【摘要】：隨著保護(hù)性耕作的廣泛應(yīng)用,免耕播種機(jī)的種類也隨之增加。目前具有的免耕播種機(jī)主要有兩種工作方式,一種是將地里的秸稈殘茬進(jìn)行“剪切”,即利用圓盤(pán)切刀切斷地表的秸稈殘茬和雜草,從而進(jìn)行入土開(kāi)溝。另一種是將地里的秸稈殘茬進(jìn)行“移除”,即利用清秸覆秸裝置將播種帶內(nèi)的根茬切斷、清除,連同秸稈等一起拋擲機(jī)具前進(jìn)方向的左側(cè),清理出干凈的播種帶后,進(jìn)行開(kāi)溝和播種作業(yè)。以上這兩種工作方式存在對(duì)秸稈擾動(dòng)大、工作能耗高、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。針對(duì)這一情況,結(jié)合國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303011),遵循理論分析與軟件虛擬技術(shù)相接合的原則,研究從確定合理的滾筒式免耕播種成穴機(jī)構(gòu)外觀設(shè)計(jì)入手,通過(guò)理論分析確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。并對(duì)成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,運(yùn)用Matlab軟件分析鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)角速度ω、夾角、鴨嘴助力角α對(duì)滾筒角速度ω1的影響,分析得出當(dāng)鴨嘴助力角α=28°時(shí),滾筒角速度ω1變化平緩。根據(jù)求得的鴨嘴助力角α=28°,計(jì)算得出滾筒上設(shè)置的矩形長(zhǎng)孔的角間距18°,長(zhǎng)孔個(gè)數(shù)為20個(gè)。利用以上得出的數(shù)據(jù),運(yùn)用CATIA對(duì)成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,得出當(dāng)機(jī)具行進(jìn)速度為1 m/s即鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)角速度為1.67πrad/s時(shí),機(jī)具工作平穩(wěn)。最后繪制工程圖紙,進(jìn)行樣機(jī)加工,通過(guò)試驗(yàn)再次驗(yàn)證成穴機(jī)構(gòu)的工作性能和設(shè)計(jì)方案的可行性。課題主要工作如下:(1)成穴機(jī)構(gòu)的方案選擇:通過(guò)研究對(duì)比三種免耕播種成穴機(jī)構(gòu)方案,最終確定一種新型滾筒式免耕播種成穴機(jī)構(gòu),主要是以成穴入土播種的工作方式穿透秸稈完成播種過(guò)程,該方案不僅對(duì)秸稈殘茬擾動(dòng)較小,并且能耗較低。(2)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì):通過(guò)理論分析與幾何圖形求解對(duì)鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)、滾筒等關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì),確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù):穴播器半徑為200 mm、鴨嘴為12個(gè)、鴨嘴長(zhǎng)度為70 mm、鴨嘴助力角α=28°;滾筒半徑為400 mm、圓周徑向均勻分布20個(gè)70×40mm矩形孔等。(3)成穴機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析:對(duì)成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到滾筒角速度ω1與鴨嘴與滾筒接觸位置和豎直方向夾角?的方程。運(yùn)用Matlab軟件對(duì)滾筒角速度ω1與鴨嘴式滾輪機(jī)構(gòu)角速度ω、夾角、鴨嘴助力角α之間的關(guān)系。(4)仿真分析:運(yùn)用CATIA運(yùn)動(dòng)仿真對(duì)成穴機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析,求得鴨嘴在撥動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,鴨嘴撥動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律和滾筒角速度的變化規(guī)律。(5)樣機(jī)試制與試驗(yàn):應(yīng)用CATIA工程制圖工作臺(tái),進(jìn)行樣機(jī)工程圖紙的繪制。加工裝配試驗(yàn)樣機(jī),從而進(jìn)行田間作業(yè),驗(yàn)證樣機(jī)的通過(guò)性和成穴效果。研究結(jié)果表明通過(guò)使用拖拉機(jī)牽引滾筒式免耕播種成穴機(jī)構(gòu)試驗(yàn)裝置,在保護(hù)性耕作地中進(jìn)行免耕播種試驗(yàn)成穴效果良好。滾筒式免耕播種成穴機(jī)構(gòu)試驗(yàn)裝置這一創(chuàng)新型研究成果能夠在具有秸稈殘茬的田間工作,本研究為免耕播種機(jī)的進(jìn)一步研究提供技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S223.2

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本文編號(hào)：2756824