基于蜗轮蜗杆的卷盘喷灌机传动设计与优化

为了扩大卷盘喷灌机的调速比范围,加大传动比以及提高其效率,以直流电动机驱动的JP75型卷盘式喷灌机为基础,重新对该型号机器进行了基于蜗轮蜗杆的大传动比结构的设计与优化.新型传动结构根据喷洒车运行速度将其分为两档传动,以蜗轮蜗杆传动代替部分直齿圆柱齿轮传动,降低了传动的级数.针对初步确定的传动系统设计参数,运用Matlab遗传算法工具箱,以传动效率最高与齿轮减速箱体积最小为目标函数进行多目标连续离散混合变量的遗传算法优化.对初始分配的链传动,直齿圆柱齿轮传动以及蜗轮蜗杆传动各级齿数,齿宽系数等关键参数进行了相关优化,优化后的结果和试验测试表明:与初始设计参数对比,第一档传动总效率提高了13.77%,第二档传动总效率提高了13.11%,同时总体积减少了10.30%.新设计的传动系统方案为新型转盘喷灌机的研发升级提供有益的借鉴.     

蔺家坝灯泡贯流泵机组水力性能及结构分析

蔺家坝泵站作为我国首座采用齿轮箱传动的大型灯泡贯流泵机组的泵站,为使水泵装置具有较优的水力性能,采用CFD仿真技术对该灯泡贯流泵机组的流道进行了优化设计和计算,并与水泵装置模型试验结果进行了比较;重点分析了灯泡体的支撑结构、叶片调角机构、主轴密封装置、轴承布置、齿轮箱及同步电动机等主要设备的结构设计.结果表明：CFD仿真技术应用于灯泡贯流泵机组的水力性能优化是可行的,蔺家坝泵站采用大型灯泡贯流泵机组,在设计净扬程2.4 m工况下,水泵装置效率达到78%,且气蚀性能良好,技术参数均达到了南水北调东线工程的要求;大型齿联传动灯泡贯流泵机组的成功运行,为国内其他大流量低扬程泵站的机组选型、设计及制造提供了可借鉴的经验.     

旋耕—碎茬通用刀片的设计与试验研究

本文对通用刀片的运动形式进行了分析,选取对功率消耗影响较大的四个结构参数作为设计变量,设计9种结构参数不同的通用刀片,并在室内试验室分别进行了旋耕和碎茬试验,得出影响功率消耗结构参数的最优搭配与主次因素,进而指导旋耕—碎茬通用刀片的设计。     

红枣去核机传动系统中主轴的有限元分析

针对自行设计的红枣去核机传动系统中的主轴进行有限元静态分析和模态分析;利用UG软件完成红枣去核机传动系统中主轴三维模型设计和有限元模型建立。对主轴进行满载工况下的静力学分析表明:主轴所受的力矩从大到小依次为驱动力矩、去核系统阻力矩、拨盘阻力矩、螺旋输送器阻力矩,最大等效应力、应变均发生在安装驱动链轮的键槽处,主轴所受到的最大等效应力为110.53MPa[τ]=293.3MPa,最大等效应变为0.0 0 0 5 4 9 8 8,可知主轴材料与结构设计均能满足去核机工作要求;对主轴进行模态分析可知,传动主轴前6阶模态固有频率为1 939.9~5 131.1Hz。振型图表明:随着固有频率的增加,主轴的振动破坏区域逐渐由拨盘键槽所在轴阶向两端移动,当固有频率为4 189.4Hz时,破坏最严重,总变形量达到957.82mm;主轴发生共振的最低临界转速为116 394r/min,而去核机传动主轴的转速范围为15~60r/min,可知主轴在工作过程中是安全的。该研究为红枣去核机传动系统及整机结构、性能改进及优化提供了理论依据。     

油茶果脱壳装置传动系统设计

设计出一种轻巧、结构紧凑的油茶果脱壳装置,重点对传动部件进行设计。脱壳主轴最佳转速n=5 2 5 r/min,脱壳功率P=2.3 7 k W;传动比i=2.7,V带根数z=2;最小轴径d=2 0 mm,最大弯曲应力σ=1 2 MPa,小于许用应力。试验结果表明:机具传动结构设计合理,脱壳效率高,运行平稳,振动位移量小。该研究可为油茶果脱壳样机制造提供数据基础,也可作为其它坚果类物料传动系统设计参考。     

秸秆还田机碎茬部件的优化设计

碎茬部件是秸秆粉碎还田机的主要工作部件。从刀轴机构设计、刀轴强度校核、刀片结构设计及刀片排列等方面阐述对碎茬部件的优化设计,提高其结构合理性和工作性能,以实现良好的秸秆粉碎还田作业效果。     

旋耕—碎茬通用刀片结构参数优化试

以L型碎茬刀及宽型旋耕刀为基础,设计了9种旋耕-碎茬通用刀片.通过土槽单刀功率消耗(扭矩)试验确定了通用刀片的结构参数为:弯折角67°、弯曲半径20 mm、正切刃滑切角12°、单刀作业幅宽60 mm.并分别进行了通用刀片与国标旋耕刀的旋耕对比试验及通用刀片与批量生产的碎茬刀切断对比试验.试验结果表明,通用刀片单位幅宽功率消耗小于国标旋耕刀,但大于常用碎茬刀;单刀幅宽相同条件下,通用刀片功率消耗低于旋耕刀及碎茬刀,表明通用刀片结构参数选择合理可行.     

