电动微耕机的分析与设计研究
发布时间：2021-07-30 09:18
电动微耕机是由电机驱动的微耕机,主要用于水旱田整地、田园管理及设施农业等耕耘作业,耕作时旋耕刀等直接装在驱动轮轴上。电动微耕机既有传统微耕机灵活、轻便,多功能等特点,适用于山区、丘陵等中小块田地耕作,烟田、茶园等经济作物种植,又具有经济、环保等优点,市场需求量大。对电动微耕机进行研究以提高其操作安全性、性能稳定性、部件可靠性和操作简便性意义重大。本文首先对某型号电动微耕机进行拆解、测绘,建立其三维模型,然后对机架进行了有限元静力学分析与模态分析,得出机架总变形云图、等效应力云图和前六阶模态参数。通过比较电动微耕机工作时产生的激振频率和机架各阶固有频率,得出当微耕机稳定工作时,电动机、变速箱、刀辊的激振频率都不会与机架各阶固有频率重合,避免了发生共振。根据模态分析结果,在机架变形处设计了筋板、支撑板等结构并进行了单目标优化,减小了机架前几阶振型的最大变形量,第一、二阶最大变形量分别减少了5.58%、30.44%,并提高了机架各阶固有频率,整体上提高了电动微耕机机架的结构强度和工作稳定性,延长了微耕机使用寿命。分析了现有电动微耕机存在的一些重心过前、微耕机向前翻倒造成伤人事故、机架强度不足...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 微耕机发展历程及国内外研究动态
1.2.1 微耕机发展现状
1.2.2 国外研究动态
1.2.3 国内研究动态
1.2.4 微耕机的发展趋势
1.3 课题来源
1.4 主要内容
第二章 某型号电动微耕机机架的仿真分析
2.1 ANSYS Workbench有限元分析
2.1.1 有限元模态分析理论
2.1.2 ANSYS Workbench简介
2.1.3 ANSYS Workbench分析的一般步骤
2.2 电动微耕机机架模型前处理
2.2.1 建模方法的选择
2.2.2 模型的建立与导入
2.2.3 添加材料属性
2.2.4 划分网格
2.2.5 添加载荷与约束
2.3 机架静力学分析
2.4 机架模态分析
2.5 机架的优化
2.5.1 优化前处理
2.5.2 优化分析
2.5.3 优化结果
2.6 本章小结
第三章 新型电动微耕机的设计与仿真分析
3.1 总体方案设计
3.1.1 需解决的问题
3.1.2 设计原则
3.1.3 总体结构方案及特点
3.2 主要部件选型
3.2.1 电机选型
3.2.2 电源选型
3.2.3 电机功率和电池容量计算
3.3 机架仿真分析
3.3.1 静力学分析
3.3.2 模态分析
3.4 本章小结
第四章 自动升降装置的设计与仿真分析
4.1 电动微耕机的类型及结构
4.1.1 电动微耕机的类型
4.1.2 电动微耕机的结构
4.1.3 存在的问题
4.2 电动微耕机自动升降装置的设计
4.2.1 装置方案选择比较
4.2.2 装置结构及工作原理
4.2.3 设计计算
4.3 装置的运动学仿真
4.3.1 ADAMS软件介绍
4.3.2 装置运动模型的建立
4.3.3 运动学仿真
4.4 本章小结
第五章 电动微耕机传动与控制
5.1 机械传动控制方案
5.2 电磁离合器
5.2.1 离合器的分类
5.2.2 电磁离合器原理
5.3 电动传动控制方案设计
5.4 控制程序设计
5.4.1 设计原则
5.4.2 电机驱动器
5.4.3 程序设计
5.5 本章小结
第六章 电动微耕机性能试验
6.1 微耕机性能试验
6.1.1 试验条件和要求
6.1.2 操纵试验
6.1.3 旋耕性能试验
6.2 微耕机主要技术规格
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
攻读硕士期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]微耕机土壤耕作部件田间测试平台的研制[J]. 曾百功,叶进,杨仕,柳剑,李明生,陈俊杰. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]电动汽车电池的发展现状与趋势[J]. 华政,梁风,姚耀春. 化工进展. 2017(08)
[3]宽幅播种机折叠机架的模态分析[J]. 李海亮,汪春,胡军,孙海天,严晓丽,梁琦. 农机化研究. 2017(06)
[4]微耕机操纵装置动态特性分析及结构拓扑优化[J]. 许洪斌,陈亚洁,刘妤,卢腊. 机械设计. 2017(04)
[5]一种新型液压微耕机的结构设计[J]. 陈刚,陈宝. 西南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]微耕机非作业状态下的振动测试及响应分析[J]. 许洪斌,陈亚洁,刘妤,徐梓翔. 中国农机化学报. 2016(11)
[7]微耕机水田旋耕刀片切土作业过程动力学仿真[J]. 杨望,路宏,杨坚,杨红艳. 农机化研究. 2016(06)
[8]面向微耕机减振的扶手模态分析[J]. 李果,谢杭佳,王世猛,陈建. 农机化研究. 2016(05)
[9]旋耕刀结构优化设计与动力稳定性分析[J]. 日力夏提·阿布都热西提,尼加提·玉素甫,买买提明·艾尼. 农机化研究. 2016(01)
[10]果园避障旋耕机的研究与设计[J]. 罗进军,王斌,毕新胜,王剑,曾小辉,明光. 农机化研究. 2016(01)
硕士论文
[1]棚室电动微耕机设计[D]. 杜昌盛.湖北工业大学 2016
[2]微耕机耕深自动控制系统的设计与研究[D]. 李博.西南大学 2015
