基于ADAMS的寬窄行分插機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析論文[帶圖紙].pdf

摘要寬窄行插秧是由農(nóng)藝專家提出的一種適合我國水稻種植要求的種植方式，該種植方式的目標(biāo)是增加通風(fēng)，減少病蟲害，增加水稻產(chǎn)量。目前國內(nèi)插秧機(jī)用分插機(jī)構(gòu)都是等行距(30cm)形式，延吉插秧機(jī)制造有限公司和黑龍江農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研制了一種寬窄行插機(jī)，采用等行距插秧用的曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)，只是在分插機(jī)構(gòu)和秧箱的布置上做了一定的改進(jìn)。實現(xiàn)了20cm-40cm的插秧行距，但秧箱未能有效利用，尤其是采用20cm秧盤，與現(xiàn)有30cm秧盤不通用，機(jī)器不成熟，限制了機(jī)器的推廣。另外，浙江理工大學(xué)趙勻等提出了多種行星輪系寬窄行分插機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)的分析和參數(shù)優(yōu)化。寬窄行分插機(jī)構(gòu)是寬窄行水稻插秧機(jī)的關(guān)鍵工作部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響水稻插秧質(zhì)量、插秧機(jī)工作可靠性、使用壽命和插秧效率，直接決定插秧機(jī)的整體工作性能和品牌競爭力。因此，對寬窄行水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、強(qiáng)度方面的分析、研究，具有重大的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)效益，對高速插秧機(jī)的發(fā)展，寬窄行分插機(jī)構(gòu)的研制以及我國水稻種植機(jī)械化水平的提高具有重要的理論意義，同時還給零件的剛?cè)狁詈戏治鎏峁┝艘环N實現(xiàn)方法。本課題以水稻插秧機(jī)寬窄行分插機(jī)構(gòu)為研究對象，首先分析了分插機(jī)構(gòu)在高速和低速運(yùn)動下機(jī)座的受力變化情況，討論了在多高的轉(zhuǎn)速下需要考慮分插機(jī)構(gòu)的不平衡現(xiàn)象，并通過在機(jī)構(gòu)上增加配重來優(yōu)化高速下機(jī)座受力變化幅度；其次將分插機(jī)構(gòu)栽植臂殼體看作柔性體，對其在水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)工作過程中受到的應(yīng)力、應(yīng)變、位移進(jìn)行了分析、研究，主要內(nèi)容如下：(1)實現(xiàn)UG與ADAMS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)虛擬樣機(jī)的仿真；(2)分析不同轉(zhuǎn)速下機(jī)座受力；(3)在ADAMS中進(jìn)行動平衡研究；(4)實現(xiàn)UG與ANSYS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在ANSYS中生成取苗臂殼體中性文件；(5)實現(xiàn)ADAMS與ANSYS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在ADAMS中實現(xiàn)分插機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈夏Ｐ筒⑦M(jìn)行仿真分析；(6)仿真載荷文件的提取及在ANSYS環(huán)境下的取苗臂殼體強(qiáng)度分析；關(guān)鍵詞：寬窄行分插機(jī)構(gòu)；動平衡；柔性體；ANSYS；ADAMSAbstractWide-narrowdistanceplantingisputforwardbyagriculturalexpertsandisacultivationmodesuitabletoChinasriceplantingrequirements,thegoalofthiscroppingsystemistoincreaseventilation,reduceplantdiseasesandinsectpests,increasetheyieldofrice.Atpresent,domestictransplanterwithmechanismarespaced(30cm),yanjitransplantermanufacturingcommpanyandHeiLongJiangagriculturalmachineryhavedevelopedawide-narrowdistancetransplatingmachine,adoptingwide-narrowdistanceplantingwiththecrankrockermechanism,justdoacertainimprovementonthemechanismandtheseedlingboxslayout.Acheivetheplantingspaceof20cm40cm,buttheseedlingboxfailstouseeffectively,especiallyusing20cmseedlingbox,whichisnotgeneralusingwiththeexisting30cmseedlingbox.Becausemachineisnotmature,soitlimitthepromotionofthemachine.Inaddition,ZhaoYunofZheJiangSci_TechUniversityputforwardavarietyoftransplantingmechanismwithplanetarygeartrainspacing,andtheanalysisofkinematicsandparameteroptimization.Wide-narrowdistancetransplatingmechanismisthekeyparttothespacingofricetransplanterworkingparts,itsqualityperformancewilldirectlyaffectthequalityofriceseedlingtransplanter,workreliability,servicelifeandplantingefficiency,theoverallworkperformanceanddeterminetransplantersbrandcompetitiveness.Therefore,thekinematics,dynamics,strengthanalysisandresearchforspacingricetransplantermechanismhasthesignificantpracticalsignificanceandeconomicbenefits,forthedevelopmentofhigh-speedricetransplanterandthatthedevelopmentandtheimprovementofriceplantingmechanizationwide-narrowdistancetransplatingmechanisminourcountryhasimportanttheoreticalsignificance,italsoprovidesanimplementationmethodaboutthecoupledanalysisofpart.Thisreaserchobjectisaboutthericetransplanterwide-narrowdistancetransplatingmechanism,firstlyanalyzesthestressofmechanismonhigh-speedandlow-speedmovementchanges,discussesinhowhighspeedweneedtoconsiderthemechanismimbalance,andoptimizationthevariationsinforcethroughtoaddweighttothemechanism；Secondregardtheplantingarmshellasflexiblebody,analysisandreaserchthestress,strainanddisplacementofricetransplantermechanismintheprocessofworking,themaincontentlistasfollows:1)RealizetheUGandADAMSdataconversion,andthesimulationofvirtualprototype；2）Analysisofthechassisforceindifferentspeed；3)ReaserchdynamicbalancinginADAMS；4)RealizetheUGandANSYSdataconversion,andgeneratethe.mnffile；5)ToachievedataconversionofADAMSandANSYS,andrealizationthecoupledmodelofthemechanismandthesimulationanalysisinADAMS；6)ExtractiontheloadfileofSimulationandtakeplantingarmshellstrengthanalysisinANSYS；Keywords:wide-narrowdistancetransplatingmechanism；dynamicbalance；flexiblebody；ANSYS；ADAMS目錄摘要Abstract第一章緒論.11.1課題研究的背景和意義.11.1.1研究背景.11.1.2研究意義.11.2行星系分插機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀.21.2.1傳統(tǒng)行星系分插機(jī)構(gòu).21.2.2寬窄行行星系分插機(jī)構(gòu).41.3研究內(nèi)容.51.4課題的研究思路.61.4.1聯(lián)合仿真分析.6第二章UG三維建模及虛擬樣機(jī)裝配.82.1虛擬樣機(jī)技術(shù).82.2栽植臂裝配圖.82.3UG建立分插機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)的三維模型.92.4ADAMS仿真步驟.112.4.1創(chuàng)建幾何模型.112.4.2創(chuàng)建約束和運(yùn)動.112.4.3施加力.122.4.4添加驅(qū)動.122.4.5仿真分析與結(jié)果后處理.132.5建立分插機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī).132.5.1分插機(jī)構(gòu)三維模型導(dǎo)入ADAMS.132.5.2定義分插機(jī)構(gòu)構(gòu)件屬性.142.5.3添加運(yùn)動副.152.5.4施加載何及驅(qū)動.162.5.5分插機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)仿真.172.6本章小結(jié).19第三章基于ADAMS的配重研究.203.1不同轉(zhuǎn)速下支座力的研究.203.2確定配重塊位置.213.2添加配重塊.213.3參數(shù)化配重塊半徑.213.4設(shè)計研究.223.5最優(yōu)化求解.233.6結(jié)果分析.233.7本章小結(jié).24第四章基于ANSYS和ADAMS的栽植臂殼體強(qiáng)度分析.254.1ADAMS建立柔性體.254.1.1離散柔性連接.254.1.2利用有限元程序建立柔性體.254.1.3利用ADAMS/AutoFlex創(chuàng)建柔性體.254.2UG、ANSYS、ADAMS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換.264.2.1UG與ANSYS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換.264.2.2UG與ADAMS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換.264.2.3ANSYS與ADAMS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換.264.3ANSYS生成模態(tài)中性文件.274.3.1設(shè)置單位制.274.3.2設(shè)定單元類型.274.3.3定義材料屬性.274.3.