【摘要】：紅花絲的機(jī)械化采收是紅花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件之一,而目前采摘方式主要還是依靠人工采摘,強(qiáng)度大、效率低�；诖吮疚尼槍�(duì)課題組前期研究的梳齒式紅花絲采摘頭無法軸向加緊花絲這一現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了一種凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)花絲的加緊,主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:(1)方案設(shè)計(jì):在研究凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律需求分析的基礎(chǔ)上,分析了從動(dòng)件多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、組合式運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)的凸輪適用場(chǎng)合,其中組合式運(yùn)動(dòng)規(guī)律綜合了多項(xiàng)式和三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的優(yōu)點(diǎn),具有速度變化小、沖擊小等特性,結(jié)合采摘頭凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理,選取組合式運(yùn)動(dòng)規(guī)律作為本凸輪從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;采用解析法設(shè)計(jì)了軸向凸輪的輪廓曲線,基本參數(shù)為:基圓半徑60 mm,工作行程3 mm,推程及回程運(yùn)動(dòng)角30°,遠(yuǎn)休止及近休止角150°。(2)仿真分析:通過運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,凸輪從動(dòng)件動(dòng)梳齒的角位移變化范圍為-395.0~-392 mm,凸輪的工作行程為3 mm,從動(dòng)件動(dòng)梳齒速度與加速度變化沒有出現(xiàn)強(qiáng)烈波動(dòng),說明動(dòng)梳齒與凸輪端面接觸沖擊力與磨損程度相對(duì)較小;同時(shí)建立了凸輪有限元分析模塊,在三種材料普通合金鋼28Cr4、熱鍛模具鋼X38CrMoV5-1和滲氮合金鋼42Cr4下進(jìn)行靜態(tài)分析,熱鍛模具鋼X38CrMoV5-1的凸輪屈服應(yīng)力最大、應(yīng)變最小、安全系數(shù)最好,結(jié)合采摘頭的工作原理特性,確定凸輪的最佳材料為熱鍛模具鋼X38CrMoV5-1。(3)試驗(yàn)研究:經(jīng)實(shí)際測(cè)得凸輪加工后行程為2.98 mm,動(dòng)定梳齒間的距離為2.88mm,而紅花絲單根平均直徑為0.8 mm,夾緊花絲時(shí)遠(yuǎn)大于安裝誤差0.12 mm,測(cè)得凸輪工作面的硬度為63.6 HRC,符合設(shè)計(jì)要求;高速攝像試驗(yàn)中動(dòng)梳齒在凸輪端面上的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條平整、光滑的曲線,表明采摘頭在夾花時(shí)軸向方向上振動(dòng)沖擊較小,增加了凸輪機(jī)構(gòu)的使用壽命;采用二次旋轉(zhuǎn)正交中心組合試驗(yàn)研究,得采摘頭平均夾持成功率38.21%,利用Design-Expert 8.0.6軟件中的Optimization-Numerical模塊進(jìn)行優(yōu)化求解,參數(shù)優(yōu)化后得凸輪初始安裝角為-6.6°,采摘頭速度為48.35 r/min,采摘頭安裝高度為956 mm時(shí)夾持成功率最佳,為65.96%。
【圖文】：

梳齒式紅花絲采摘機(jī)采摘頭凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究.2 國內(nèi)外紅花絲采收機(jī)的研究現(xiàn)狀2.1 國外紅花絲采收機(jī)的研究現(xiàn)狀目前，世界上紅花種植規(guī)模已達(dá) 60 多個(gè)國家，主要分布在中國、美國、西班牙度等地，而中國、印度等國種植面積較大[11]。在紅花生產(chǎn)系列過程中，紅花的種果的脫籽等工序都已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，而紅花絲的采收仍停留在人工采收階段。國外研究紅花絲的機(jī)械化采收相對(duì)較晚，，主要都是研究以氣力式為主的采收方式03 年，印度科學(xué)家提出了一種氣力背負(fù)式紅花絲采收機(jī)[12]，如圖 1-1 所示。其結(jié)構(gòu)是：由蓄電池給采收機(jī)提供動(dòng)力，結(jié)構(gòu)比較笨重，給工作人員帶來了一定的負(fù)擔(dān)，該采收機(jī)采摘花絲效率較高，是人工采摘的兩倍，適用于小面積紅花絲的采收。在究基礎(chǔ)上，印度科學(xué)家在 2004 年研究了一種以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的手推式紅花絲采收]，如圖 1-2 所示。該采收機(jī)是由背負(fù)式噴霧劑改裝而成，此研究在一定程度上提高作效率，但依然存在著噪聲大、能耗高等缺點(diǎn)，未得到真正的推廣使用。

梳齒式紅花絲采摘機(jī)采摘頭凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究.2 國內(nèi)外紅花絲采收機(jī)的研究現(xiàn)狀2.1 國外紅花絲采收機(jī)的研究現(xiàn)狀目前，世界上紅花種植規(guī)模已達(dá) 60 多個(gè)國家，主要分布在中國、美國、西班牙度等地，而中國、印度等國種植面積較大[11]。在紅花生產(chǎn)系列過程中，紅花的種果的脫籽等工序都已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，而紅花絲的采收仍停留在人工采收階段。國外研究紅花絲的機(jī)械化采收相對(duì)較晚，主要都是研究以氣力式為主的采收方式03 年，印度科學(xué)家提出了一種氣力背負(fù)式紅花絲采收機(jī)[12]，如圖 1-1 所示。其結(jié)構(gòu)是：由蓄電池給采收機(jī)提供動(dòng)力，結(jié)構(gòu)比較笨重，給工作人員帶來了一定的負(fù)擔(dān)，該采收機(jī)采摘花絲效率較高，是人工采摘的兩倍，適用于小面積紅花絲的采收。在究基礎(chǔ)上，印度科學(xué)家在 2004 年研究了一種以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的手推式紅花絲采收]，如圖 1-2 所示。該采收機(jī)是由背負(fù)式噴霧劑改裝而成，此研究在一定程度上提高作效率，但依然存在著噪聲大、能耗高等缺點(diǎn)，未得到真正的推廣使用。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S225

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709439