水田履带轮式施药机设计与底盘试验
发布时间：2021-05-10 06:01
水稻是我国主要的粮食作物,其种植面积约为3000万hm2,但我国水稻施药作业一直以人工为主,作业劳动强度大、效率低,施药人员中毒事件时有发生。现有的水田施药机多以旱田或水旱兼用的轮式施药机为原型机经改制而来,改制后的施药机在水田环境中容易出现打滑、下陷现象,常年反复作业会使水田泥脚不断加深,对土壤耕底层造成破坏。针对以上问题,文本在前人研究的基础上,将轮式车辆的转向机构与履带式车辆的行走装置相结合,设计了一种水田履带轮式施药机,使其既具有较小的转向半径,又具有较低的接地比压。具体工作内容如下:（1）根据设计要求及技术指标确定整机方案,对施药机的关键零部件进行了设计和选型,主要包括:行走装置、转向机构和喷杆桁架;同时对施药机液压系统进行了设计和选型,主要包括:液压驱动、液压转向和液压施药,使其能够实现四轮驱动和四轮转向功能;并运用Solidworks软件绘制了施药机的零部件三维模型及虚拟装配。（2）运用ANSYS软件对车架模型进行了水平弯曲和极限扭转工况下的静力学分析,得到了两种工况下的应力和位移分布图,仿真结果表明车架结构设计合理,满足强度与刚度要求;运用ANSY...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水田自走式施药机研究现状
1.2.2 履带轮式底盘研究现状
1.2.3 履带地面力学研究现状
1.2.4 国内外研究现状总结
1.3 论文的主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第二章 水田履带轮式施药机设计
2.1 施药机总体设计
2.1.1 设计要求及技术指标
2.1.2 整机三维模型
2.2 关键零部件设计
2.2.1 行走装置
2.2.2 液压系统
2.2.3 转向机构
2.2.4 喷杆桁架
2.3 车架静力学及模态分析
2.3.1 模型简化与网格划分
2.3.2 定义载荷
2.3.3 车架静力学分析
2.3.4 车架模态分析
2.4 本章小结
第三章 土壤力学特性及参数试验
3.1 土壤力学特性
3.1.1 土壤承压特性
3.1.2 土壤剪切特性
3.2 土样含水率试验
3.2.1 试验方案设计
3.2.2 试验结果与分析
3.3 土壤力学特性参数试验
3.3.1 试验方案设计
3.3.2 试验结果与分析
3.4 本章小结
第四章 履带轮式施药机转向运动分析
4.1 基本假设及坐标系
4.1.1 基本假设条件
4.1.2 坐标系描述
4.2 转向方式分析
4.2.1 轮式车辆转向方式
4.2.2 履带式车辆转向方式
4.3 转向运动学分析
4.3.1 速度瞬心横向偏移
4.3.2 打滑条件下的转向运动分析
4.4 转向动力学分析
4.4.1 土壤压实阻力
4.4.2 转向摩擦阻力
4.4.3 侧面推土阻力
4.4.4 内部摩擦阻力
4.5 本章小结
第五章 履带轮式施药机底盘田间试验
5.1 试验前期准备
5.1.1 试验样机
5.1.2 试验场地
5.1.3 试验仪器
5.2 田间土壤含水率及紧实度试验
5.2.1 试验方案设计
5.2.2 试验结果与分析
5.3 直线行驶性能试验
5.3.1 偏驶率试验
5.3.2 土壤沉陷试验
5.4 转向行驶性能试验
5.4.1 最小转向半径试验
5.4.2 不同偏转角下转向半径试验
5.4.3 转向阻力试验
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
硕士期间发表学术论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国植保机械化发展研究[J]. 邱峰,杜永年,秦海生. 现代农机. 2018(04)
[2]不同植保机械对水稻田病虫害防治效果试验初报[J]. 夏海荣. 农业开发与装备. 2018(02)
[3]基于试验台架对齿轮齿条转向器的转向梯形设计与校核[J]. 李世豪. 汽车实用技术. 2017(24)
[4]考虑履带张力的履带车辆牵引力-滑转率分析与试验验证[J]. 李善乐,王红岩,芮强,陈冰. 科学技术与工程. 2017(34)
[5]海底自行式四履带车的差速转向性能研究[J]. 刘伟,吴鸿云,江敏,侯井宝,徐俊杰. 矿业研究与开发. 2017(11)
[6]高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验[J]. 王金武,唐汉,沈红光,白海超,那明君. 农业工程学报. 2017(16)
[7]我国水田机械化发展现状及分析[J]. 胡晓辉. 农机使用与维修. 2017(08)
[8]土壤垂直和水平复合载荷-变形关系研究[J]. 何健,马吉胜,吴大林,赵建新. 农业机械学报. 2017(09)
[9]小型植保无人机在水稻全程病虫害防治中的应用分析[J]. 魏小平. 中国农业信息. 2016(24)
[10]我国水田动力机械发展概述[J]. 张建锋,杨东山,史金钟,孙盼盼. 拖拉机与农用运输车. 2016(02)
博士论文
[1]基于履带—地面耦合系统的低速履带车辆通过性研究[D]. 姚禹.吉林大学 2016
硕士论文
[1]水田自走式喷雾机驱动防滑控制技术研究[D]. 付拓.中国农业机械化科学研究院 2018
[2]水田履带轮式液压驱动底盘设计及试验[D]. 尹义新.江苏大学 2018
[3]电动助力转向系统关键部件力学特性分析与研究[D]. 司婷婷.重庆理工大学 2018
[4]全液压驱动高地隙履带作业车设计研究[D]. 王宝山.河南农业大学 2017
[5]高地隙折腰式水田动力底盘设计与试验[D]. 沈红光.东北农业大学 2017
