| 【中文题名】 | 小型甘蔗收获机断尾机构创新设计与仿真试验分析 |
| 【英文题名】 | Innovative Design and Simulation Experiment Research of Cane-End Cutting Mechanism for Mini-Type Sugar Harvester |
| 【学科专业】 | 机械制造及自动化 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-14 |
| 【中关键词】 | 断尾机构,甘蔗模型,虚拟仿真,动态分析,, |
| 【英关键词】 | End-cutting mechanism,Cane model,Virtual simulation,Dynamic analysis, |
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| 【论文摘要】 |
小型甘蔗联合收割机对于加快我国甘蔗收获机械化、增强我国糖业国际竞争力具有极其重要的作用。本文作为国家自然科学基金资助项目“基于知识的甘蔗收获机械智能设计系统关键技术研究”的基础部分，主要运用虚拟设计对断尾机构进行创新设计；运用虚拟仿真技术，对设计的断尾机构功能进行仿真验证；通过物理试验寻找最佳断尾工具组合参数；根据试验确定的参数对断尾组件进行动力学分析。具体工作为：
一、通过对甘蔗生长及自身特性的测量分析和对切割理论的研究，对断尾机构进行了结构创新设计。
二、介绍了适合断尾仿真的虚拟甘蔗的建模方法，即根据柔性连接理论，建立多段刚性短梁加柔性连接组成的接近甘蔗真实状态的甘蔗模型。采用设计的断尾机构和建立的甘蔗模型，并参照砍蔗试验的运动参数组合，在ADAMS中对单根甘蔗作了断尾流程仿真分析，并通过细化甘蔗模型得出了与砍蔗试验结果较接近的断尾力，对多根甘蔗进行了分流仿真，验证机构设计的合理性，并对设计的举升臂作了静力学强度分析。
三、根据所设计的断尾机构，设计试验装置进行单刀盘断尾试验。对不同的盘式断尾工具进行了试验比较，以选择较好的断尾工具；通过对正交试验结果进行分析得出断尾组件... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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ABSTRACT |
6-11 |
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第一章 绪论 |
11-21 |
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1.1 课题来源及主要任务 |
11 |
|
1.2 课题研究的目的及意义 |
11-12 |
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1.3 国内外甘蔗收获机械研究状况 |
12-16 |
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1.3.1 国外收获机械研究现状 |
12-14 |
|
1.3.2 国内甘蔗收获机械研发现状 |
14-16 |
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1.4 虚拟样机技术及 ADAMS软件介绍 |
16-19 |
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1.4.1 虚拟样机技术的定义、特点及应用 |
16-17 |
|
1.4.2 ADAMS软件简介 |
17-19 |
|
1.5 问题的提出 |
19 |
|
1.6 本文主要研究内容 |
19-20 |
|
1.7 解决方案 |
20-21 |
|
第二章 前置式断尾机构的创新设计 |
21-30 |
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2.1 创新设计的定义 |
21 |
|
2.2 创新设计的过程描述 |
21-22 |
|
2.3 茎杆切割机理 |
22-25 |
|
2.3.1 茎秆切割过程的影响因素 |
22-23 |
|
2.3.2 滑切与切割阻力的关系 |
23-24 |
|
2.3.3 刀片与茎杆相对位置的分析 |
24-25 |
|
2.3.4 旋转速度对切割力的影响 |
25 |
|
2.4 断尾机构结构设计及功能描述 |
25-29 |
|
2.4.1 断尾机构的结构设计 |
25-27 |
|
2.4.2 断尾机构的工作原理 |
27-29 |
|
2.4.3 断尾机构的创新点 |
29 |
|
2.5 本章小结 |
29-30 |
|
第三章 断尾机构的运动学仿真分析 |
30-47 |
|
3.1 甘蔗模型的建立 |
30-39 |
|
3.1.1 Bushing连接刚性系数的确定 |
30-32 |
|
3.1.2 Bushing参数试验验证 |
32-34 |
|
3.1.3 甘蔗直径、高度统计 |
34-37 |
|
3.1.4 创建甘蔗模型 |
37-39 |
|
3.2 虚拟仿真试验验证 |
39-44 |
|
3.2.1 接触参数确定 |
39-41 |
|
3.2.2 虚拟仿真分析 |
41-44 |
|
3.3 升降机构强度校核 |
44-46 |
|
3.4 本章小结 |
46-47 |
|
第四章 甘蔗断尾试验装置设计及断尾试验分析 |
47-65 |
|
4.1 试验目的 |
47 |
|
4.2 甘蔗断尾试验装置设计 |
47-50 |
|
4.3 断尾质量的数量指标分析 |
50 |
|
4.4 正交试验方案设计 |
50-52 |
|
4.4.1 混合水平的正交试验设计 |
50-51 |
|
4.4.2 制定因素水平表和试验计划表 |
51-52 |
|
4.5 试验数据及结果分析 |
52-58 |
|
4.5.1 多指标试验数据处理 |
52-54 |
|
4.5.2 试验数据处理 |
54-55 |
|
4.5.3 正交试验的方差分析 |
55-58 |
|
4.6 液压驱动马达的选择 |
58-60 |
|
4.6.1 空载功率分析 |
58-59 |
|
4.6.2 液压马达的选取 |
59-60 |
|
4.7 各种断尾工具的断尾效果比较 |
60-64 |
|
4.8 本章小结 |
64-65 |
|
第五章 断尾机构组件设计与动态分析 |
65-79 |
|
5.1 断尾刀片设计及动态特性分析 |
65-74 |
|
5.1.1 有限元的基本思想 |
65-66 |
|
5.1.2 有限元静力学分析的一般过程 |
66 |
|
5.1.3 分析方法 |
66-69 |
|
5.1.4 刀片的材料选择与模态分析 |
69-71 |
|
5.1.5 刀片静态固有频率分析 |
71-72 |
|
5.1.6 刀片动态固有频率分析 |
72-74 |
|
5.2 断尾刀盘设计及动态特性分析 |
74-78 |
|
5.2.1 刀盘材料的选择与模态分析 |
74-76 |
|
5.2.2 刀盘动态固有频率分析及安全校核 |
76-78 |
|
5.3 本章小结 |
78-79 |
|
第六章 总结与展望 |
79-82 |
|
6.1 本文总结 |
79-80 |
|
6.2 问题和展望 |
80-82 |
|
参考文献 |
82-85 |
|
致谢 |
85-86 |
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攻读学位期间发表学术论文 |
86 |
|
攻读学位期间所获专利 |
86 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.149557 |
