行距可調(diào)插秧機移箱機構的設計與仿真研究.pdf

1、糧食是人類生存最為基本的生活資料，而近年來糧食危機一直威脅著世界各國的糧食供應，甚至在非洲出現(xiàn)很嚴重的“糧荒”現(xiàn)象。我國經(jīng)濟近年來一直處于高速發(fā)展的狀態(tài)，取得了舉世矚目的經(jīng)濟成就。但是，我國的可用耕地卻隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的加快在迅速的減少，有數(shù)據(jù)顯示已經(jīng)迫近“兩條紅線”的底線。我國大部分地區(qū)都有水稻種植，保證水稻產(chǎn)量是保證糧食安全的重要途徑。這就要求我們有效的保證和提高土地的畝產(chǎn)產(chǎn)量。有試驗研究表明，水稻種植機械化有利于水稻產(chǎn)量

2、的提高，而寬窄行種植技術具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)約成本、提高效率等突出優(yōu)點。將兩者結合起來，開發(fā)出了寬窄行水稻插秧機。但是，由于中國幅員遼闊且大部分地區(qū)都種植水稻作物，這樣的情況下，設計了一款寬窄行可調(diào)的高速水稻插秧機是十分必要的，以適應各地種植制度的差異。
　　 本文主要闡述了一種用于新型高速可調(diào)寬窄行水稻插秧機移箱機構的設計、仿真分析、關鍵件強度校核工作以及用于移箱機構疲勞度試驗臺架的設計。
　　 該機構的整體結構設計主要采

3、用逆向工程的設計方法，參考現(xiàn)有成熟機型的外形構造、材料選擇等，初步設計、優(yōu)化后，完成基本的設計任務。對關鍵件螺旋軸進行了重新設計，利用建立的彈簧減沖擊模型，計算出螺旋槽回轉階段的曲線；并對縱向送秧機構的凸輪軸也進行了重新設計，主要是考慮秧箱行程以及旋轉相位的變化，改變了軸兩端凸輪的相對位置；而滑塊、滑套、連接支架以及其他零件基本遵照原型機的設計或很小的改進。依據(jù)設計出的參數(shù)信息，利用Pro/E三維建模軟件對各零件進行三維建模并完成總體裝

4、配工作。
　　 通過分析移箱機構中關鍵件滑塊的運動過程，利用設計螺旋軸時已經(jīng)建立起來的等效彈簧減沖擊模型，經(jīng)過計算得到滑塊的最大載荷，再利用ANSYS/Workbench有限元分析軟件對其進行靜力學強度與疲勞強度分析，從而完成零件的強度校核工作；考慮螺旋軸的工作壽命和穩(wěn)定性，利用ANSYS/workbench的模態(tài)分析模塊對螺旋軸進行模態(tài)分析，并獲得第一階至第八階振型圖，充分了解螺旋軸振動的有關信息，同時確定在移箱機構正常工作時

5、的振動頻率，對螺旋軸正常工作影響不大。
　　 利用江蘇東華測試技術有限公司生產(chǎn)的模態(tài)測試設備對螺旋軸進行模態(tài)試驗，進一步驗證虛擬仿真軟件對螺旋軸的模態(tài)分析的正確性，試驗結果顯示與仿真分析結果基本吻合，即不會對螺旋軸正常工作有很大影響，設計方案是可行的。
　　 另外，注意到移箱機構各件特別是滑塊與滑套，在經(jīng)過一段時間工作后，會出現(xiàn)不同程度磨損的現(xiàn)象，基于此設計了一臺用于評估移箱機構疲勞度及其它件被破壞程度的試驗臺架，由于時