[3]微耕机振动试验与分析[D]. 谢杭佳.西南大学 2015
[4]微耕机刀具的有限元分析及优化[D]. 康松林.重庆理工大学 2015
[5]履带式微耕机及其主要工作部件的性能研究[D]. 杜蒙蒙.河南科技大学 2014
[6]微耕机机架振动特性仿真及试验研究[D]. 王飙.西南大学 2014
[7]微耕机旋耕刀辊模态仿真与试验研究[D]. 任永豪.西南大学 2014
[8]棚室电动旋耕机自动控制系统设计[D]. 高蕾.东北农业大学 2013
本文编号：3311145
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 微耕机发展历程及国内外研究动态
1.2.1 微耕机发展现状
1.2.2 国外研究动态
1.2.3 国内研究动态
1.2.4 微耕机的发展趋势
1.3 课题来源
1.4 主要内容
第二章 某型号电动微耕机机架的仿真分析
2.1 ANSYS Workbench有限元分析
2.1.1 有限元模态分析理论
2.1.2 ANSYS Workbench简介
2.1.3 ANSYS Workbench分析的一般步骤
2.2 电动微耕机机架模型前处理
2.2.1 建模方法的选择
2.2.2 模型的建立与导入
2.2.3 添加材料属性
2.2.4 划分网格
2.2.5 添加载荷与约束
2.3 机架静力学分析
2.4 机架模态分析
2.5 机架的优化
2.5.1 优化前处理
2.5.2 优化分析
2.5.3 优化结果
2.6 本章小结
第三章 新型电动微耕机的设计与仿真分析
3.1 总体方案设计
3.1.1 需解决的问题
3.1.2 设计原则
3.1.3 总体结构方案及特点
3.2 主要部件选型
3.2.1 电机选型
3.2.2 电源选型
3.2.3 电机功率和电池容量计算
3.3 机架仿真分析
3.3.1 静力学分析
3.3.2 模态分析
3.4 本章小结
第四章 自动升降装置的设计与仿真分析
4.1 电动微耕机的类型及结构
4.1.1 电动微耕机的类型
4.1.2 电动微耕机的结构
4.1.3 存在的问题
4.2 电动微耕机自动升降装置的设计
4.2.1 装置方案选择比较
4.2.2 装置结构及工作原理
4.2.3 设计计算
4.3 装置的运动学仿真
4.3.1 ADAMS软件介绍
4.3.2 装置运动模型的建立
4.3.3 运动学仿真
4.4 本章小结
第五章 电动微耕机传动与控制
5.1 机械传动控制方案
5.2 电磁离合器
5.2.1 离合器的分类
5.2.2 电磁离合器原理
5.3 电动传动控制方案设计
5.4 控制程序设计
5.4.1 设计原则
5.4.2 电机驱动器
5.4.3 程序设计
5.5 本章小结
第六章 电动微耕机性能试验
6.1 微耕机性能试验
6.1.1 试验条件和要求
6.1.2 操纵试验
6.1.3 旋耕性能试验
6.2 微耕机主要技术规格
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
攻读硕士期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]微耕机土壤耕作部件田间测试平台的研制[J]. 曾百功,叶进,杨仕,柳剑,李明生,陈俊杰. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]电动汽车电池的发展现状与趋势[J]. 华政,梁风,姚耀春. 化工进展. 2017(08)
[3]宽幅播种机折叠机架的模态分析[J]. 李海亮,汪春,胡军,孙海天,严晓丽,梁琦. 农机化研究. 2017(06)
[4]微耕机操纵装置动态特性分析及结构拓扑优化[J]. 许洪斌,陈亚洁,刘妤,卢腊. 机械设计. 2017(04)
[5]一种新型液压微耕机的结构设计[J]. 陈刚,陈宝. 西南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]微耕机非作业状态下的振动测试及响应分析[J]. 许洪斌,陈亚洁,刘妤,徐梓翔. 中国农机化学报. 2016(11)
[7]微耕机水田旋耕刀片切土作业过程动力学仿真[J]. 杨望,路宏,杨坚,杨红艳. 农机化研究. 2016(06)
[8]面向微耕机减振的扶手模态分析[J]. 李果,谢杭佳,王世猛,陈建. 农机化研究. 2016(05)
[9]旋耕刀结构优化设计与动力稳定性分析[J]. 日力夏提·阿布都热西提,尼加提·玉素甫,买买提明·艾尼. 农机化研究. 2016(01)
[10]果园避障旋耕机的研究与设计[J]. 罗进军,王斌,毕新胜,王剑,曾小辉,明光. 农机化研究. 2016(01)
硕士论文
[1]棚室电动微耕机设计[D]. 杜昌盛.湖北工业大学 2016
[2]微耕机耕深自动控制系统的设计与研究[D]. 李博.西南大学 2015
[3]微耕机振动试验与分析[D]. 谢杭佳.西南大学 2015
[4]微耕机刀具的有限元分析及优化[D]. 康松林.重庆理工大学 2015
[5]履带式微耕机及其主要工作部件的性能研究[D]. 杜蒙蒙.河南科技大学 2014
[6]微耕机机架振动特性仿真及试验研究[D]. 王飙.西南大学 2014
[7]微耕机旋耕刀辊模态仿真与试验研究[D]. 任永豪.西南大学 2014
[8]棚室电动旋耕机自动控制系统设计[D]. 高蕾.东北农业大学 2013
本文编号：3311145
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3311145.html
