基于地輪驅(qū)動的甘蔗種植機設(shè)計與研究.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2805萬畝，且種植量呈明顯的增長趨勢。但是，我國甘蔗種植機械化卻非常低，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)的機械化卻只有6％。同時，由于相當一部分蔗農(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。
　

2、　本文是根據(jù)某企業(yè)的實際需求，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。
　　首先，經(jīng)過大量實地調(diào)研和多輪次的可行性論證，確定整機驅(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)。分別對各個功能部件進行詳細設(shè)計，裝配完成整體設(shè)計。繪制三維圖紙，并輔助完成初代樣機的試制和裝配。
　　其次，對甘蔗種植機機架通過有限元分析進行強度校核。使用HyperMesh

3、進行模型簡化、幾何清理和劃分網(wǎng)格等，完成對整機機架的有限元模型前處理。并根據(jù)多個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)計的結(jié)構(gòu)性能要求。整機機架自由模態(tài)的各階振型和固有頻率，驗證不會與拖拉機發(fā)生共振。
　　再次，在廣西省某農(nóng)場對初代樣機進行甘蔗種植性能試驗，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、機的性能鑒定，種植性能可以基本滿足設(shè)計要求。同時根據(jù)種植性能試驗中出現(xiàn)的各種問題進行分析和驗證，給出改進意見，為下一代機型研制給出設(shè)計思路。
　　最后，根據(jù)有限元分析結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)，選擇甘蔗種植機的主機架和小機架作為優(yōu)化對象進行輕量化設(shè)計?；贖yperMesh中OptiStuct模塊，確定甘蔗種植機的主機架及小機架各零件的尺寸厚度為優(yōu)化設(shè)計變量，目標函數(shù)為整機機架的主機架的總體積最小化。通過優(yōu)化設(shè)計計算，主機架和小機架的質(zhì)量有了