和下喂入辊轴转速对铡草机空、负载振动的影响。结果表明:在大部分情况下,负载振动比空载强烈,且物料对于铡切装置和抛送装置的影响比对喂入装置和变速装置大;主轴和下喂入辊轴转速共同增大时,对整机振动影响没有规律可循;主轴转速不变时,随着下喂入辊轴转速增大,整机振动增强;下喂入辊轴转速不变时,随着主轴转速增大,整机振动稍有下降。(6)本文将HHT算法与第三章的去噪算法相结合,提取铡草机振动信号的频率特征。结合第四章得到的结果,选取振动最大的12组铡草机信号,进行频域分析,将提取的特征频率与理论计算的激振频率对比,得出各部件主要振源,结果如下:空载时,进料装置、喂入装置、变速装置、铡切装置、抛送装置、X方向、Y方向、Z方向的主要振源依次是喂入装置、变速装置、铡切装置、进料和喂入装置、喂入装置、喂入装置、变速和进料装置、铡切装置;负载时,进料装置、喂入装置、变速装置、铡切装置、抛送装置、X方向、Y方向、Z方向的主要振源依次是变速装置、进料装置、进料和喂入装置、变速装置、变速和铡切装置、变速和铡切装置、喂入装置、进料装置。(7)本文对铡草机进料装置和抛送装置进行了有限元自由模态计算,对铡草机铡切装置进行了有限元约束模态计算,分别得到了非0前6阶固有频率和对应振型。并分析了各阶模态的固有振动特性,进料装置最大变形位移多集中在喂入口上部两侧板中间外缘和喂入槽底部中间外缘,最大变形量为28.73mm。抛送装置最大变形位移集中在出料口外缘,最大变形量为3.123mm。铡切装置最大变形位移集中刀盘各叶片外缘,最大变形量为21.216mm。