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小型甘蔗收获机剥叶机构仿真分析与实验研究

作　者: 黄瑞
导　师: 梁式
学　校: 广西大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 甘蔗联合收获机剥叶机构螺旋角交错角柔性体仿真
分类号: S225.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 194次
引　用: 2次
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内容摘要

甘蔗是我国南方地区的一种主要经济作物，收获甘蔗是一项辛苦而又费时的高强度劳动。目前市场上还没有成熟的适合我国南方地区的小型甘蔗收获机，收获甘蔗仍以手工为主，开展小型甘蔗收获机的研究具有重大的实际意义。本论文的研究对象是小型甘蔗收获机中重要的组成部分——甘蔗剥叶机构，希望对广西大学机械学院原先研制的4ZB-6A小型甘蔗剥叶机加以改进，使之与整机结合在一起，重点是针对4ZB-6A剥叶机在剥叶过程中存在伤皮的缺陷，通过改进装夹方式的方法来降低伤皮率并进一步改善剥叶效果并降低功率消耗的思路，提出新的装夹方式，成功地降低了伤蔗率和耗功率。1结合前期研究得出的相关资料和提出的问题，从甘蔗收获机的物流方案入手，从理论上对剥叶机理进行了分析。对影响甘蔗剥叶效果的多种因素进行了深入分析。2从单件样机设计制作的角度，对甘蔗收获机剥叶模块进行了结构设计，分别对输入输出辊、机架、剥叶滚筒、剥叶元件的排列方式，从工艺及实际条件方面考虑，给出了剥叶机构的设计图和三维模型。3以前期相关研究数据为依据，建立虚拟仿真模型，利用ADAMS中的柔性体模块，对剥叶元件和甘蔗柔性化，与其他刚性体零件组装在一起。进行多体机械动力学和运动学仿真，验证相关分析的正确性。4根据仿真得出的结论，与课题组前期实验数据进行比较，选择两种优化模型建立物理实验平台，分别建立了60°螺旋与60°交错角两种装夹方式与原有的30°、75°螺旋角进行对比实验，再次对所采集的物理实验数据进行分析，根据剥叶效果及功率省耗情况。寻找出能耗少、成功降低伤皮率、剥叶效果好的剥叶方法，并改善剥叶元件的受力状况，从而获得提高元件的耐用性及减少功率省耗新的剥叶机构设计方案。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 课题的来源  10
  1.2 课题研究的意义及必要性  10-11
  1.3 国内外研究现状及水平  11-13
  1.4 问题的提出  13-14
  1.5 本文研究的内容和意义  14-15
  1.6 虚拟样机技术的发展简介  15-16
  1.7 本章小结  16-17
第二章剥叶机构剥叶机理的分析  17-30
  2.1 影响剥叶效果的诸因素  17-18
  2.2 剥叶元件的选择  18
  2.3 剥叶元件结构的装配  18-20
    2.3.1 排刷式结构的选择  18-19
    2.3.2 剥叶滚筒的装夹  19-20
  2.4 甘蔗和剥叶元件的运动分析  20-21
  2.5 甘蔗和剥叶元件的受力分析  21-24
  2.6 甘蔗剥叶机理研究  24-28
    2.6.1 螺旋角度对剥叶效果的影响  24-27
    2.6.2 剥叶滚筒不同排列方式对剥叶效果的影响  27
    2.6.3 交错深度对剥叶效果的影响  27-28
    2.6.4 其它因素对剥叶效果的影响  28
  2.7 本章小结  28-30
第三章剥叶机构的设计与建模  30-43
  3.1 UG软件简介  30-31
    3.1.1 UG软件的应用  30
    3.1.2 UG软件的功能  30-31
  3.2 输入输出辊的设计与建模  31-34
    3.2.1 输入输出辊的设计要求  31-32
    3.2.2 输入输出辊的受力分析  32-33
    3.2.3 输入输出辊的结构设计  33-34
  3.3 剥叶机构机架的设计与建模  34-36
  3.4 剥叶机构剥叶滚筒的设计与建模  36-40
    3.4.1 30°剥叶滚筒的结构  36-37
    3.4.2 45°剥叶滚筒的结构建模与设计  37-38
    3.4.3 60°剥叶滚筒的结构建模与设计  38-39
    3.4.4 75°剥叶滚筒的结构建模与设计  39-40
  3.5 剥叶机构整机的装配设计  40-41
  3.6 本章小结  41-43
第四章剥叶元件的虚拟仿真研究  43-66
  4.1 ADAMA软件简介  43-47
    4.1.1 ADAMS仿真原理  43-44
    4.1.2 ADAMS/Flex柔性体理论  44-47
  4.2 UG与ADAMS、ANSYS之间的模型传送  47-51
    4.2.1 UG与ADAMS之间的模型传送  48-50
    4.2.2 UG与ANSYS及ADAMS之间的柔性化模型传送  50-51
  4.3 在ADAMS中对剥叶元件FLEX体施加约束  51-56
    4.3.1 在ADAMS中哑物体的定义  51-52
    4.3.2 在ADAMS中的直接柔性化模块ADAMS/AutoFlex  52-53
    4.3.3 在ADAMS中柔性体的联结问题及解决方法  53-56
  4.4 剥叶元件各种装夹方式的仿真分析  56-65
    4.4.1 剥叶元件仿真的各种参数的确定  56-59
    4.4.2 不同剥叶装夹方式的仿真结果  59-65
  4.5 本章小结  65-66
第五章剥叶机构的物理实验的研究  66-90
  5.1 实验方案  66-74
    5.1.1 实验目的  66
    5.1.2 实验准备  66-71
    5.1.3 实验方法  71-72
    5.1.4 实验数据记录表格  72-74
  5.2 实验数据的记录  74-85
    5.2.1 剥叶实验数据的记录说明  74-75
    5.2.2 各种角度剥叶元件的含杂率及耗功率  75-80
    5.2.3 各种角度剥叶元件的伤蔗率  80-83
    5.2.4 甘蔗最大喂入量  83-84
    5.2.5 各种角度的分析数据表  84-85
  5.3 各种角度的分析  85-89
    5.3.1 含杂率分析  85-86
    5.3.2 伤皮率分析  86
    5.3.3 折断率分析  86-87
    5.3.4 耗功功率分析  87-89
    5.3.5 甘蔗自身情况对剥叶性能的影响  89
  5.4 本章小结  89-90
第六章总结与展望  90-92
  6.1 总结  90-91
  6.2 展望  91-92
参考文献  92-95
致谢  95-96
攻读硕士期间发表的学术论文  96

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