我國(guó)東北壟作區(qū)春季多風(fēng)干旱、氣溫較低,經(jīng)濟(jì)作物主要是玉米。由于玉米是一年一作,生長(zhǎng)周期長(zhǎng),秸稈、殘茬粗壯,翌年在有作物殘茬覆蓋的未耕地上作業(yè),對(duì)免耕播種機(jī)的性能提出了較高要求。免耕播種機(jī)作為保護(hù)性耕作的核心機(jī)具,對(duì)其關(guān)鍵部件進(jìn)行理論分析、參數(shù)優(yōu)化及性能試驗(yàn)研究,對(duì)改善其作業(yè)質(zhì)量,全面推廣保護(hù)性耕作技術(shù),保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文選題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51275318)：“機(jī)械免耕播種切撥防堵裝置的工作機(jī)理與參數(shù)優(yōu)化研究”,通過(guò)對(duì)國(guó)、內(nèi)外免耕播種機(jī)現(xiàn)狀的分析、總結(jié),對(duì)2BG-2型玉米壟作免耕播種機(jī)的縱向鉛垂面穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,對(duì)課題組研制的切撥防堵裝置進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)切撥防堵裝置動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行了研究分析,研制出一種加裝彈簧與阻尼器復(fù)合體的新型仿形機(jī)構(gòu),并與加裝原仿形加載機(jī)構(gòu)的免耕播種單體進(jìn)行了對(duì)比分析,得到如下結(jié)論：(1)通過(guò)對(duì)免耕播種單體的受力分析,建立了播種深度變化的數(shù)學(xué)模型,據(jù)此模型進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,研究了影響免耕播種機(jī)播深穩(wěn)定性的相關(guān)因素,為東北壟作區(qū)免耕播種機(jī)的改進(jìn)、設(shè)計(jì)提供了參考。(2)改進(jìn)設(shè)計(jì)了一種兼有無(wú)支撐和有支撐兩種切割方式的切撥防堵裝置,解決了田間作業(yè)時(shí)雙盤堵塞的現(xiàn)象,避免了光面圓盤犁刀的滑移缺陷；對(duì)該裝置進(jìn)行了2因素3水平正交試驗(yàn),研究了作業(yè)速度、配重對(duì)破茬深度和牽引阻力的影響,得出了破茬深度和牽引阻力隨作業(yè)速度和配重的變化規(guī)律以及各因素對(duì)破茬深度和牽引阻力影響的主次順序,得到了切撥防堵裝置的最佳田間作業(yè)參數(shù)。(3)分析了現(xiàn)有免耕播種機(jī)仿形機(jī)構(gòu)的形式,確定了符合仿形要求的機(jī)構(gòu)類型及仿形機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸；在此基礎(chǔ)上,在四連桿仿形機(jī)構(gòu)上加裝彈簧阻尼裝置,并利用SolidWorks軟件建立平行四桿仿形機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體模型。(4)建立了切撥防堵裝置田間作業(yè)時(shí),以牽引阻力為輸入、切茬深度為輸出的系統(tǒng)傳遞函數(shù),并對(duì)輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行了時(shí)域分析和譜密度分析；根據(jù)免耕播種機(jī)田間實(shí)際工況,分析了免耕播種機(jī)的信息模型,建立了加裝不同仿形加載機(jī)構(gòu)的免耕播種單體系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并對(duì)其動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及單位階躍響應(yīng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：加裝新型與原仿形機(jī)構(gòu)的免耕播種單體系統(tǒng)為欠阻尼衰減振動(dòng)系統(tǒng),且阻尼比分別為0.62、0.56,說(shuō)明新型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)單位階躍響應(yīng)曲線的研究表明：加裝新型與原仿形機(jī)構(gòu)的免耕播種單體系統(tǒng)相比,系統(tǒng)上升時(shí)間與峰值時(shí)間略微增加,但是系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間與最大超調(diào)量分別減少18%、32%,系統(tǒng)響應(yīng)震蕩弱,系統(tǒng)平穩(wěn)性好。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S223.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械特性的動(dòng)態(tài)模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外免耕播種機(jī)械仿形加載機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 研究方法和技術(shù)路線
第二章 2BG-2型玉米壟作免耕播種機(jī)播種深度模型的建立與數(shù)值模擬
    2.1 2BG-2型玉米壟作免耕播種機(jī)單體結(jié)構(gòu)及受力分析
    2.2 免耕播種機(jī)播種深度變化數(shù)學(xué)模型的建立
