丘陵地区小型甘蔗收割机的总体设计与参数匹配研究

摘要

研制出适用于我国南方丘陵地带作业的小型甘蔗收割机对于改善我国甘蔗收获的落后局面、提高农业机械化水平有着重要的作用。本文针对丘陵地区所设计的小型甘蔗收割机是集切稍、螺旋扶蔗、双刀砍蔗、物流输送、剥叶、集蔗等功能于一体的甘蔗收获机械，并根据课题组对甘蔗收获机械所做的诸多研究，提出了整秆式收割、半切式集蔗的小型甘蔗收获机械的设计方案。同时，本文根据小型甘蔗收割机的使用要求和设计目标，对其总体参数、结构参数、动力参数、工作参数进行了匹配和研究，为研制出适合我国甘蔗种植农艺，特别是针对我国南方丘陵地区的小型甘蔗收割机提供依据。具体工作如下：
　　 一、根据我国甘蔗种植的农艺要求及地域分布，并结合课题组已有的研究基础，首先提出适合在我国南方丘陵地带作业并实现整秆式收割、半切式集蔗的小型甘蔗收割机的设计目标和总体方案；其次，确定小型甘蔗收割机的总体设计参数及其关键工作部件的结构参数；最后，基于虚拟样机技术对其关键工作部件和整机的总体结构进行设计，并对其总体结构进行动力学模态分析，总结出其总体结构的固有频率和振型。
　　 二、在小型甘蔗收割机总体结构设计的基础上，根据小型甘蔗收割机的使用要求并结合课题组所做的诸多研究，设计出适应小型甘蔗割机稳定作业的传动系统并对其液压传动系统动态特性的参数进行匹配和研究。
　　 三、在小型甘蔗收割机总体结构与传动系统设计的基础上．通过理论分析与试验研究以及课题组前期的研究结果，对小型甘蔗收割机的动力参数、工作参数的匹配进行研究，并采用虚拟样机技术对小型甘蔗收割机动力与工作参数的匹配进行仿真分析，进一步完善和验证小型甘蔗收割机动力与工作参数匹配的合理性。
　　 四、通过课题组自行研制的砍蔗物流系统动态测试试验平台、小型甘蔗剥叶机试验平台对小型甘蔗收割机动力参数、工作参数的优化匹配及台架物流系统的动态特性进行试验研究，进一步验证小型甘蔗收割机台架物流系统动力与工作参数匹配的合理性及台架物流系统的工作响应对其总体结构动态特性的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题来源及主要任务

1.2课题研究的目的及意义

1.3 国内外甘蔗收获机械的研究现状及水平

1.3.1国外甘蔗收获机械的研究现状及水平

1.3.2国内收获机械的研究现状及水平

1.4本文主要研究的内容及方法

1.4.1 研究内容

1.4.2研究方法

第二章小型甘蔗收割机的总体设计与动态特性分析

2.1 小型甘蔗收割机的设计目标

2.1.1小型甘蔗收割机的使用性能

2.1.2通过性

2.1.3转向操作性

2.1.4稳定性

2.1.5小型甘蔗收割机的质量

2.2小型甘蔗收割机的总体设计

2.2.1 小型甘蔗收割机的总体布置方案

2.2.2小型甘蔗收割机的总体设计

2.3 小型甘蔗收割机的动态特性分析

2.3.1小型甘蔗收割机的模态分析

2.3.2基于ANSYS对小型甘蔗收割机模态的仿真分析

2.4本章小结

第三章小型甘蔗收割机传动系统的设计

3.1 小型甘蔗收割机传动方案的设计

3.1.1传动方案的设计

3.1.2传动方案的选择

3.2小型甘蔗收割机机械传动系统的设计

3.2.1 小型甘蔗收割机行走传动系统的设计

3.2.2小型甘蔗收割机物流传动系统的设计

3.3小型甘蔗收割机液压传动系统的设计

3.3.1 小型甘蔗收割机液压传动方案的设计

3.3.2小型甘蔗收割机液压传动系统的设计

3.4小型甘蔗收割机液压传动系统参数的匹配研究

3.4.1液压传动系统特征参数的确定

3.4.2液压传动系统液压元件参数的确定

3.5本章小结

第四章小型甘蔗收割机动力与工作参数的匹配研究

4.1 小型甘蔗收割机动力参数的匹配研究

4.1.1 小型甘蔗收割机整机功率的确定

4.2小型甘蔗收割机工作参数的匹配研究

4.2.1小型甘蔗收割机工作参数的确定

4.3 小型甘蔗收割机动力与工作参数的匹配研究

4.3.1 小型甘蔗收割机的牵引特性与工作阻力的匹配研究

4.3.2小型甘蔗收割机的输出功率与其功耗要求的匹配研究

4.3.3小型甘蔗收割机工作参数之间的匹配研究

4.4本章小结

第五章小型甘蔗收割机动力与工作参数匹配的仿真分析

5.1 关键工作部件动力与工作参数匹配的仿真分析

5.1.1基于AMESim虚拟仿真技术的应用

5.1.2关键工作部件仿真模型的建立

5.1.3关键工作部件仿真参数的确定

5.1.4关键工作部件仿真结果分析

5.2小型甘蔗收割机动力与工作参数匹配的仿真分析

5.2.1基于AMESim液压传动系统仿真模型的建立

5.2.2动力与工作参数匹配的仿真结果分析

5.3本章小结

第六章小型甘蔗收割机动力与工作参数匹配的试验研究

6.1试验设备与材料

6.1.1 试验设备

6.1.2试验材料

6.1.3试验设计

6.2关键工作部件动力参数的试验研究

6.2.1试验目的

6.2.2试验方案

6.2.3试验数据及结果分析

6.3关键工作部件工作参数的试验研究

6.3.1试验目的

6.3.2试验方案

6.3.3试验数据及结果分析

6.4台架物流系统的动力学试验研究

6.4.1试验目的

6.4.2试验方案

6.4.3试验数据及结果分析

6.5本章小结

第七章总结与展望

7.1 本文总结

7.2问题和展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文及所获的专利