多功能播种机总体设计㊣精品文档值得下载

多功能播种机总体设计

播种机单体虚拟制造和运动仿真的过程。首先对建立的精密播种机单体零件三维模型进行约束和连接装配，形成精密播种机单体整机装配，然后进行运动仿真，展示在虚拟环境下的运动特性。最后对仿真结果进行处理，测试精密播种机单体的运动性能和检测干涉情况，从而对错误进行修改。结果表明该方法提高了精密播种机设计的准确性和效率，代替了物理样机的制造和试验，大大降低了成本。关键词农业工程精密播种机单体虚拟制造运动仿真目录摘要目录前言我国精密播种机发展现状.精密播种机的发展前景.新技术的应用不断普及运动仿真过程装配连接运动仿真预设置.新建运动仿真方案.参数设置.创建连杆.创建运动副多功能播种机总体设计.精播机系统方案设计确定.农业机械的般设计要求.总体参数机架设计.机架设计计算的准则.机架设计的般要求.精播机机架结构设计方案播种系统设计.排种器的选型及其材料的确定.结构设计开沟器.开沟器.开沟器比较分析及本机开沟器设计覆土镇压装置.覆土器.镇压轮.轴承校核常见故障与排除结论参考文献致谢附录前言精密播种机这类机械产品的设计通常采用二维几何绘图,产品制造出来后经常会出现些设计失误,如零部件无法安装以及运行时发生干涉等。采用三维设计产品,不是个单纯绘图的过程,而是个虚拟制造的过程。设计出来的产品是与实物完全相同的数字产品,零部件之间的间隙和干涉目了然,可以把错误消灭在设计阶段。对于运动机构的设计,无论是于工绘图设计还是二维的计算机辅助设计,都没有办法处理,简单的机构还可以模拟,稍微复杂点的运动机构就束于无策了。应用三维设计软件来处理机构的运动,可以使立体的数字产品在计算机中运动,模拟真实机械的理论运动过程。不但能测试机构是否能运动,还可以检查机构运动时是否会产生干涉,计算出机构上个点的运动轨迹,将机构运动记录下来,产生动态的图片,从而实现机械产品的虚拟制造和运动仿真。在国外,虚拟样机技术已在工业产品的研制上得到应用,取得了显著的效果。目前国内将三维技术应用在播种机械方面的研究大多是对零部件和机构进行的三维参数化设计和运动仿真,而对于精密播种机单体整机进行虚拟制造和运动仿真方面还未见报道。我国精密播种机发展现状我国从年代末便开始研制精密播种机械。由于种子质量整地条件机械制造水平及机器价格等因素制约，我国年代主要是推广半精量播种。为适应农村生产责任制的要求，大量推广了小型单体播种机。年代以来，我国逐步推广精密播种机，有多个企业生产了多种型号的精密播种机。精密播种机以作物种类分为玉米及大豆精密播种机谷物小麦精密播种机甜菜精密播种机以配套动力分为小型中型和大型播种机.以上精密播种机以排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机机械式中又可分为垂直圆盘式垂直窝眼式锥盘式纹盘式水平圆盘式带夹式等形式精密播种机。.精密播种机的发展前景单粒精密播种机迅速发展在国外，中耕作物如甜菜玉米棉花和些蔬菜豆类的播种都已大量采用精密播种，主要采用机械式和气力式两种精密播种机。由于气力式播种机对种子尺寸要求不严，不需精选分级，容易达到单粒精播，而且通用性较好，又能适合较高速播种，因此使用气力式播种机越来越多。为了达到单粒精播，提高株距均匀性，大多采用可精调的刮种器，将多余的种子清除掉为了降低投种高度，减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差，而设置导种轮或导种管。但是，精密播种受高速作业的影响很大。现有的精密播种机试验结果表明，般作业速度在时，其株距合格率达以上而作业速度提高到时，株距合格率下降到以下。