本文關鍵詞：挖拔式木薯收獲機關鍵部件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：木薯是全球第五大經(jīng)濟作物,在世界各地均有廣泛種植,尤其是熱帶和亞熱帶地區(qū)。木薯收獲適宜期短,人工收獲所需勞力多、強度大,勞動環(huán)境差,對于砂壤土和粘性土都會造成傷薯和塊根損失,甚至無法收獲。木薯收獲實現(xiàn)機械化能推動木薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)快速發(fā)展。 本文以挖拔式木薯收獲機為研究對象,針對現(xiàn)有挖拔式木薯收獲機試驗后在挖掘和夾持輸送等方面存在的問題,通過創(chuàng)新技法的運用、速度模型和力學模型的建立與分析、有限元分析等研究,對挖掘鏟和夾持輸送機構(gòu)等挖拔式木薯收獲機關鍵部件進行研究,建立了木薯收獲機的三維模型。主要研究內(nèi)容如下： (1)以提高碎土、漏土能力,減小入土阻力,降低傷薯斷薯率,減輕重量等為原則,研究設計一種適合挖掘木薯塊根的新型挖掘鏟,研究設計提升挖掘鏟入土性能的方法,根據(jù)仿生學原理設計挖掘鏟的結(jié)構(gòu),確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。分析挖掘鏟和土薯的受力,計算得出挖掘鏟在前進過程中受到的牽引總阻力。 (2)建立夾持輸送機構(gòu)夾持單株木薯莖稈拔起輸送速度模型,分析速度關系式,各關鍵運動學參數(shù)以及相互之間的關系、拔起方向和取值大小,建立連續(xù)兩株木薯夾持拔起速度模型,分析不發(fā)生碰撞干涉的條件。分析各運動學關鍵參數(shù)的關系式,得出夾持輸送機構(gòu)傾角的取值范圍和夾持速度比滿足的條件,確定四個關鍵參數(shù)的最佳取值范圍。 (3)以提高夾持力,滿足夾持力最大要求,牢固夾持木薯莖稈等為原則,研究設計夾持輸送機構(gòu),確定夾緊木薯莖稈方式,設計夾緊結(jié)構(gòu),并將其與原夾緊方式進行對比分析。設計夾持輸送機構(gòu)各組成部分,通過分析計算,確定主要結(jié)構(gòu)及其參數(shù)。 (4)根據(jù)木薯塊根拔起時的速度分解圖,建立夾持輸送機構(gòu)拔起輸送木薯塊根的力學模型,得出拔起力和夾持力的計算式。分析土壤對塊根的作用力,計算得出夾持輸送機構(gòu)拔起木薯塊根所需的拔起力和夾持力,以及夾持輸送時夾持輸送機構(gòu)夾持木薯莖稈所需的夾持力。根據(jù)拔起薯塊時的夾持力,對拉簧進行設計計算。 (5)通過ABAQUS軟件對挖掘鏟進行有限元強度分析,通過SolidWorks軟件設計挖拔式木薯收獲機三維實體模型。 (6)對木薯收獲機在挖掘和夾持輸送等方面進行進一步田間作業(yè)試驗及分析,優(yōu)化各部件的參數(shù)設計。根據(jù)木薯收獲機作業(yè)效果,試驗測定挖薯率、損薯率、拔薯率和整機生產(chǎn)率等各項性能指標,對試驗結(jié)果進行分析。試驗結(jié)果證明：木薯收獲機能夠較好的完成挖拔作業(yè),運行穩(wěn)定。
【關鍵詞】：挖拔式木薯收獲機 夾持輸送機構(gòu) 挖掘鏟 研究設計 有限元分析
【學位授予單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S225.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 選題依據(jù)及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外木薯收獲機發(fā)展狀況10-12
• 1.2.1 國外木薯收獲機研究狀況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)木薯收獲機研究狀況11-12
• 1.3 本文研究目標12-13
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點13
• 1.4.1 研究的主要內(nèi)容13
• 1.4.2 創(chuàng)新點13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 2 木薯收獲機挖掘鏟的組合仿生設計14-28
• 2.1 木薯收獲機總體介紹及田間試驗14-16
• 2.1.1 木薯收獲機總體介紹14-15
• 2.1.2 木薯收獲機田間試驗15-16
• 2.2 挖掘鏟的總體結(jié)構(gòu)設計及工作原理16-18
• 2.2.1 挖掘鏟結(jié)構(gòu)特點16-17
• 2.2.2 工作原理17-18
• 2.3 挖掘鏟結(jié)構(gòu)參數(shù)設計18-20
• 2.3.1 鏟面傾角α+β18-19
• 2.3.2 鏟末端高度h(不包括刀頭和漏土條部分)19
• 2.3.3 鏟的長度l(不含刀頭和漏土條)19-20
• 2.3.4 鏟面寬度b20
• 2.4 挖掘鏟主要結(jié)構(gòu)設計20-23
• 2.4.1 三角刀20-21
• 2.4.2 平板刀21
• 2.4.3 鏟面21-22
• 2.4.4 漏土條22-23
• 2.4.5 柵條和凸包23
• 2.5 挖掘鏟和土薯的受力分析23-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 3 木薯塊根拔起輸送過程的速度模型分析28-36
• 3.1 木薯塊根拔起輸送的速度模型28-31
• 3.2 夾持輸送機構(gòu)傾角α的取值范圍31-32
• 3.2.1 碰撞干涉模型分析31-32
• 3.2.2 傾角α的取值范圍32
• 3.3 α、β、v_t和v_m的取值大小分析32-34
• 3.4 四個關鍵參數(shù)最佳取值的確定34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 木薯收獲機夾持輸送機構(gòu)的設計36-45
• 4.1 夾持輸送機構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設計及工作原理36-37
• 4.1.1 夾持輸送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點36-37
• 4.1.2 工作原理37
• 4.2 拉簧和移動桿設計37-39
• 4.2.1 拉簧安裝形式的確定37-38
• 4.2.2 拉簧移動桿設計的優(yōu)點分析38-39
• 4.3 夾持輸送機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)設計39-44
• 4.3.1 夾持輪結(jié)構(gòu)方案的確定39-40
• 4.3.2 夾持帶夾持方式的確定40
• 4.3.3 夾持輪和夾持帶結(jié)構(gòu)設計40-42
• 4.3.4 帶輪結(jié)構(gòu)設計42-43
• 4.3.5 張緊裝置43
• 4.3.6 導向裝置43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 5 木薯塊根拔起輸送過程的力學模型分析45-53
• 5.1 木薯塊根拔起輸送的力學模型45-49
• 5.2 拉簧的設計計算49-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 6 木薯收獲機挖掘鏟有限元分析與試驗53-59
• 6.1 挖掘鏟的有限元分析53-55
• 6.1.1 ABAQUS軟件介紹53
• 6.1.2 挖掘鏟有限元分析的意義53
• 6.1.3 建立有限元模型53
• 6.1.4 創(chuàng)建材料53
• 6.1.5 定義邊界條件與載荷53
• 6.1.6 網(wǎng)格劃分53-54
• 6.1.7 結(jié)果分析54-55
• 6.2 木薯收獲機三維模型的創(chuàng)建55-56
• 6.3 田間試驗及分析56-58
• 6.3.1 試驗條件56
• 6.3.2 試驗方法56-57
• 6.3.3 試驗結(jié)果與分析57-58
• 6.4 本章小結(jié)58-59
• 7 全文總結(jié)與研究展望59-61
• 7.1 全文總結(jié)59-60
• 7.2 研究展望60-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64

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本文編號：376088