升降式喷药机结构设计及有限元分析

摘要

本文所研究的喷药机来源于玉米种植者切实需要，目前国内市场上的喷药机种类繁多，虽然使用机械化代替人工作业，具有减少劳动者的工作量、改善劳动者的工作环境、提高工作效率等优点，但是也存在一定的问题，比如小型喷药机作业效率低且运行不平稳、普通喷药机只适合低矮作物的田间作业而运输成本高、国外大型机器造价高等。本文旨在设计出一款适合公路和田地两种路况的自走式液压驱动中型喷药机，来满足市场需要。
　　本文针对国内外市场上现有的喷药机类型和特点，结合相关设计技术要求，确定了升降式喷药机的总体设计方案，对喷药机系统各个部分进行分析研究，并通过分析计算对喷药机关键部件进行了合理选型，最终完成升降式喷药机的结构设计。并根据零部件实际尺寸和安装位置，对喷药机整体结构进行了三维建模。
　　结合喷药机实际工作环境，对喷药机进行了纵向稳定性和横向稳定性分析，并对喷药机可能发生的翻转现象进行了分析研究，结合本设计的相关设计数据，从理论上确保了喷药机运行稳定。
　　喷药机底盘承载能力的好坏直接影响到喷药机的安全性能，本文采用Ansys Workbench仿真软件，对喷药机底盘进行了静力学和动力学的有限元分析，进而得到了喷药机工作性能的相关数据，为全面分析喷药机性能提供了依据。
　　为了防止各执行元件动作相互干涉，本文通过Pro/ENGINEER软件对喷药机进入工作状态过程进行了仿真，验证了喷药机结构设计的合理性。针对液压系统成本高、维护工作大的特点，对液压系统进行了优化，用一个液压泵为各个液压系统提供动力。
　　本文不仅设计出一款自走式液压四轮驱动喷药机，而且对其相关性能进行了分析，为后续进一步研究提供了可行性理论基础。