基于虚拟样机技术的甘蔗自动捆扎机研究与设计
发布时间：2021-06-19 17:42
甘蔗是热带及亚热带地区的一种常见农作物,国外在甘蔗收获机械的研究上已有几十年历史,国内也先后出现了甘蔗收割机、甘蔗剥叶机等装备,但是剥叶后的甘蔗仍然需要人力进行按捆包扎,方式效率低下,劳动强度大。目前市场上还没有出现专门用于甘蔗自动捆扎的机器,因此甘蔗自动捆扎机的研制成果能填补我国农机行业在该领域的空白,具有广泛的应用前景。本论文通过对甘蔗生产地进行实际考察,并与蔗民以及糖厂交流沟通后,确定甘蔗自动捆扎机的设计任务。首先得出甘蔗自动捆扎机总体方案,其次对捆扎机的各分功能模块进行规划和设计,特别是利用不完全齿轮机构设计出具有交错时序功能的传动装置,满足捆扎机在纯机械的控制下依次完成下料、抱紧、送线、打结等动作。对其中不完全齿轮给出了基于计算机辅助设计的简便设计方法。首先在UG中建立捆扎机的主模型,然后通过接口程序将其导入到虚拟样机软件ADAMS中,对甘蔗自动捆扎机的抱紧机构及时序分配机构模型进行动力学和运动学的仿真,得出关键构件角速度、位移及驱动力矩等参数随时间变化特征,与实际任务需求及实验样机在真实操作过程中数据进行对比,验证所设计的甘蔗捆扎机主要功能模块物理结构的可行性。并对捆扎机的...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【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 选题的目的与意义
1.2 农机制造业国内外发展现状
1.2.1 国外农机制造业发展现状
1.2.2 国内农机制造业发展现状及发展趋势分析
1.3 甘蔗收货技术的发展
1.3.1 甘蔗收货机械发展技术
1.3.2 现有自动捆扎机类型
1.4 课题研究内容
第二章 甘蔗自动捆扎机的总体功能设计
2.1 甘蔗自动捆扎机任务分析
2.2 甘蔗自动捆扎机的功能(概念)设计
2.3 本章小结
第三章 甘蔗自动捆扎机主要功能模块物理设计
3.1 下料装置设计
3.2 抱紧机构设计
3.3 打结装置设计
3.4 送线机构设计
3.5 传动装置设计
3.5.1 常见间歇机构简介
3.5.2 不完全齿轮的设计
3.5.3 时序分配机构结构设计
3.6 本章小结
第四章 基于ADAMS的虚拟样机动力学仿真
4.1 ADAMS软件基本算法
4.1.1 ADAMS运动学方程
4.1.2 ADAMS运动学方程的求解算法
4.2 甘蔗自动捆扎机虚拟样机模型的建立
4.2.1 设置重力
4.2.2 修改构件的质量属性
4.2.3 设置运动关系
4.3 设置模型构件接触力
4.3.1 接触力理论基础
4.3.2 具体接触参数的设置
4.4 添加驱动
4.5 利用STEP函数添加力
4.6 甘蔗自动捆扎机抱紧机构的仿真分析
4.6.1 抱紧机构的步态仿真
4.6.2 仿真结果分析
4.7 甘蔗自动捆扎机时序分配机构的仿真及分析结果
4.8 本章小结
第五章 时序分配机构中不完全齿轮传动CAE分析
5.1 不完全齿轮静态接触应力有限元计算
5.1.1 接触问题概述
5.1.2 前档动力输入齿轮静态接触应力有限元计算
5.2 不完全齿轮固有特性分析
5.2.1 模态分析的基本原理
5.2.2 不完全齿轮模态分析求解
5.3 本章小结
第六章 甘蔗自动捆扎机样机的研制及实验研究
6.1 甘蔗捆扎机样机
6.2 试验与结果
6.2.1 试验条件
6.2.2 试验结果分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]NX草图分析在制动踏板设计中的应用[J]. 楚登科,范祥聪. 企业科技与发展. 2014(15)
[2]自动纸箱捆扎机张紧机构的改进[J]. 严万林,朱益民,龚建伟. 轻工科技. 2012(09)
[3]基于NX草图建立数学模型进行产品设计研究[J]. 张英,安占军. CAD/CAM与制造业信息化. 2012(03)
[4]基于Inventor的概念草图设计方法研究[J]. 丁扬,邢清源,薛然. 机械工程与自动化. 2011(04)
[5]降低甘蔗生产成本,提高我国甘蔗产业竞争力[J]. 江永. 甘蔗糖业. 2010(06)
[6]基于ANSYS有限元软件的斜齿轮振动模态分析[J]. 汤宏. 中国科技信息. 2009(23)
[7]间歇机构—不完全齿轮的设计及应用[J]. 关玉明,张文雅,肖艳春,王兴. 机械设计与制造. 2009(07)
[8]ZL-1200钻机变速箱低速齿轮的有限元分析[J]. 唐大勇. 矿业安全与环保. 2008(05)
[9]ANSYS有限元分析理论与发展[J]. 宁连旺. 山西科技. 2008(04)
[10]基于ADAMS的虚拟样机技术及其在农业机械上的应用[J]. 王长春. 农机化研究. 2007(09)
硕士论文
[1]基于ADAMS的三臂并联机器人动力学研究[D]. 杨欢.中北大学 2014
[2]基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究[D]. 乔福瑞.大连理工大学 2013
