勺式玉米精密排種器動力學仿真及試驗研究.pdf

1、玉米是我國重要的糧食、經(jīng)濟、飼料兼用作物，播種面積和總產(chǎn)量僅次于美國，位居第二位，因此增加玉米產(chǎn)量對國民經(jīng)濟具有重要意義。 播種是玉米生產(chǎn)過程中具有決定性的環(huán)節(jié)，播種質(zhì)量的好壞，將直接影響到玉米的產(chǎn)量。目前普遍采用的玉米播種方式是玉米精密播種，精密排種器是玉米精密播種機的主要工作部件，對于整個播種機的研究十分重要，因為它的結(jié)構(gòu)、性能決定整個播種機的工作性能。 本文結(jié)合國家自然科學基金項目“鏟式玉米精密播種機數(shù)字化設(shè)計及動

2、態(tài)仿真研究”，在對國內(nèi)外現(xiàn)有的精密排種器進行深入分析的基礎(chǔ)上，對種子在勺式玉米精密排種器內(nèi)的運動進行動態(tài)仿真、動力學分析，進而完善排種器的理論研究，這將對適于我國農(nóng)村土壤耕作條件的玉米精密播種機的研究具有實際意義。 論文首先依據(jù)已有的鏟式玉米精密播種機的理論研究成果，分析了勺式玉米精密排種器的工作過程，即充種、清種、護種和投種過程。分析各個過程中種子所處的狀態(tài)，分析種子的極限充種角、導種臺上種子的回落角、清種起始角和清種結(jié)束角及

3、種子在整個工作過程中的受力情況。 其次，應(yīng)用三維實體造型軟件Pro/E建立勺式玉米精密排種器的三維實體圖。運用Pro/E軟件與ADAMS軟件的專用接口模塊Mech/Pro，將構(gòu)造好的排種器模型導入動力學仿真分析軟件ADAMS中。 在ADAMS軟件中對排種器模型施加相應(yīng)的約束、驅(qū)動及載荷，建立勺式玉米精密排種器的虛擬樣機系統(tǒng)，并進行動學力仿真分析，直觀的觀察種子在排種器內(nèi)的充種、清種、護種和投種過程。對于影響排種器工作質(zhì)量

4、的主要工作參數(shù)創(chuàng)建設(shè)計變量，定義目標函數(shù)并產(chǎn)生必要的設(shè)計約束，最后對排種器虛擬樣機系統(tǒng)進行優(yōu)化分析，得到最優(yōu)的垂直傾角β、水平傾角γ和播種速度v的組合。 選出兩種玉米種子，對播種機樣機進行試驗。根據(jù)三因子二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計的統(tǒng)計方法，得到了反映播種機的前進速度v、播種機的垂直傾角β和水平傾角γ與播種機的重播率和種距變異系數(shù)之間關(guān)系的回歸方程；在此基礎(chǔ)上確定了對于這兩種玉米種子，該播種機的最佳參數(shù)組合。將試驗結(jié)果同仿真優(yōu)化結(jié)果比