[6]轮履式复合底盘结构设计与研究[D]. 李峙峰.长安大学 2017
[7]履带式高地隙茶园管理机底盘行驶系统设计[D]. 许学建.江苏大学 2016
[8]高地隙喷杆喷雾机自走式底盘机架的设计研究[D]. 许超.石河子大学 2015
[9]履带车辆差速转向载荷比受软土地面条件影响的实验研究[D]. 王洪涛.东北农业大学 2014
[10]高地隙窄形橡胶履带轮水旱兼用宽幅植保施肥机的设计与性能试验[D]. 邢全道.南京农业大学 2013
本文编号：3178827
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水田自走式施药机研究现状
1.2.2 履带轮式底盘研究现状
1.2.3 履带地面力学研究现状
1.2.4 国内外研究现状总结
1.3 论文的主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第二章 水田履带轮式施药机设计
2.1 施药机总体设计
2.1.1 设计要求及技术指标
2.1.2 整机三维模型
2.2 关键零部件设计
2.2.1 行走装置
2.2.2 液压系统
2.2.3 转向机构
2.2.4 喷杆桁架
2.3 车架静力学及模态分析
2.3.1 模型简化与网格划分
2.3.2 定义载荷
2.3.3 车架静力学分析
2.3.4 车架模态分析
2.4 本章小结
第三章 土壤力学特性及参数试验
3.1 土壤力学特性
3.1.1 土壤承压特性
3.1.2 土壤剪切特性
3.2 土样含水率试验
3.2.1 试验方案设计
3.2.2 试验结果与分析
3.3 土壤力学特性参数试验
3.3.1 试验方案设计
3.3.2 试验结果与分析
3.4 本章小结
第四章 履带轮式施药机转向运动分析
4.1 基本假设及坐标系
4.1.1 基本假设条件
4.1.2 坐标系描述
4.2 转向方式分析
4.2.1 轮式车辆转向方式
4.2.2 履带式车辆转向方式
4.3 转向运动学分析
4.3.1 速度瞬心横向偏移
4.3.2 打滑条件下的转向运动分析
4.4 转向动力学分析
4.4.1 土壤压实阻力
4.4.2 转向摩擦阻力
4.4.3 侧面推土阻力
4.4.4 内部摩擦阻力
4.5 本章小结
第五章 履带轮式施药机底盘田间试验
5.1 试验前期准备
5.1.1 试验样机
5.1.2 试验场地
5.1.3 试验仪器
5.2 田间土壤含水率及紧实度试验
5.2.1 试验方案设计
5.2.2 试验结果与分析
5.3 直线行驶性能试验
5.3.1 偏驶率试验
5.3.2 土壤沉陷试验
5.4 转向行驶性能试验
5.4.1 最小转向半径试验
5.4.2 不同偏转角下转向半径试验
5.4.3 转向阻力试验
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
硕士期间发表学术论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国植保机械化发展研究[J]. 邱峰,杜永年,秦海生. 现代农机. 2018(04)
[2]不同植保机械对水稻田病虫害防治效果试验初报[J]. 夏海荣. 农业开发与装备. 2018(02)
[3]基于试验台架对齿轮齿条转向器的转向梯形设计与校核[J]. 李世豪. 汽车实用技术. 2017(24)
[4]考虑履带张力的履带车辆牵引力-滑转率分析与试验验证[J]. 李善乐,王红岩,芮强,陈冰. 科学技术与工程. 2017(34)
[5]海底自行式四履带车的差速转向性能研究[J]. 刘伟,吴鸿云,江敏,侯井宝,徐俊杰. 矿业研究与开发. 2017(11)
[6]高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验[J]. 王金武,唐汉,沈红光,白海超,那明君. 农业工程学报. 2017(16)
[7]我国水田机械化发展现状及分析[J]. 胡晓辉. 农机使用与维修. 2017(08)
[8]土壤垂直和水平复合载荷-变形关系研究[J]. 何健,马吉胜,吴大林,赵建新. 农业机械学报. 2017(09)
[9]小型植保无人机在水稻全程病虫害防治中的应用分析[J]. 魏小平. 中国农业信息. 2016(24)
[10]我国水田动力机械发展概述[J]. 张建锋,杨东山,史金钟,孙盼盼. 拖拉机与农用运输车. 2016(02)
博士论文
[1]基于履带—地面耦合系统的低速履带车辆通过性研究[D]. 姚禹.吉林大学 2016
硕士论文
[1]水田自走式喷雾机驱动防滑控制技术研究[D]. 付拓.中国农业机械化科学研究院 2018
[2]水田履带轮式液压驱动底盘设计及试验[D]. 尹义新.江苏大学 2018
[3]电动助力转向系统关键部件力学特性分析与研究[D]. 司婷婷.重庆理工大学 2018
[4]全液压驱动高地隙履带作业车设计研究[D]. 王宝山.河南农业大学 2017
[5]高地隙折腰式水田动力底盘设计与试验[D]. 沈红光.东北农业大学 2017
[6]轮履式复合底盘结构设计与研究[D]. 李峙峰.长安大学 2017
[7]履带式高地隙茶园管理机底盘行驶系统设计[D]. 许学建.江苏大学 2016
[8]高地隙喷杆喷雾机自走式底盘机架的设计研究[D]. 许超.石河子大学 2015
[9]履带车辆差速转向载荷比受软土地面条件影响的实验研究[D]. 王洪涛.东北农业大学 2014
[10]高地隙窄形橡胶履带轮水旱兼用宽幅植保施肥机的设计与性能试验[D]. 邢全道.南京农业大学 2013
本文编号：3178827
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