水田高地隙噴桿噴霧機(jī)設(shè)計及試驗研究.pdf

1、我國嚴(yán)重落后的水田施藥技術(shù)與我國高速發(fā)展的制藥水平極不相稱，已嚴(yán)重影響了水稻病蟲草害的防治，增加了農(nóng)民的水稻種植經(jīng)濟(jì)成本及勞動強(qiáng)度，打擊了農(nóng)民對水稻種植的積極性，造成了大量的水田閑置，不利于水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。本著農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的原則，設(shè)計一種適應(yīng)于南方地區(qū)水稻種植特點的高地隙噴桿噴霧機(jī)，包括總體結(jié)構(gòu)、配套動力、傳動系統(tǒng)、承載機(jī)架和噴施系統(tǒng)等，解決我國水田植保機(jī)具集中單一、施藥分布不均勻、施藥量超標(biāo)及利用率低等問題。
　　在水

2、田噴霧機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計中，在產(chǎn)品定型量產(chǎn)之前需經(jīng)過“樣機(jī)設(shè)計—樣機(jī)制造—樣機(jī)裝配—樣機(jī)測試—樣機(jī)優(yōu)化”的循環(huán)過程，無形中增加了開發(fā)成本，還使得產(chǎn)品上市周期延長，降低了產(chǎn)品競爭力。然而國內(nèi)開始運用CAD進(jìn)行并行設(shè)計與虛擬裝配;運用CAE進(jìn)行仿真分析，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，仿真結(jié)果也越來越接近實際結(jié)果，節(jié)省了研發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期。由此可見將CAD及CAE技術(shù)應(yīng)用于水田高地隙噴桿噴霧機(jī)的研發(fā)，對提高自主開發(fā)能力和增強(qiáng)市場競爭力具有重大的現(xiàn)

3、實意義。
　　本課題首先在保證整機(jī)具有足夠的動力前提下，設(shè)計整體傳動系統(tǒng)方案，合理分配行走傳動系統(tǒng)和噴施傳動系統(tǒng)的傳動比;利用Pro/E軟件對所設(shè)計的整體傳動系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計及裝配;將整個裝配模型導(dǎo)入ADAMS軟件中進(jìn)行仿真分析，傳動系統(tǒng)各級轉(zhuǎn)速、受力及激振頻率的仿真結(jié)果與對應(yīng)的理論計算結(jié)果及實驗結(jié)果之間相吻合，驗證了所設(shè)計的傳動系統(tǒng)的可行性、準(zhǔn)確性及可靠性。
　　根據(jù)要求設(shè)計水田高地隙噴桿噴霧機(jī)的機(jī)架，結(jié)合機(jī)架的力學(xué)結(jié)構(gòu)

4、特性，綜合考慮所建有限元模型的準(zhǔn)確性及后續(xù)仿真計算效率，對機(jī)架進(jìn)行了合理適當(dāng)?shù)睾喕?，運用Pro/E及HyperWorks軟件分別建立該機(jī)架的幾何模型與有限元模型，利用HyperWorks的Radioss求解器求解機(jī)架的前六階固有頻率和振型。利用ModalView軟件進(jìn)行該機(jī)架的自由模態(tài)分析，通過對其仿真（理論）模態(tài)與試驗?zāi)B(tài)的對比分析，驗證了所建機(jī)架有限元模型的準(zhǔn)確性;再利用Radioss求解器計算典型工況下機(jī)架的應(yīng)力分布及位移變形，結(jié)

5、果表明機(jī)架的力學(xué)結(jié)構(gòu)特性符合設(shè)計要求。
　　在綜合機(jī)架在典型工況下有限元分析的基礎(chǔ)上，合理選擇設(shè)計變量、約束函數(shù)及目標(biāo)函數(shù)，利用HyperWorks的Optistruct求解器對該機(jī)架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后整個機(jī)架質(zhì)量減少了41.61％;雖然結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化后的機(jī)架在典型工況下強(qiáng)度及剛度有所降低，但其最大應(yīng)力仍遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力，最大變形量也在允許范圍之內(nèi)，表明機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化方案的合理可靠性。
　　對水田高地隙噴桿