基于地輪驅(qū)動的甘蔗種植機(jī)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、我國是世界上第三大甘蔗種植國，在2013/2014榨季全國甘蔗種植面積高達(dá)2805萬畝，且種植量呈明顯的增長趨勢。但是，我國甘蔗種植機(jī)械化卻非常低，以廣西省為例，廣西省的甘蔗種植面積占我國甘蔗種植總量的60％以上，但是種植作業(yè)的機(jī)械化卻只有6％。同時(shí)，由于相當(dāng)一部分蔗農(nóng)外出務(wù)工，在種植季出現(xiàn)大面積的人工短缺現(xiàn)象，迫使種植作業(yè)的人工成本相對于前些年已經(jīng)出現(xiàn)了大幅度的提高。因此，迫切需要研制一款性能優(yōu)良且符合我國國情的甘蔗種植機(jī)。
　

2、　本文是根據(jù)某企業(yè)的實(shí)際需求，與企業(yè)內(nèi)的相關(guān)研發(fā)人員共同研發(fā)一款立足于我國實(shí)際國情，突破傳統(tǒng)液壓驅(qū)動的方式，采用基于地輪驅(qū)動的甘蔗種植機(jī)。
　　首先，經(jīng)過大量實(shí)地調(diào)研和多輪次的可行性論證，確定整機(jī)驅(qū)動形式、蔗種喂入方式和切種方式等各種關(guān)鍵結(jié)構(gòu)布局和參數(shù)。分別對各個(gè)功能部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配完成整體設(shè)計(jì)。繪制三維圖紙，并輔助完成初代樣機(jī)的試制和裝配。
　　其次，對甘蔗種植機(jī)機(jī)架通過有限元分析進(jìn)行強(qiáng)度校核。使用HyperMesh

3、進(jìn)行模型簡化、幾何清理和劃分網(wǎng)格等，完成對整機(jī)機(jī)架的有限元模型前處理。并根據(jù)多個(gè)典型工況的載荷和約束，使用Radioss求解器求解出各工況的結(jié)構(gòu)綜合最大應(yīng)力為125.5MPa和最大位移為10.82mm，得到相關(guān)應(yīng)力分布云圖和位移分布云圖，滿足設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性能要求。整機(jī)機(jī)架自由模態(tài)的各階振型和固有頻率，驗(yàn)證不會與拖拉機(jī)發(fā)生共振。
　　再次，在廣西省某農(nóng)場對初代樣機(jī)進(jìn)行甘蔗種植性能試驗(yàn)，得到大量種植性能數(shù)據(jù)。通過整理和分析，完成對初代樣

4、機(jī)的性能鑒定，種植性能可以基本滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)根據(jù)種植性能試驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行分析和驗(yàn)證，給出改進(jìn)意見，為下一代機(jī)型研制給出設(shè)計(jì)思路。
　　最后，根據(jù)有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇甘蔗種植機(jī)的主機(jī)架和小機(jī)架作為優(yōu)化對象進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。基于HyperMesh中OptiStuct模塊，確定甘蔗種植機(jī)的主機(jī)架及小機(jī)架各零件的尺寸厚度為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，目標(biāo)函數(shù)為整機(jī)機(jī)架的主機(jī)架的總體積最小化。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，主機(jī)架和小機(jī)架的質(zhì)量有了