联合收割机中关键连杆机构优化设计研究

摘要

我国是农业大国,稻麦的产量大约占我国粮食总产量的70％。由于在谷物联合收割机中,全喂入式联合收割机由于价格较低,投资回收期短,受到广大农民朋友的青睐。同时,随着农业水平的快速发展,全喂入式联合收割机的需求市场也在持续的增长,收割机的性能也需要不断的提高。因此,很有必要对全喂入式联合收割机的关键部分进行系统的分析研究。
　　本课题针对全喂入式联合收割机中两个关键的连杆机构(切割机构和振动筛机构)进行优化设计,目的是为了在保证在收割机收获性能最佳的前提下,研究出切割速度最快、质量较轻、体积较小、适合我国西南丘陵地区的全喂入式联合收割机。
　　为了对机构中的各个杆件进行优化设计,首先分别建立切割机构和振动筛机构的数学模型和约束条件。其次针对传统遗传算法易于过早收敛的影响,提出了改进的遗传算法对两个机构分别进行优化。利用优化后的参数,对机构进行了运动分析、受力分析。最后利用质量平衡法分别对切割机构和振动筛机构的惯性力进行了平衡。为了对两个机构的运动情况有直观的认识,本文利用Matlab软件中的SimMechanics工具箱对两个机构进行了运动仿真,包括机构各杆件的位移、速度、加速度、,并对机构受到的惯性力进行对比,仿真表明,所用的质量平衡法减轻了机构受到的惯性力,从而降低收割机的振动,提高了收割机收获性能。

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1 绪论

1.1研究目的和意义

1.2国内外联合收割机研究现状

1.3联合收割机中的连杆机构

1.4优化设计和遗传算法

1.5课题来源和本文研究的主要内容

2 切割动机构的数学模型

2.1切割机构目标优化设计

2.2切割机构运动学分析

2.3切割机构动力学分析

2.4本章小结

3 清选机构中振动筛数学模型

3.1建立振动筛机构的目标函数

3.2振动筛机构运动学分析

3.3振动筛机构动力学分析

3.4 本章小结

4 遗传算法在联合收割机中的应用

4.1遗传算法的实现技术

4.2改进的遗传算法对切割机构的优化

4.3改进的遗传算法对振动筛机构的优化

4.4 本章小结

5联合收割机连杆机构仿真分析及惯性力分析

5.1 Simulink及SimMechanics功能简介

5.2 SimMechannics对切割机构建模和仿真分析

5.3SimMechanics对振动筛机构建模和仿真分析

5.4本章小结

6结束语

参考文献

致谢