可见高速精密播种机还有待进步发展完善。播种机的通用性和适应性不断提高大多数精密播种机都可以播多种作物，通过更换不同孔径的排种盘轮或排种滚筒，使排种器能适应多种作物种子的播种要求。改变型孔大小或增加成穴机构，使之能达到穴播的要求改变排种器工作转速以达到不同株距的要求。所有这些均提高了播种机的通用性。为了适应不同地区不同土壤不同整地条件的要求，大多数播种机上配有多种类型的开沟器双圆盘式滑刀式等和镇压轮橡胶轮钢板冲压轮铸铁轮宽轮窄轮等，供选用。同型号的精密播种机又成系列，有多种行距和行数的变型。如美国气压式播种机有牵引式和悬挂式，有行等共种机型，可为多种功率的拖拉机配套。精密播种机向高速宽幅发展为了在最适宦的农业技术条件下用最短的时间做到适时播种，以及随着拖拉机功率不断增大，为了充分利用其功率，因此要求提高播种机作业的生产率。影响提高播种机组生产率的因素很多。除了提高机组的工作可靠性减少故障简化操作以减少辅助作业时间提高纯工作时间的利用率外，提高生产率的最主要途径是增大播种机的工作幅宽和提高作业速度。增大播种机工作幅宽虽能直接有效地提高生产率，但加大工作幅宽使机体庞大，消耗金属多，成本高。同时，庞大的机体将受到田块大小地头转弯以及道路运输的限制，使用不方便。因此，国外很重视提高作业速度的研究。年代，中耕作物播种机作业速度般从提高到。如西德Ⅱ型气力式播种机法国气吸式播种机和美国型指夹式播种机的作业速度为，作业质量仍能符合要求。但是，播种机高速作业带来些问题，如排种性能下降，开沟深度变浅，种子在沟里弹跳滚动加剧，以及驾驶条件恶化等等。因此，目前作业速度不能太高。中耕作物播种机的工作幅宽，般单机都由增大到有的工作幅宽更大，如美国气压式播种机系列中的行播种机，其幅宽达.。加大幅宽使播种机结构庞大笨重，使悬挂式播种机组纵向稳定性变坏，还受到地块大小道路运输的限制。广泛采用联合作业播种同时进行联合作业的方式发展很快，形式也比较多，主要有两种是在大多数中耕作物精密播种机上都配置排肥器施肥开沟器以及施撒农药和除莠剂的装置。如西德法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥撒农药和除莠剂。二是播前整地和播种联合作业，如旋耕播种机犁播机以及有的在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或少耕法播种，以减少耕作次数，提高生产率，降低作业成本，还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。.新技术的应用不断普及为了提高播种机作业性能和工作可靠性，简化操作减轻劳动强度减少辅助作业时间提高生产率，播种机上越来越多地采用新技术。如用液压油缸来升降和调节开沟器划行器折叠机架采用液压马达驱动风机或装肥搅龙采用信号装置电子监视装置或监控装置来及时报警故障的发生，显示播量或自控凋节排种量大小开沟器装备次润滑的滚动轴承行走轮采用无内胎充气轮快速挂接装置宽幅播种机加装横向运输轮等。在工艺材料方面，播种机上采用塑料或尼龙的零件更多了，如排种盘排肥盘轴套输种管等采用铝金压铸排种轮排种器体壳，提高了零件精度，减轻了重量播种机机架和各种杆件采用薄钢板冷压成异形断面以代替扁钢角钢和槽钢，增加了刚度和强度，又减轻了重量。运动仿真过程精密播种机单体由仿形机构机架开沟器排种器地轮及传动系统覆土机构组成。其工作过程是地轮转动,带动排种盘排种,同时,开沟器在仿形机构控制下在田间地表开出播种所需的深沟,种子落入沟内,由覆土机构完成覆土。