【摘要】：隨著保護性耕作技術(shù)的發(fā)展，免耕播種機的應用范圍也逐漸擴大，免耕播種機的設計與研發(fā)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)機械研究方向上的熱點。機架作為免耕播種機主要的載體與承力部件，其設計過程是整機研發(fā)的一個重要環(huán)節(jié)。本研究采用虛擬樣機技術(shù)對2BMZ-13型氣吸式免耕精量播種機的折疊機架進行優(yōu)化設計，以達到機架在滿足強度和剛度要求的前提下降低播種機折疊過程中所需牽引力的目的。 首先，，本研究在分析機架與虛擬樣機技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，提出折疊機架存在的問題和改進的方向，確定研究的內(nèi)容、采用的方法和技術(shù)路線，明確機架優(yōu)化的方向和思路以及優(yōu)化后應滿足的設計要求。其次，以機架折疊過程中應滿足受力平衡的條件為理論基礎，采用復數(shù)矢量法對折疊機架進行受力分析，建立機架的理論數(shù)學模型，以此確定機架折疊所需牽引力的目標函數(shù)及影響因素，進而建立機架的優(yōu)化數(shù)學模型。再次，在三維建模軟件Pro/E中建立折疊機架的三維模型，在運動學分析軟件ADAMS中建立機架的虛擬樣機，進行虛擬試驗，由數(shù)據(jù)分析與處理軟件SPSS對試驗結(jié)果進行分析，得到機架的最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸組合。在有限元分析軟件ANSYS Workbench中對機架進行靜力學分析、模態(tài)分析和輕量化設計，實現(xiàn)機架整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，確定最終的優(yōu)化方案。 仿真結(jié)果表明，優(yōu)化后機架折疊率為25.8%，相比于改進前的折疊機架，折疊所需牽引力降低了28.28%，所受最大應力降低了19.5%，最大形變量降低了45%，機架整體質(zhì)量降低了13.5%。最后，依照最終的優(yōu)化設計方案，根據(jù)相似理論，建立折疊機架優(yōu)化后的縮尺樣機，并進行驗證試驗。試驗結(jié)果表明，仿真分析結(jié)果與試驗結(jié)果具有相同的變化規(guī)律，驗證了虛擬樣機技術(shù)在折疊機架優(yōu)化上的可行性，優(yōu)化方案有效解決了2BMZ-13型氣吸式免耕精量播種機在折疊過程中折疊動力不足，折疊不流暢的問題。
【圖文】：

并進行試驗驗證，使改進后的機架能夠達到機架折疊過程目的，滿足機架結(jié)構(gòu)輕便且避免發(fā)生共振的要求。優(yōu)化結(jié)果為，具有較好的應用前景和一定的學術(shù)價值。對充分發(fā)揮大馬力該領域與發(fā)達國家之間的差距，健全農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)體系具有研究動態(tài)和趨勢的歷史及現(xiàn)狀與農(nóng)藝的不斷發(fā)展與變化，作為農(nóng)業(yè)機具的主要承載部件，機重視，中國（CNKI）期刊文獻數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)提供的學術(shù)趨勢997 年以來，機架的學術(shù)關注度逐年增加。在此趨勢下，機架也在逐漸增多。從總體結(jié)構(gòu)來看，農(nóng)用機架主要分為以下幾種折式、收縮式、翻折式、前置折疊式和平行折疊式。

張運福發(fā)明了一種農(nóng)機多用機架，如圖 1-2 所示[10]，機架結(jié)構(gòu)簡單，安裝，一架多用，省時省工，適用于棉花、玉米、花生等作物的播種、除草、追肥、序。將工作效率提高到 5 畝/時。2000 年，唐樹東發(fā)明了一種用于安裝農(nóng)機具的圖 1-3 所示[11]，機架主要為矩形框架結(jié)構(gòu)，矩形框架上固定有與邊架斜度為 45°~互平行的前斜梁和后斜梁，斜梁上安裝有上下可調(diào)的限深輪。該機架具有通用性好高和閑置期短等特點。2012 年，郭進、葛文滿發(fā)明了一種多功能機架，如圖 1-4機架設有行距和作業(yè)深度調(diào)節(jié)裝置，操作方便、省時省力。通過更換機架中不同件，可以實現(xiàn)鎮(zhèn)壓鋪膜、播種施肥、中耕松土多種功能，達到不同的作業(yè)目的。架的產(chǎn)生，大幅降低了農(nóng)機具的購置費用，提高了工作效率，節(jié)省了勞動力，同了設備的存放空間和閑置時間，便于農(nóng)戶對農(nóng)機具及時進行維修和保養(yǎng)。
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S223.2

【參考文獻】

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本文編號：2686011