一种新型水田栽植机底盘的理论分析与试验研究

发布时间：2020-06-08 13:07

【摘要】：水稻是我国主要的粮食作物,其单产量和总量均较高,但我国水稻机械化整体水平较低,主要表现为水稻机械化种植水平很低。水稻种植机械化已成为我国水稻机械化发展睁‘瓶颈”,严重制约我国水稻生产和农业机械化可持续发展。我国在水稻栽植机械化方面研究较早,但主要集中对分插机构的研究,对水稻栽植机自走底盘的研究很少,成为我国水稻种植机械化水平偏低的主要原因之一。国内现有的高速乘坐式水田栽植机大多依赖于进口,其价格昂贵,使大部分用户无法承受,国内个别仿制产品由于技术落后等原因,其存在转弯半径大、壅泥堵塞及深泥脚水通过性差等问题,关键性部件依赖于进口,价格仍然高居不下。本课题来源于国家科技支撑计划项目“现代多功能农业装备制造关键技术研究”(课题编号：2011BAD20B08)的子课题“水田轻型多功能底盘的研究与开发”。本文以一种新型水田栽植机底盘为研究对象,以车辆底盘设计理论和试验研究为依据,以对比分析为研究方法,以有限元法为分析手段。主要研究内容如下：(1)完成新型水田栽植机底盘与洋马RR850插秧机底盘理论对比分析。内容包括通过性对比分析、运动学对比分析以及动力性对比分析等。(2)完成试验研究。内容包括噪声试验、振动试验以及转弯半径试验等。(3)关键系统研究①设计一种机械式变速器。主要包括机械式变速器总体方案设计、离合器总体方案设计以及基于有限元法的壳体结构分析等。②单边制动系统的设计。主要包括确定了单边制动系统的路线图、制动主缸的设计以及角度传感器和车轮转速传感器的选型等。⑨减振降噪装置的设计。主要内容包括降噪减振方案确定、消声器总体方案设计和主要参数的选择以及橡胶隔振垫的选型等。(4)完成新型水田栽植机底盘整机三维建模和样机性能分析。依据于现有资料,运用CATIA集成化应用软件,创建新型水田栽植机底盘三维模型；实物样机性能参数对比分析。(5)基于转向驱动桥的工程分析与试验研究。通过对传动系统研究分析,计算壳体各部分受力情况；基于CATIA转向驱动桥有限元模型的建立,对其进行有限元模型计算与分析；将物理样机试验数据结果与有限元分析结果对比分析。研究表明新型水田栽植机底盘使用柴油机为动力源,采用标准四轮驱动结构形式有较好的越埂性、动力性以及防下陷能力；机械式变速器使新型水田栽植机底盘的挡位利用率得到提高,并且具有插植功能；橡胶隔振垫与新型消声器能够很好的起到减振降噪效果；单边制动系统使新型水田栽植机底盘的转弯半径减小、操纵稳定性和燃油经济性得到提高,同时可以辅助刹车制动,提高了底盘的刹车系统的可靠性和安全性；综上所述,新型水田栽植机底盘优于洋马RR850插秧机底盘,且解决了转弯半径过大、壅泥堵塞及深泥脚水通过性差等问题。综上所述,新型水田栽植机已解决高速乘坐式插秧机存在转弯半径大、泥脚深水通过性差等方面问题,且在振动和噪声等方面优于洋马RR850插秧机底盘。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S223.9

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