【摘要】：茶園的除草、施肥、松土是茶葉生產(chǎn)過(guò)程的重要環(huán)節(jié),茶園傳統(tǒng)的除草施肥松土方式都是人工操作,作業(yè)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大。現(xiàn)有微耕機(jī)具有整機(jī)尺寸小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、綜合效率高、操做方便等特點(diǎn),逐漸開(kāi)始被農(nóng)民廣泛使用,但六安茶園由于地形地貌和茶樹(shù)種植的農(nóng)藝特點(diǎn),現(xiàn)有微耕機(jī)一直無(wú)法適應(yīng)其實(shí)際生產(chǎn)要求。為了提高茶園的松土、除草效率,本課題通過(guò)實(shí)際考察六安低山丘陵地區(qū)土壤環(huán)境特點(diǎn),設(shè)計(jì)適應(yīng)山區(qū)茶園土壤耕作的小型茶園微耕機(jī)。具體研究?jī)?nèi)容如下所述:1.設(shè)計(jì)一種小型茶園微耕機(jī),通過(guò)對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)受力情況和刀片刀軸受力變形分析,對(duì)旋耕部件和傳動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì),確定旋耕刀形狀和刀軸轉(zhuǎn)速等運(yùn)動(dòng)參數(shù),根據(jù)刀軸轉(zhuǎn)速和整機(jī)前進(jìn)速度計(jì)算旋耕功耗確定發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力匹配,根據(jù)變速箱輸入轉(zhuǎn)速和刀軸最佳切割速度,設(shè)計(jì)變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng),并配置變速箱各級(jí)傳動(dòng)比。2.基于虛擬樣機(jī)和有限元分析等理論知識(shí),在三維軟件里完成旋耕部件的三維建模,導(dǎo)入到有限元分析軟件中,通過(guò)有限元仿真分析,得出旋耕刀和刀軸具體的應(yīng)力分布和位移變化,分析刀具折彎折斷主要原因,在此基礎(chǔ)上為刀具的設(shè)計(jì)以及合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)提供理論依據(jù)。3.旋耕刀輥是該小型微耕機(jī)重要結(jié)構(gòu)部分,整機(jī)的性能直接與其動(dòng)態(tài)特性相關(guān),通過(guò)有限元模態(tài)分析,得出刀輥的各階固有頻率和對(duì)應(yīng)振型圖,對(duì)各階振型進(jìn)行分析得出其振動(dòng)特性,為進(jìn)步動(dòng)力學(xué)分析以及減少刀輥振動(dòng)失效奠定基礎(chǔ)。4.加工樣機(jī),進(jìn)行性能試驗(yàn)和正交試驗(yàn),測(cè)量機(jī)器基本性能參數(shù),評(píng)估機(jī)器作業(yè)質(zhì)量,檢驗(yàn)該機(jī)是否能滿足六安茶園作業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)要求,同時(shí)對(duì)整機(jī)使用可靠性、安全性以及適應(yīng)性做整體的校驗(yàn)。試驗(yàn)測(cè)得耕作深度達(dá)到189mm,耕寬為480mm,在最佳組合條件下試驗(yàn)得出碎土率大于80%,耕作過(guò)程中在茶園茶樹(shù)間距小、茶蓬間距小以及具有橫向坡度的地帶都能很好的通過(guò),顯著提高了生產(chǎn)效率。
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S222
【圖文】：

5圖 2- 1 微耕機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.機(jī)架組件 2.發(fā)動(dòng)機(jī) 3.把手架 4.限深裝置 5.傳動(dòng)箱體 6.旋耕刀輥Figure2-1 The structure of micro tillage machineassembly2. The engine.3. The handle frame4. Transmission box5. Depth limiting dRotary knife roller 2-1 所示，是茶園微耕機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。本微耕機(jī)采用無(wú)驅(qū)動(dòng)輪自走方式力機(jī)架、把手架、發(fā)動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)刀輥、傳動(dòng)箱體和限深裝置組成。茶技術(shù)參數(shù)包括整機(jī)尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、刀片尺寸、整機(jī)重量等作性能指標(biāo)，也是檢驗(yàn)研究方案可行性的主要參考標(biāo)準(zhǔn)。

圖 4- 1 ANSYS 分析流程圖Figure4-1 The ANSYS analysis flow chart工作部件的建模及靜力學(xué)分析實(shí)體模型的建立利用描點(diǎn)法和參數(shù)法來(lái)創(chuàng)建旋耕刀三維實(shí)體模型。先確標(biāo)，利用光滑曲線將每個(gè)點(diǎn)依次連接起來(lái)，適當(dāng)多取點(diǎn)線的精度變大，從而得出實(shí)際刀片曲面形狀，再通過(guò)適三維實(shí)體模型[42]，如圖 4-2 所示。

圖 4- 2 旋耕刀三維實(shí)體模型Figure4-2 The 3D solid model of rotary blade 旋耕刀有限元模型的建立文通過(guò)在 ANSYS 的 Workbench 模塊下對(duì)旋耕刀進(jìn)行靜力學(xué)分析，在 CA耕刀模型建立好后，在英文路徑下保存模型為 IGS 或者 model 格式，bench DM 模塊中，點(diǎn)擊 generate，然后選擇材料屬性進(jìn)行網(wǎng)格尺寸劃分網(wǎng)刀的有限元模型。由于旋耕刀的曲面復(fù)雜，劃分網(wǎng)格時(shí)以四面體形式進(jìn)分，再控制網(wǎng)格尺寸，細(xì)化網(wǎng)格，這樣能更加準(zhǔn)確地進(jìn)行有限元分析，如

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2796478