可調(diào)行距插秧機移箱機構動力學分析與多學科優(yōu)化.pdf

1、移箱機構是高速水稻插秧機主要組成部件之一,其主要完成插秧作業(yè)過程中的橫向送秧任務,直接關系到栽植臂的取秧量與工作性能穩(wěn)定性,為保證插秧均勻度,栽植臂每取一次毯壯苗寬度的均勻程度與移箱機構移動送秧保持一致,且送秧均勻。隨著環(huán)境、土質、農(nóng)藝的發(fā)展和水稻種植模式的變化,對插秧機移箱機構也提出了新的、更高的要求。而采用傳統(tǒng)的插秧機在水稻機插秧過程中不能實現(xiàn)可調(diào)行距寬窄行插秧。因此,為了使同一種類型的插秧機能夠滿足不同水稻品種和多樣的種植制度的需

2、求,提高插秧機的適用范圍和使用率,研制行距可調(diào)的寬窄行水稻高速插秧機是未來我國插秧機行業(yè)的必由之路,也是保證我國機械化水稻種植的基礎。插秧機的移箱機構是插秧機關鍵的工作部件,其壽命和使用情況的穩(wěn)定性,都有可能影響水稻插秧機的工作性能。
　　本文在分析現(xiàn)有插秧機優(yōu)缺點的基礎上,結合可調(diào)寬窄行插秧機的農(nóng)藝要求和設計要求,提出了可行性的可調(diào)行距高速插秧機的整體設計方案,詳細介紹了可調(diào)行距高速插秧機移箱機構的組成和關鍵部件的相關影響因素和

3、參數(shù),對現(xiàn)有連續(xù)送秧的移箱機構螺旋軸作出新的結構設計,從運動學與動力學角度對螺旋軸做出分析,利用虛擬樣機技術對可調(diào)行距高速插秧機移箱機構的工作性能進行動力學仿真和剛柔耦合情況下的運動學仿真分析,得出影響移箱機構工作性能的主要參數(shù)。本文主要從以下幾個方面對移箱機構進行研究:
　　1)提出可調(diào)行距高速水稻插秧機移箱機構、調(diào)節(jié)機構、秧箱機構和分插機構的組成與工作原理,闡述了一種根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)行距的水稻高速插秧機的總體設計方案。其中對移

4、箱機構中的螺旋軸的各參數(shù)優(yōu)化與選擇進行了詳細的說明,利用有限元思想對移箱機構組成部件作出強度分析。
　　2)結合移箱機構工作特點和工作要求,從運動學角度建立了移箱機構螺旋軸的相關數(shù)學模型,得出螺旋軸回轉軌道處優(yōu)化模型,運用Matlab軟件和AutoCAD軟件得到回轉軌道的二維展開曲線。
　　3)利用CATIAV5軟件建立了移箱機構滑套和轉子模型,通過導入優(yōu)化后的回轉軌道平面展開曲線并投影,得到螺旋軸優(yōu)化后的精準模型,建立了移

5、箱機構裝配約束關系,得到移箱機構參數(shù)化三維模型和VBS宏參數(shù)化腳本文件。
　　4)對移箱機構振動特性進行理論分析,虛擬化移箱機構螺旋軸,結合CATIA軟件建模在有限元分析軟件ANSYS中分析螺旋軸實體模型振動模態(tài),得出影響螺旋軸工作性能的固有頻率和振型,生成螺旋軸模態(tài)中性文件,運用運動仿真軟件ADAMS,構建了移箱機構虛擬樣機的剛柔耦合模型,分別在純剛柔耦合模型、剛柔耦合緩沖模型和剛柔耦合平衡張緊三種情況下對移箱機構做出運動仿真,