可以看出,精密播种机的工作是由仿形开沟施肥播种覆土镇压等多种工作部件完成的复杂动态过程,其田间作业指标要求高,设计难度大,试制及试验的费用相当昂贵。对精密播种机单体进行虚拟制造和运动仿真的步骤包括零件三维设计机构装配连接运动仿真运动结果处理和分析等,其工作流程见图图播种机单体简单结构图图工作流程图零件设计是三维设计的基础,用软件的建立零件既快捷又准确,通过拉伸旋转扫掠混成抽壳等方法可生成零件实体,并建立合适的约束条件和特征间父子关系,在设计过程中可从不同角度观察零件,以便对错误进行修改。如排种盘的三维设计过程为旋转生成基本实体拉伸切除形成中心轴孔建立孔特征数组复制孔特征,完成设计。根据精密播种机单体零件的不同结构特点,采用不同的设计方法依次对所有零件进行设计,并建立精密播种机零件库。可通过模型树了解零件的设计过程,灵活地对其进行修改。图为精密播种机单体部分零件的三维图图部分零件三维图装配连接零件设计完成后,就可以利用软件的模块进行装配连接,软件提供的零件装配方式有放置和连接两种类型,放置类型包括匹配对齐插入坐标系相切线上的点曲面上的点曲面边以及自动等约束类型。连接类型包括固定销钉滑块圆柱平面等方式。根据精密播种机单体各部件的实际装配关系和部件的运动功能选择相应的放置类型和连接类型,能够使装配件实现运动功能,如开沟器柄与仿形机构后支座之间仿形机构后支座与机架之间种箱与机架之间轴承座与机架之间排种器壳与机架之间采用匹配对齐等约束类型进行放置装配,而仿形机构前后支座与连杆之间轴与轴承之间覆土机构与机架之间等处采用连接装配,先用销钉连接,再用个轴对齐和个平面匹配来限制连接元件沿轴线的平移,装配后连接元件可以绕着元件转动但不能相对于附着元件移动。图装配图运动仿真过程为了减少运动副数量，将各个部件之间的运动关系表示清楚，提高机构运动分析的效率。在对花生播种机进行运动仿真之前，首先要根据运动副对花生播种机结构进行简化，建立运动仿真模型。本文运动仿真的目的在于根据运动仿真的结果来研究开沟器的运动轨迹分析仿形机构设计的合理性及影响仿形误差的因素，并以此为原则，去掉与运动仿真过程无关的部件，进行模型简化。将刚性连接在将悬挂装置简化为个连杆，去掉起垄装置排种装置施肥装置喷药装置和覆膜装置，简化后的运动仿真模型中只包含拖拉机模型仿形机构播种机机架施肥铲双圆盘开沟器和限深轮等部件。由于在运动仿真过程中不考虑土壤阻力及土壤的松软性，所以为了提高机构运动仿真分析的效率，在运动仿真模型中将仿形机构上的压力弹簧去掉。运动仿真预设置.新建运动仿真方案在的应用中，选择“开始运动仿真”命令，进入运动仿真分析模块。在运动仿真导航器中新建个运动仿真模型，在环境对话框中接受默认的“动态”分析。.参数设置选择“首选项运动”命令，弹出运动仿真预设置对话框，选择重力常数为默认值，证角度单位为度。.创建连杆本模型创建了个连杆，标号为。其中，是驱动连杆为拖拉机是悬挂架及仿形机构前拉杆是仿形机构上拉杆是仿形机构下拉杆包括仿形机构后拉杆播种机机架限深轮施肥铲和双圆盘开沟器为施肥铲位置上的辅助连杆和为双圆开沟器位置上的辅助连杆。.创建运动副选择“解算方案”命令，设定解算方案类型为“常规驱动”，分析类型为“运动学动力学”，时间为，步数为步。在“解算方案”对话框中，单击“确定”按钮进行解算。解算完成后，“动画控制”对话框自动弹出，单击“动画控制”对话框中的“播放”按钮，通过运动仿真动画来表现花生播种机的运动过程，观察仿形机构和开沟器在上下坡过程中的运动状态，如图所示。运动仿真的结果以图表和电子表格的形式绘出，选择“生成图表”命令，生成运动副和的方向的位移曲线与位移曲线数据点电子表格多功能播种机总体设