农用车辆CVT带传动系统优化研究

以农用车辆CVT带传动系统为研究对象,分析CVT带传动系统结构,建立CVT带传动传动效率、功率损失理论计算及优化模型;得到CVT带传动结构主要相关参数与传动效率、功率损失之间的关系,计算得到结构优化设计前、后CVT带传动传动效率及最优参数解,根据最优参数相对应的CVT带传动系统进行试验验证。仿真及试验结果表明:结构参数对农用车辆CVT带传动效率及功率损失影响较大;结构优化设计前、后CVT带传动传动效率分别为81.78%和84%,通过优化农用车辆CVT带相关结构参数可以提高传动效率2.7%;农用车辆CVT金属带传动系统最优结构参数为金属带为4层,金属片圆弧数量为40个,金属片上、下端曲率半径均为r=5 000 mm,最优参数下农用车辆CVT传动效率、功率损失率试验与理论计算值相对误差分别为2.07%、9.78%,相对误差较小,验证仿真分析的正确性;该研究为农用车辆传动系统优化及CVT系统传动效率提高提供理论依据及参考。     

JP75型卷盘喷灌机传动效率分析与试验

为验证理论计算公式在卷盘喷灌机传动效率上的适应性,通过对卷盘喷灌机传动效率影响因素的分析,计算出卷盘喷灌机的传动效率,同时设计了一套卷盘喷灌机传动系统测试试验台。该试验台采用永磁无刷直流电动机代替原有机型的水涡轮实现卷盘的驱动,转矩转速传感器用来测试电动机的输出转速和转矩,负载端通过定滑轮和钢丝绳悬挂不同质量的配重来模拟卷盘喷灌机在田间工作时的阻力。结果表明:在同一挡位时,传动系统效率随负载的增加逐渐提高。在相同负载时,输入转速的增加导致传动系统效率下降。在常用输入转速和输入扭矩的范围内,使用理论公式计算得出的传动效率值与试验值相对误差不大于7%。该理论计算公式为卷盘喷灌机传动系统的设计与优化提供了依据。     

2JH-1.7型悬挂式茎秆切碎还田机动刀的改进

ZJH－1．7型悬挂式茎拜切碎还田机采用割刀水平旋转切碎茎秆,有碎秆质量好、割茬低等优点,但使用中我们发现原设计的动刀机构有其不合理之处（图且）：1．动刀2．螺栓3．垫铁4.刀臂1．动刀刀片文短,长度仅为32cm,由于刀片短造成切碎范围小易产生漏秆现象。2．动刀机构的刀青是用8”槽钢焊合而成,在设定长度中刀片尺寸短刀劈必然长,而重量相应增加,运动惯性增大、轴承易损坏、立轴易折断。3．两动刀片央装在刀臂的外端上下平面上形成死连接,作业时遇到畦埂及复杂地形无退让性．给主轴造成很大冲击负荷,这是主轴折断的主要原因2－…     

不动形心线对逆转耕耘抛土性能的影响

在分析逆转旋耕工作的基础上,提出了不动形心线(Fixed Centroid Line-FCL)对逆转耕耘方式影响的思想。在旋耕刀片运动轨迹、逆转旋耕切削角度及逆转旋耕抛土后向性等方面,详细分析了FCL线的影响性质,建立了逆转旋耕被抛土垡瞬时初速度的方向模型,并对模型进行了仿真,为茶园耕作机械的设计提供了参考依据。主要结论:FCL线距刀辊轴的距离小于刀辊回转半径时,旋耕刀片才能够正常工作,且FCL线位于刀辊轴的上方为逆转耕耘方式,位于刀辊轴的下方为正转耕耘方式;在逆转旋耕方式下,当刀片运转到FCL线时,动态切土角最小;当FCL线位于刀辊轴之上,且同时又在地表之下时,逆转旋耕才具有抛土后向性。     

基于机械设计方法的研究——以一次性机械为例

常规机械的设计方法已经比较成熟,对于一次性机械,如果按常规方法设计,则不能满足体积和重量方面的特殊要求,所以有必要研究一种适合这种机械的设计方法。文章首先阐述了机械设计方法的相关概念,然后介绍了一次性机械设计方法,最后以传动轴为例探讨了其一次性机械设计方法及特点。     

三轮非圆同步带传动试验台设计与应用

为了测试三轮非圆同步带传动机构的传动性能,并获取其传动精度,设计了三轮非圆同步带传动性能测试试验台,并进行试验研究.三轮非圆同步带传动试验台以工控机为主控、步进电机为动力,能够实现转速、负载和中心距可调和试验数据采集、实时显示、统计和分析的功能.定义了传动周期偏差率和传动比精度偏差率两指标,用于衡量三轮非圆同步带的传动...     