    2.3 免耕播種機(jī)播種深度變化的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬研究
        2.3.1 系統(tǒng)不同質(zhì)量m對(duì)牽引角的影響
0對(duì)牽引角的影響'>        2.3.2 系統(tǒng)不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I₀對(duì)牽引角的影響
z和水平阻力R_x對(duì)牽引角的影響'>        2.3.3 土壤垂直阻力R_z和水平阻力R_x對(duì)牽引角的影響
        2.3.4 彈簧剛度系數(shù)k對(duì)牽引角的影響
c與牽引角的關(guān)系'>        2.3.5 彈簧壓力F、彈簧力作用力臂L_c與牽引角的關(guān)系
    2.4 數(shù)學(xué)模型的試驗(yàn)驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 玉米壟作免耕播種機(jī)切撥防堵裝置的優(yōu)化與試驗(yàn)
    3.1 問(wèn)題的提出
    3.2 新型切撥防堵裝置結(jié)構(gòu)與工作機(jī)理
    3.3 關(guān)鍵部件改進(jìn)設(shè)計(jì)及破茬犁刀偏置原理
        3.3.1 破茬部件的改進(jìn)設(shè)計(jì)
        3.3.2 清壟刀配置的設(shè)計(jì)
        3.3.3 鋸齒圓盤破茬犁刀偏置角度的設(shè)計(jì)
    3.4 田間試驗(yàn)
        3.4.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        3.4.2 試驗(yàn)條件
        3.4.3 試驗(yàn)因素的選取
        3.4.4 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)指標(biāo)
        3.4.5 數(shù)據(jù)處理及分析
        3.4.6 驗(yàn)證試驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 加裝彈簧與阻尼器復(fù)合體的新型仿形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    4.1 新型平行四桿仿形機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)
        4.1.1 平行四桿仿形機(jī)構(gòu)牽引角的確定
        4.1.2 仿形機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度的確定
        4.1.3 平行四桿仿形機(jī)構(gòu)橫向?qū)挾鹊拇_定
    4.2 減振裝置及彈簧剛度系數(shù)的標(biāo)定
        4.2.1 減振裝置
        4.2.2 彈簧剛度系數(shù)的測(cè)定
    4.3 加裝新型四連桿仿形機(jī)構(gòu)的免耕播種單體三維實(shí)體的建立
    4.4 本章小結(jié)
第五章 測(cè)試系統(tǒng)的建立與傳感器的標(biāo)定
    5.1 切撥防堵裝置測(cè)試系統(tǒng)
        5.1.1 測(cè)試系統(tǒng)的組成
        5.1.2 測(cè)試裝置
        5.1.3 測(cè)試元件（傳感器）的選擇與標(biāo)定
            5.1.3.1 試驗(yàn)過(guò)程中選用的測(cè)試元件（傳感器）
            5.1.3.2 測(cè)試傳感器的標(biāo)定
    5.2 免耕播種單體測(cè)試系統(tǒng)
        5.2.1 測(cè)試系統(tǒng)及試驗(yàn)裝置
        5.2.2 試驗(yàn)過(guò)程中選用的傳感器及標(biāo)定
    5.3 數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 切撥防堵裝置和免耕播種單體動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)與分析
    6.1 切茬深度對(duì)牽引阻力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)分析
        6.1.1 時(shí)域分析
        6.1.2 功率譜密度分析
        6.1.3 切撥防堵裝置傳遞函數(shù)分析
    6.2 兩種不同仿形加載機(jī)構(gòu)的田間試驗(yàn)研究
        6.2.1 兩種不同仿形機(jī)構(gòu)
        6.2.2 時(shí)域分析
        6.2.3 譜密度分析
        6.2.4 免耕播種單體傳遞函數(shù)的分析
        6.2.5 基于Matlab/Simulink的免耕播種單體系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)分析
    6.3 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
    7.1 主要研究結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 存在問(wèn)題與建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間參加的項(xiàng)目及所獲成果

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本文編號(hào)：2886944