發(fā)布時間：2020-11-13 01:44

　　 微耕機是廣泛用于山區(qū)、水田、茶園、果園及大棚等農(nóng)業(yè)耕作的小型農(nóng)業(yè)機械,具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本低等優(yōu)點,微耕機在減輕人力勞動、提高農(nóng)作效率等方面發(fā)揮了非常重要的作用。隨著小型農(nóng)機的發(fā)展,設(shè)計研究一種經(jīng)濟環(huán)保、操作性強、勞動負擔(dān)小的電動微耕機具有重大意義。一種耕走分離式微耕機既有微耕機靈活輕便的優(yōu)點,同時采用電機驅(qū)動,達到經(jīng)濟環(huán)保的目的,遠程控制可減輕勞動負擔(dān),具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究的主要內(nèi)容有以下幾個部分:(1)提出了一種耕走分離式微耕機的結(jié)構(gòu)和傳動方案。對其主要傳動機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)進行運動和受力分析,以及對微耕機進行三維建模及運動仿真,觀察微耕機的運動情況,驗證了其結(jié)構(gòu)和傳動方案的可行性;分析犁耕刀具的受力情況和功耗情況;與傳統(tǒng)微耕機進行仿真對比,耕走分離式微耕機在相同工作條件下可獲得更大的耕力。(2)運用SPH算法的基本理論,結(jié)合ANSYS中MAT_FHWA_SOIL材料,使用LS-DYNA和LS-PREPOST軟件進行了土壤切削數(shù)值模擬,觀察土壤切削仿真過程,根據(jù)SPH土壤粒子運動情況,以及刀具受力情況,對比理論分析,驗證了數(shù)值模擬的合理性;并且進行了不同工況下的土壤切削數(shù)值模擬,觀察一定工況條件下犁耕刀的受力、受扭矩,系統(tǒng)功耗等情況,為微耕機的電機匹配提供了一定依據(jù)。(3)設(shè)計、裝配了耕走分離式微耕機模型機。根據(jù)數(shù)值模擬的相關(guān)數(shù)據(jù),估算出模型機所需電機的功率,匹配了電池、電源、減速器等硬件設(shè)備;同時對模型機進行整機布局,對非標(biāo)準(zhǔn)件進行二維零件圖繪制及加工,完成了模型機的零部件的購買、加工和裝配制作。(4)對模型機進行試驗和分析。根據(jù)地方微耕機作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),選取了平均耕深、耕深變異系數(shù)以及碎土率作為模型機的實驗項目,試驗表明,耕走分離式微耕機模型機符合作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在與現(xiàn)有兩款微耕機進行對比時,發(fā)現(xiàn)模型機使用成本較低,具有良好的經(jīng)濟效益。
【學(xué)位單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S222
【部分圖文】：

（c） （d）圖 1.1 幾種大型農(nóng)業(yè)機械小型農(nóng)業(yè)機械種類繁多，其中最常見的小型耕作機器是微耕機，微耕機有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本低的優(yōu)點，而且微耕機對各類地形有廣泛適應(yīng)性，不論平原還是山區(qū)，水田還是旱地，都能夠發(fā)揮極大的作用，與此同時，微耕機配上相應(yīng)機具，可實現(xiàn)抽水、發(fā)電、灌溉等作業(yè)，也可匹配掛車用于短途運輸，微耕機在減輕人力勞動、提高農(nóng)作效率等方面發(fā)揮了非常重要的作用[3]，市場上微耕機通常按功率劃分，盡管微耕機的動力匹配較大型機械來說算是小功率，但根據(jù)作業(yè)環(huán)境、作業(yè)對象、所需功能的不同，微耕機的分類也有所不同。例如只具有單一功能的微耕機可匹配較小 4KW 以下功率的內(nèi)燃機，使用起來更加方便，具有較高的靈活性，也更易控制；而多功能的微耕機，可匹配不同機具達到不同作業(yè)目的，通常匹配的動力機都在 4KW 以上，由于多功能機的作業(yè)豐富性，因此成為需求主流，其市場銷售量達到 73 萬臺，占比為 91%。近年來，由于國家對農(nóng)業(yè)的大力支持，在農(nóng)機購置補貼的政策推動下，鼓勵個體農(nóng)戶購買并使用小

1.2.2 國內(nèi)發(fā)展歷程與國外的發(fā)展歷程相似，建國之初，我國農(nóng)業(yè)機械開始起步，最主要的農(nóng)業(yè)機械是拖拉機，大部分的農(nóng)業(yè)作業(yè)，都是有拖拉機懸掛或連接相應(yīng)作業(yè)機具進行作業(yè)。1955~1965 年間，我國從拖拉機工業(yè)空白，到仿制、改進國外拖拉機，達到能夠制造出近 30kW 的拖拉機的能力，大大增強了我國的農(nóng)業(yè)能力和農(nóng)作效率[14-15]。1965~1980 年，我國進行了自行研究設(shè)計拖拉機和系列產(chǎn)品的開發(fā)，全國各地的拖拉機廠百花齊放，制造生產(chǎn)的拖拉機主要以中、大型為主。20 世紀(jì) 80 年代以前，田間耕作主要由人畜力完成，80 年代后，適逢我國農(nóng)村體制改革和調(diào)整，雖然我國中、大型拖拉機技術(shù)日趨成熟，但其需求逐步降低，微小型農(nóng)業(yè)機械的研究逐漸興起，開發(fā)出了適用于旱地的手扶拖拉犁耕機組、旋耕機組，如圖 1.3 所示，為山東濰坊拖拉機廠生產(chǎn)的小型拖拉機，但手扶式拖拉機自身重量較大，在水田中進行拖拉機作業(yè)會導(dǎo)致機車輪下陷，降低工作效率，故適宜水田耕作的機耕船應(yīng)運而生，如圖 1.4 所示，為湖北虹發(fā)機耕船[16]。

1.2.2 國內(nèi)發(fā)展歷程與國外的發(fā)展歷程相似，建國之初，我國農(nóng)業(yè)機械開始起步，最主要的農(nóng)業(yè)機械是拖拉機，大部分的農(nóng)業(yè)作業(yè)，都是有拖拉機懸掛或連接相應(yīng)作業(yè)機具進行作業(yè)。1955~1965 年間，我國從拖拉機工業(yè)空白，到仿制、改進國外拖拉機，達到能夠制造出近 30kW 的拖拉機的能力，大大增強了我國的農(nóng)業(yè)能力和農(nóng)作效率[14-15]。1965~1980 年，我國進行了自行研究設(shè)計拖拉機和系列產(chǎn)品的開發(fā)，全國各地的拖拉機廠百花齊放，制造生產(chǎn)的拖拉機主要以中、大型為主。20 世紀(jì) 80 年代以前，田間耕作主要由人畜力完成，80 年代后，適逢我國農(nóng)村體制改革和調(diào)整，雖然我國中、大型拖拉機技術(shù)日趨成熟，但其需求逐步降低，微小型農(nóng)業(yè)機械的研究逐漸興起，開發(fā)出了適用于旱地的手扶拖拉犁耕機組、旋耕機組，如圖 1.3 所示，為山東濰坊拖拉機廠生產(chǎn)的小型拖拉機，但手扶式拖拉機自身重量較大，在水田中進行拖拉機作業(yè)會導(dǎo)致機車輪下陷，降低工作效率，故適宜水田耕作的機耕船應(yīng)運而生，如圖 1.4 所示，為湖北虹發(fā)機耕船[16]。
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本文編號：2881548