[3]基于CATIA和ADAMS的汽车变速器参数化设计及仿真[D]. 龚杰.武汉理工大学 2012
[4]变速器主减速齿轮对有限元分析[D]. 陈斐雅.江西理工大学 2011
[5]小型甘蔗收获机传动系统的动力学建模及仿真研究[D]. 宁际恒.广西大学 2007
[6]小型甘蔗收割机底盘的虚拟设计及仿真研究[D]. 仇高贺.广西大学 2006
[7]小型甘蔗收获机械断尾机构的创新设计与仿真研究[D]. 任晓智.广西大学 2003
本文编号：3238257
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【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 选题的目的与意义
1.2 农机制造业国内外发展现状
1.2.1 国外农机制造业发展现状
1.2.2 国内农机制造业发展现状及发展趋势分析
1.3 甘蔗收货技术的发展
1.3.1 甘蔗收货机械发展技术
1.3.2 现有自动捆扎机类型
1.4 课题研究内容
第二章 甘蔗自动捆扎机的总体功能设计
2.1 甘蔗自动捆扎机任务分析
2.2 甘蔗自动捆扎机的功能(概念)设计
2.3 本章小结
第三章 甘蔗自动捆扎机主要功能模块物理设计
3.1 下料装置设计
3.2 抱紧机构设计
3.3 打结装置设计
3.4 送线机构设计
3.5 传动装置设计
3.5.1 常见间歇机构简介
3.5.2 不完全齿轮的设计
3.5.3 时序分配机构结构设计
3.6 本章小结
第四章 基于ADAMS的虚拟样机动力学仿真
4.1 ADAMS软件基本算法
4.1.1 ADAMS运动学方程
4.1.2 ADAMS运动学方程的求解算法
4.2 甘蔗自动捆扎机虚拟样机模型的建立
4.2.1 设置重力
4.2.2 修改构件的质量属性
4.2.3 设置运动关系
4.3 设置模型构件接触力
4.3.1 接触力理论基础
4.3.2 具体接触参数的设置
4.4 添加驱动
4.5 利用STEP函数添加力
4.6 甘蔗自动捆扎机抱紧机构的仿真分析
4.6.1 抱紧机构的步态仿真
4.6.2 仿真结果分析
4.7 甘蔗自动捆扎机时序分配机构的仿真及分析结果
4.8 本章小结
第五章 时序分配机构中不完全齿轮传动CAE分析
5.1 不完全齿轮静态接触应力有限元计算
5.1.1 接触问题概述
5.1.2 前档动力输入齿轮静态接触应力有限元计算
5.2 不完全齿轮固有特性分析
5.2.1 模态分析的基本原理
5.2.2 不完全齿轮模态分析求解
5.3 本章小结
第六章 甘蔗自动捆扎机样机的研制及实验研究
6.1 甘蔗捆扎机样机
6.2 试验与结果
6.2.1 试验条件
6.2.2 试验结果分析
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]NX草图分析在制动踏板设计中的应用[J]. 楚登科,范祥聪. 企业科技与发展. 2014(15)
[2]自动纸箱捆扎机张紧机构的改进[J]. 严万林,朱益民,龚建伟. 轻工科技. 2012(09)
[3]基于NX草图建立数学模型进行产品设计研究[J]. 张英,安占军. CAD/CAM与制造业信息化. 2012(03)
[4]基于Inventor的概念草图设计方法研究[J]. 丁扬,邢清源,薛然. 机械工程与自动化. 2011(04)
[5]降低甘蔗生产成本,提高我国甘蔗产业竞争力[J]. 江永. 甘蔗糖业. 2010(06)
[6]基于ANSYS有限元软件的斜齿轮振动模态分析[J]. 汤宏. 中国科技信息. 2009(23)
[7]间歇机构—不完全齿轮的设计及应用[J]. 关玉明,张文雅,肖艳春,王兴. 机械设计与制造. 2009(07)
[8]ZL-1200钻机变速箱低速齿轮的有限元分析[J]. 唐大勇. 矿业安全与环保. 2008(05)
[9]ANSYS有限元分析理论与发展[J]. 宁连旺. 山西科技. 2008(04)
[10]基于ADAMS的虚拟样机技术及其在农业机械上的应用[J]. 王长春. 农机化研究. 2007(09)
硕士论文
[1]基于ADAMS的三臂并联机器人动力学研究[D]. 杨欢.中北大学 2014
[2]基于ANSYS的齿轮接触应力与啮合刚度研究[D]. 乔福瑞.大连理工大学 2013
[3]基于CATIA和ADAMS的汽车变速器参数化设计及仿真[D]. 龚杰.武汉理工大学 2012
[4]变速器主减速齿轮对有限元分析[D]. 陈斐雅.江西理工大学 2011
[5]小型甘蔗收获机传动系统的动力学建模及仿真研究[D]. 宁际恒.广西大学 2007
[6]小型甘蔗收割机底盘的虚拟设计及仿真研究[D]. 仇高贺.广西大学 2006
[7]小型甘蔗收获机械断尾机构的创新设计与仿真研究[D]. 任晓智.广西大学 2003
本文编号：3238257
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