可调宽窄行高速水稻插秧机移箱机构研究与优化

摘要

由于我国水稻种植地区分布比较广阔，各个地区种植的水稻品种繁多，不同水稻种植地区土壤肥水条件差异也较大，导致不同地区水稻种植密度不同。我国水稻生产主推机械化插秧技术，不同地区不同类型品种插秧行株距也各不相同。我国农业专家经过长期的种植实践，提出了水稻宽窄行种植的新型插秧方式，采用这种插秧方式，有利于株间的通风透光，减少水稻病虫害等灾害的发生，防止水稻后期出现倒伏现象，可有效提高单位面积水稻产量。而生产上使用的高速水稻插秧机插秧固定等行距，难以满足不同地区不同类型水稻品种种植行距要求。因此，研制可调宽窄行高速水稻插秧机对提高插秧机适应性和挖掘水稻增产潜力有着重要的意义。
　　移箱机构是高速水稻插秧机的核心部件，其主要作用是实现机插秧过程中的精准、定量、均匀的送秧，并且把动力传递给分插机构进行取秧和插秧，其工作可靠性直接关系到栽植臂的取秧量和整机工作性能的稳定性。因此，设计结构合理、性能可靠的移箱机构对研制可调宽窄行高速水稻插秧机有着至关重要的作用。
　　本论文主要的研究内容有：
　　（1）研究生产上常用几种机型的高速水稻插秧机移箱机构的结构和工作原理，分析其优缺点，并且结合不同类型水稻品种插秧的农艺要求和可调宽窄行高速水稻插秧机功能和性能要求，选择合适的移箱机构类型，提出改进方案。并对移箱机构螺旋轴和转子等关键零部件进行详细设计。
　　（2）以转子为中心，对移箱机构进行受力分析，并且通过受力分析找出转子不顶撞螺旋轴双滑道交点的基本条件和移箱机构的力学性能要求。运用CATIA软件对移箱机构进行三维建模，并对三种常用过渡曲线的螺旋轴进行装配分析。
　　（3）运用ADAMS软件对移箱机构进行动力学分析，把三种不同过渡曲线的螺旋轴分别导入 ADAMS软件中进行动力学分析，得到在三种不同过渡曲线的螺旋轴下，转子与螺旋轴之间的接触力曲线图，通过对比选择了合适的曲线作为螺旋轴双滑道过渡曲线。并对采用的过渡曲线螺旋轴进行静力学分析，结果满足扰度、最大位移和模态振动要求。
　　（4）运用多学科优化方法对转子进行优化，使之在移箱机构运行中具有更好的力学性能。通过自制的移箱机构试验台对移箱机构进行试验验证，并通过田间试验对优化后的移箱机构进行性能测试。

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第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3移箱机构的发展

1.3本课题研究意义

1.4本课题研究内容

第二章 移箱机构总体结构设计

2.1 螺旋轴的设计

2.2转子的设计

2.3本章小结：

第三章 移箱机构的运动学和动力学分析

3.1 移箱机构的受力分析

3.2 移箱机构三模模型的建立

3.3 动力学分析

3.4 静力学分析

3.5 本章小结

第四章 转子的优化

4.1 多学科优化简介

4.2 DOE试验设计方法简介

4.3集成优化平台

4.4 转子的参数化

4.5 转子的应力表达

4.6 ISIGHT集成

4.7 优化结果分析

4.8 本章小结

第五章 移箱机构试验验证

5.1试验台架

5.2关键零部件的选择

5.2 静态试验

5.3 田间试验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

作者简介

在校期间发表的论著及科研成果