油菜是我國食用植物油主要來源。油菜植株較高,莖稈較粗,分支纏繞較嚴(yán)重;油菜籽顆粒微小,且成熟果莢易開裂,使得機(jī)械化收獲存在損失率高、功耗大等問題。傳統(tǒng)油菜收獲機(jī)采用曲柄連桿式或擺環(huán)式單動刀切割器,割刀振動大、對油菜莖桿擾動大,使割臺產(chǎn)生了較大的落粒損失。針對這一問題,本文開展了不同驅(qū)動機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性和不同切割方式切割特性的理論研究和臺架實驗,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種往復(fù)式雙動刀切割器及行星齒輪驅(qū)動器,并通過樣機(jī)割臺的振動測試和田間性能試驗,表明所設(shè)計的往復(fù)式雙動刀切割器及行星齒輪驅(qū)動器具有運行平衡性好、振動小、對油菜莖桿擾動小、割臺損失率低的顯著特點。本文主要工作及結(jié)論如下:1、往復(fù)式切割器不同傳動機(jī)構(gòu)的工作性能、滑切理論及莖稈夾持條件的理論分析。分析表明傳統(tǒng)曲柄連桿式及擺環(huán)式割刀驅(qū)動機(jī)構(gòu)均存在傳動效率低、對刀桿有側(cè)向力、引起的振動大等問題;行星齒輪割刀傳動機(jī)構(gòu)具有工作可靠、振動小、刀桿不受側(cè)向力等特點。研究了滑切方式省力機(jī)理,為選擇低功耗切割方式提供了理論支持;分析了油菜莖稈物理機(jī)械性質(zhì)及其對切割的影響,為選擇合適的往復(fù)式切割器刀片類型提供了理論依據(jù)。2、曲柄連桿式單動刀切割機(jī)構(gòu)、雙動刀... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

擺軸5.擺桿6.連桿7.割刀(b)

??諢坊?溝那慷刃：頌峁┝誦碌募際跬揪�。李建平禑崴�?008）采用AutodeskInventer對擺環(huán)機(jī)構(gòu)做了運動仿真分析，實驗驗證結(jié)果表明運動仿真能較準(zhǔn)確地反應(yīng)擺環(huán)機(jī)構(gòu)工作特點，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)機(jī)械虛擬實驗室提供了參考。李青林等人（2009）利用ADAMS仿真軟件對擺環(huán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明橫割刀往復(fù)運動時對擺環(huán)箱的反作用力為簡諧載荷。有研究人員（周偉權(quán)等，2016；謝飛等，2015；李杰等，2006）利用SolidWorks軟件對擺環(huán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了實體建模，通過ADAMS軟件對模型進(jìn)行了運動仿真。模型和原理圖如圖1-1所示，運動仿真結(jié)果如圖1-2所示。通過仿真得出割刀在往復(fù)運動方向做簡諧運動。夏萍（2007）、吳雪梅等人（2010）利用Matlab軟件對擺環(huán)機(jī)構(gòu)運動特性進(jìn)行了研究，對切割圖進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了影響切割圖的因素及較優(yōu)的擺環(huán)擺角。(a)模型圖(b)原理圖1.主傳動軸2.擺環(huán)3.擺叉4.擺軸5.擺桿6.連桿7.割刀圖1-1擺環(huán)機(jī)構(gòu)模型及原理圖Fig.1Pendulumringmechanismmodelandschematicdiagram(a)加速度曲線(b)速度曲線(c)位移曲線圖1-2擺環(huán)機(jī)構(gòu)驅(qū)動下割刀運動規(guī)律Fig.1-2Movementlawofcutterdrivenbypendulumringmechanism

