玉米收获机后倾斜式割台设计与研究

摘要

随着我国玉米收获产业的蓬勃发展，玉米收获机的相关技术也不断进步，但是我国玉米收获机的总体水平依然相对落后。其中，我国环境保护的要求越来越高，对玉米收获后的秸杆处理要求日益严格，以及我国北方地区由于收获期相对较晚，加之寒冷气候的秸杆和果穗冻结，对玉米收获和秸秆回收造成较大的困难。针对目前市场上的玉米收获机难以完成对玉米秸秆的保留作业、规则放铺和整机打包等问题，本文研究设计一种适应寒冷地区使用且具有秸秆回收功能的玉米收获机具。为此本文对玉米收获机后倾斜割台进行结构设计及理论分析，对其主要部件进行计算机辅助分析及优化设计，并对后倾斜割台进行物理样机田间性能试验与分析。
　　根据玉米收获和秸秆保留的要求，本文对后倾斜式割台进行总体设计，对复合式摘穗辊和后倾斜输送机构进行重点设计。针对玉米植株生态结构和物理特性进行研究分析，确定后倾斜式割台结构，对复合式摘穗辊工作原理进行介绍，对杆穗分离过程进行受力分析、理论计算和性能分析，同时确定复合式摘穗辊直径和工作间隙等关键因素，并对输送机构进行结构设计和角度确定,通过计算验证了结构的合理性。
　　在结构设计的基础上，本文利用CAE软件对后倾斜式割台的关键零部件进行仿真分析，应用ANSYS Workbench软件对割刀动力轴、连接板和摘穗辊等零部件进行有限元静应力分析及与优化设计，对割刀动力轴进行模态分析，应用ADAMS软件对复合式摘穗辊进行运动学与动力学仿真分析，对于分析中得到的不合理结构进行了分析和优化，使结构设计更加可靠。
　　在后倾斜式割台结构设计和关键部件仿真分析的基础上，本文进行物理样机田间性能和多地域性试验分析。通过试验研究表明：玉米收获机的后倾斜式割台的割断及输送能力良好，复合式摘穗辊的秆穗分离效率较高，秸秆放铺角度正确，满足玉米收获和秸秆保留的设计要求。
　　本论文不但完成了秸秆保留型玉米收获机割台的研制，且收获后秸秆的倒地角度更利于回收和处理，对秸秆保留型玉米收获机的研制有重要意义。

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第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2玉米收获机研究现状

1.3玉米收获机结构形式

1.4本文主要研究内容

第2章 后倾斜式割台结构设计

2.1倾斜割台总体设计

2.2 .复合式摘穗辊结构设计

2.3倾斜输送机构设计

2.4本章小结

第3章 摘穗机构关键部件仿真分析

3.1割刀动力轴强度分析及优化

3.2割刀轴模态分析

3.3连接板强度分析及优化

3.4摘穗辊强度分析及优化

3.5摘穗辊运动学与动力学仿真分析

3.6本章小结

第4章 物理样机装配调试与试验分析

4.1物理样机的设计及装配

4.2物理样机田间性能试验

4.3多地域性试验分析

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及专利

致谢