油菜是我國食用植物油主要來源。油菜植株較高,莖稈較粗,分支纏繞較嚴(yán)重;油菜籽顆粒微小,且成熟果莢易開裂,使得機(jī)械化收獲存在損失率高、功耗大等問題。傳統(tǒng)油菜收獲機(jī)采用曲柄連桿式或擺環(huán)式單動(dòng)刀切割器,割刀振動(dòng)大、對油菜莖桿擾動(dòng)大,使割臺(tái)產(chǎn)生了較大的落粒損失。針對這一問題,本文開展了不同驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性和不同切割方式切割特性的理論研究和臺(tái)架實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種往復(fù)式雙動(dòng)刀切割器及行星齒輪驅(qū)動(dòng)器,并通過樣機(jī)割臺(tái)的振動(dòng)測試和田間性能試驗(yàn),表明所設(shè)計(jì)的往復(fù)式雙動(dòng)刀切割器及行星齒輪驅(qū)動(dòng)器具有運(yùn)行平衡性好、振動(dòng)小、對油菜莖桿擾動(dòng)小、割臺(tái)損失率低的顯著特點(diǎn)。本文主要工作及結(jié)論如下:1、往復(fù)式切割器不同傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作性能、滑切理論及莖稈夾持條件的理論分析。分析表明傳統(tǒng)曲柄連桿式及擺環(huán)式割刀驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均存在傳動(dòng)效率低、對刀桿有側(cè)向力、引起的振動(dòng)大等問題;行星齒輪割刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有工作可靠、振動(dòng)小、刀桿不受側(cè)向力等特點(diǎn)。研究了滑切方式省力機(jī)理,為選擇低功耗切割方式提供了理論支持;分析了油菜莖稈物理機(jī)械性質(zhì)及其對切割的影響,為選擇合適的往復(fù)式切割器刀片類型提供了理論依據(jù)。2、曲柄連桿式單動(dòng)刀切割機(jī)構(gòu)、雙動(dòng)刀... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

擺軸5.擺桿6.連桿7.割刀(b)

??諢坊?溝那慷刃：頌峁┝誦碌募際跬揪丁＠罱ㄆ降熱耍?008）采用AutodeskInventer對擺環(huán)機(jī)構(gòu)做了運(yùn)動(dòng)仿真分析，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)仿真能較準(zhǔn)確地反應(yīng)擺環(huán)機(jī)構(gòu)工作特點(diǎn)，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)機(jī)械虛擬實(shí)驗(yàn)室提供了參考。李青林等人（2009）利用ADAMS仿真軟件對擺環(huán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明橫割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)對擺環(huán)箱的反作用力為簡諧載荷。有研究人員（周偉權(quán)等，2016；謝飛等，2015；李杰等，2006）利用SolidWorks軟件對擺環(huán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)體建模，通過ADAMS軟件對模型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真。模型和原理圖如圖1-1所示，運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果如圖1-2所示。通過仿真得出割刀在往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向做簡諧運(yùn)動(dòng)。夏萍（2007）、吳雪梅等人（2010）利用Matlab軟件對擺環(huán)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究，對切割圖進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了影響切割圖的因素及較優(yōu)的擺環(huán)擺角。(a)模型圖(b)原理圖1.主傳動(dòng)軸2.擺環(huán)3.擺叉4.擺軸5.擺桿6.連桿7.割刀圖1-1擺環(huán)機(jī)構(gòu)模型及原理圖Fig.1Pendulumringmechanismmodelandschematicdiagram(a)加速度曲線(b)速度曲線(c)位移曲線圖1-2擺環(huán)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下割刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律Fig.1-2Movementlawofcutterdrivenbypendulumringmechanism

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文第一章引言31.2.2曲柄連桿驅(qū)動(dòng)式切割機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的往復(fù)式切割器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，適用性較強(qiáng)，在稻麥聯(lián)合收割機(jī)上應(yīng)用較多。但其慣性沖擊較大，易造成切割機(jī)構(gòu)部件磨損甚至斷裂（冉軍輝等，2019）。王健康等人（2011）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)做了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)相關(guān)分析，結(jié)果表明連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的慣性力是引起沖擊及磨損的最主要原因，其中擺桿長度對割刀整體慣性力影響顯著。楊樹川（2011）、陳振玉等人（2012）通過Matlab對曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)式切割器的切割圖進(jìn)行了數(shù)值分析。結(jié)果表明：動(dòng)刀片磨損在一定范圍內(nèi)時(shí)，對切割器的切割圖及工作性能影響較小，切割速比對切割圖影響極顯著。夏萍等人（2006）研究了曲柄連桿式切割機(jī)構(gòu)切割阻力的影響因素，為切割器的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了新思路。嚴(yán)帥（2013）利用傅里葉級數(shù)，通過將割刀的周期性激勵(lì)分解為簡諧激勵(lì)，將動(dòng)刀工作時(shí)的特殊位置作為插值接點(diǎn)求出了傅里葉級數(shù)的待定系數(shù)，利用疊加原理求出了切割器的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)解，提出了慣性力平衡方式。來旭忠等人（2014）以曲柄連桿式切割機(jī)構(gòu)質(zhì)量最小為目標(biāo)建立了數(shù)學(xué)模型，利用改進(jìn)PSO算法對驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后可使機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角增加約5.49%，整體尺寸減小約23.07%。優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)示意圖如圖1-3所示。1.曲柄2.連桿3.搖桿4.滑槽5.套筒圖1-3改進(jìn)后的機(jī)構(gòu)Fig.1-3Improvedmechanism任述光等人（2018）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力的產(chǎn)生和平衡問題做了分析，表明慣性力大小和連桿的質(zhì)心位置及機(jī)構(gòu)偏心距關(guān)系顯著。王志明等人（2014）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)做了減振優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立的切割器驅(qū)動(dòng)裝置力學(xué)模型如圖1-4所示。通過試驗(yàn)表明，平衡塊布置在225°~270°范圍內(nèi)時(shí)，減振效果明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3501492