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第一章引言31.2.2曲柄連桿驅(qū)動式切割機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的往復(fù)式切割器傳動結(jié)構(gòu)簡單，適用性較強(qiáng)，在稻麥聯(lián)合收割機(jī)上應(yīng)用較多。但其慣性沖擊較大，易造成切割機(jī)構(gòu)部件磨損甚至斷裂（冉軍輝等，2019）。王健康等人（2011）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)做了運動學(xué)、動力學(xué)相關(guān)分析，結(jié)果表明連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的慣性力是引起沖擊及磨損的最主要原因，其中擺桿長度對割刀整體慣性力影響顯著。楊樹川（2011）、陳振玉等人（2012）通過Matlab對曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動式切割器的切割圖進(jìn)行了數(shù)值分析。結(jié)果表明：動刀片磨損在一定范圍內(nèi)時，對切割器的切割圖及工作性能影響較小，切割速比對切割圖影響極顯著。夏萍等人（2006）研究了曲柄連桿式切割機(jī)構(gòu)切割阻力的影響因素，為切割器的優(yōu)化設(shè)計提供了新思路。嚴(yán)帥（2013）利用傅里葉級數(shù)，通過將割刀的周期性激勵分解為簡諧激勵，將動刀工作時的特殊位置作為插值接點求出了傅里葉級數(shù)的待定系數(shù)，利用疊加原理求出了切割器的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)解，提出了慣性力平衡方式。來旭忠等人（2014）以曲柄連桿式切割機(jī)構(gòu)質(zhì)量最小為目標(biāo)建立了數(shù)學(xué)模型，利用改進(jìn)PSO算法對驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后可使機(jī)構(gòu)最小傳動角增加約5.49%，整體尺寸減小約23.07%。優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)示意圖如圖1-3所示。1.曲柄2.連桿3.搖桿4.滑槽5.套筒圖1-3改進(jìn)后的機(jī)構(gòu)Fig.1-3Improvedmechanism任述光等人（2018）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力的產(chǎn)生和平衡問題做了分析，表明慣性力大小和連桿的質(zhì)心位置及機(jī)構(gòu)偏心距關(guān)系顯著。王志明等人（2014）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)做了減振優(yōu)化設(shè)計，建立的切割器驅(qū)動裝置力學(xué)模型如圖1-4所示。通過試驗表明，平衡塊布置在225°~270°范圍內(nèi)時，減振效果明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]谷物收獲機(jī)切割機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 冉軍輝,吳崇友.  中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報. 2019(02)
[2]油菜聯(lián)合收割機(jī)雙向電驅(qū)動分行豎割刀設(shè)計[J]. 關(guān)卓懷,吳崇友,王剛,李海同,沐森林.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2019(03)
[3]油菜聯(lián)合收割機(jī)割臺研究現(xiàn)狀[J]. 伍文杰,吳崇友.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(07)
[4]油菜聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對割臺振動的影響[J]. 任述光,焦飛,吳明亮,何順舟,唐升仲.  農(nóng)機(jī)化研究. 2018(11)
[5]收獲方式對油菜收獲損失構(gòu)成特征的影響[J]. 梁蘇寧,沐森林,湯慶,張敏,吳崇友.  農(nóng)機(jī)化研究. 2018(03)
[6]基于Kriging模型和遺傳算法的齒輪修形減振優(yōu)化[J]. 楊麗,佟操,陳闖,郭秋萍.  航空動力學(xué)報. 2017(06)
[7]天牛仿生大麻收割機(jī)切割刀片設(shè)計與試驗[J]. 田昆鵬,李顯旺,沈成,張彬,黃繼承,王錦國,周楊.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(05)
[8]油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀與問題分析[J]. 吳崇友,王積軍,廖慶喜,王再虎,吳文科.  中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報. 2017(01)
[9]基于ADAMS的擺環(huán)機(jī)構(gòu)運動仿真分析[J]. 周偉權(quán),史增錄,張絹,趙守瑞,白圣賀.  農(nóng)業(yè)科技與裝備. 2016(07)
[10]苧麻莖稈臺架切割試驗與分析[J]. 沈成,李顯旺,張彬,田昆鵬,黃繼承,陳巧敏.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(01)

博士論文
[1]高速小麥?zhǔn)崭顧C(jī)的試驗研究[D]. 韓正晟.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]往復(fù)式雙動刀甘蔗切割器破頭率研究[D]. 左林昌.昆明理工大學(xué) 2015
[2]圓盤式油菜切割器的設(shè)計與試驗[D]. 李仲愷.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]割刀行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 李陸俊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011



本文編號：3501492