山区微型播种施肥机振动特性分析与优化设计

摘要

山区微型播种施肥主要是适用于我国丘陵山区使用的一款微型机具，可以同时满足播种施肥两种作业方式。但该机具振动量大，把手难以控制的问题一直是制约的其发展的主要问题，本研究针对微型播种施肥机振动的问题进行深入的分析与研究，并提出一了可以有效的降低微型播种施肥机的振动量减振措施，对提升微型播种施肥机的工作性能有较为重要的实用价值。主要研究内容有以下几个方面：
　　1）对机具进行整机模态试验和振动测试试验，整机模态试验得出机架振动前6阶固有频率和振型，对发动机的固有频率进行计算，机架的1阶振动频率与发动机的振动频率较为接近；由振动测试试验，得到了微型播种施肥机振动量的范围，试验结果与实际操作的经验较为符合，把手处振动量大，机身抖动，不易于控制等问题尤为突出。
　　2）建立微型播种施肥机5自由度振动模型，并利用Simulink仿真软件搭建微型播种施肥机整机振动模型，通过仿真分析，获得机架处的垂直振动加速度与俯仰角加速度的振动范围，仿真结果与振动试验的结果较为接近。
　　3）基于遗传算法对微型播种施肥机进行优化设计，优化结果显示，优化后机架处振动加速度均方根值降低了32.9％，俯仰角加速度均方根值降低了37.6%。目标函数最小值从优化前的0.3705下降到0.3349。依据优化设计的结果提出增加橡胶减震器与弹簧减震器以及使用橡胶履带代替铁履带的具体减振措施。
　　4）样机试制，并进行改进前后振动量对比试验，其结果显示在4-5cm播深处，发动机位置处垂直方向振动量降低32.86%，机架处垂直方向振动量降低28.31%，把手处垂直方向振动量降低42.35%；在9-10cm播深处，发动机位置垂直方向振动量降低37.36%，机架处垂直方向振动量降低18.49%，把手处垂直方向振动量降低28.40%。改进后机具的振动量显著减少，验证了改进措施的有效性。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2课题研究的目的

1.3 国内外研究现状

1.4 本课题研究内容及技术路线

第二章 微型播种施肥机振动机理与测试

2.1微型播种施肥机结构和工作原理

2.2微型播种施肥机整机模态试验

2.3 施肥机振动测试试验

2.4本章小结

第三章 微型播种施肥机振动模型建立与仿真分析

3.1 建立系统振动模型

3.2微型播种施肥机多自由度微分方程

3.3系统主要参数

3.4微型播种施肥机地面谱采集

3.5 simulink系统仿真模型的建立

3.6仿真分析

3.7 本章小结

第四章 微型播种施肥机减振优化设计

4.1 遗传算法概述

4.2 微型播种施肥机优化设计

4.3 仿真优化

4.4 本章小结

第五章 微型播种施肥机结构改进设计与试验

5.1 改进措施

5.2样机试制

5.3改进后振动试验

5.4 试验结果

5.5结论

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附件１：遗传算法程序代码

附件２：适应度函数程序

致谢

个人简介

攻读硕士学位期间发表学术论文情况