山地拖拉机坡地等高线旋耕土壤侵蚀规律研究

针对黄土高原丘陵山区坡地等高线旋耕作业时土壤耕作侵蚀(土壤由坡高侧向坡低侧迁移)严重及其机理不明等问题,通过理论分析、仿真试验、土槽及实地试验相结合的方法,深入开展山地拖拉机坡地旋耕侵蚀规律研究。首先,构建了H245标准型常用旋耕刀在坡地工况下的扰土体积参数方程,完成了旋耕刀坡地扰土过程的经典力学分析,确定了导致坡地旋耕土壤侵蚀的主要影响因素：坡地角、耕作深度、刀轴转速以及旋耕作业速度;然后,基于EDEM离散元仿真软件研究了单把旋耕刀和旋耕机整机的坡地扰土规律,得出土壤颗粒在旋耕刀侧切刃的动态滑切作用下有水平向后运动的行为,浅层土壤颗粒位移最大,深层土壤颗粒位移最小,并且深层靠近旋耕刀回转中心的土壤颗粒位移最大;土壤的侧向位移方向受旋耕刀正切刃朝向的影响;随着旋耕刀的入土,土壤颗粒在垂直方向的位置呈先变深后变浅的趋势。最后,选取旋耕刀轴转速、旋耕作业速度和坡地角作为试验因素,进行了实地旋耕单因素和正交试验,单因素试验得到土壤水平、侧向位移随着上述3个因素变化的规律;正交试验方差分析得到影响土壤侧向位移的主次因素为坡地角、旋耕刀轴转速、旋耕作业速度,影响土壤水平位移的主次因素为旋耕作业速...     

水田带状复式整地机关键部件设计与试验

针对水稻宽窄行栽培模式中苗床整地的技术特点,设计一种带状少耕整地复式作业机具,解决规模化水田整地作业的少、免耕技术问题,实现水田苗床间隔精细整地、浅松及条施肥复式作业.根据现有水稻宽窄行种植行距要求,通过对其带状旋耕部件运动学分析以及特殊旋耕刀片设计,确定了带状旋耕机构的关键参数,实现300 mm整地作业带,相邻300...     

黄花苜蓿收获机设计与试验

针对黄花苜蓿收割难度大、成本高、效率低制约其大规模推广的问题,设计一种能实现黄花苜蓿收割与收集的手扶电动式收获机。介绍该机的整体结构并对切割装置、收集装置和传动装置等关键部件进行参数设计,设计刀片节距为34 mm,单个动刀的行程17 mm,切割功耗为1.175 kW,风机功率消耗为0.124 3 kW,主风管尺寸为30～50 mm,支分管为15～25 mm,选用电机功率为2.2 kW;为测试该机作业性能,基于响应面分析法进行田间作业试验,结果表明,该机的最佳作业参数为:作业速度0.72 m/s,切割速度0.78 m/s,吹送速度1.29 m/s,此时收获机工作效率为0.091 2 hm~2/h,漏割率为1.75%;各因素对工作效率的因子贡献率为:吹送速度>切割速度>作业速度;各因素对漏割率的因子贡献率为:切割速度>作业速度>吹送速度。各项指标均达到设计要求,能实现稳定高效作业。     

假茎回收式香蕉茎叶粉碎机的设计

香蕉假茎含有较高的营养成分,若回收利用将是一种巨大的植物资源。目前,国内研制的香蕉秸秆粉碎机大多为假茎粉碎后直接还田,而对其粉碎后回收的机器研究很少。为此,设计了一种假茎回收式香蕉茎叶粉碎机,确定了其总体设计方案及主要部件的结构。该机分为假茎粉碎机构和蕉叶粉碎机构两部分,主要由切稍装置、螺旋扶茎装置、双圆盘式假茎切断装置、升降装置、传送装置、假茎粉碎装置、输送通道、叶片粉碎装置和假茎碎片收集装置等组成,将香蕉假茎粉碎、假茎碎片回收及蕉叶粉碎还田集于一体。该机的设计为香蕉茎叶资源利用设备的研发提供了可行的新型机型,为后续香蕉假茎的深加工利用储备了必要的技术。     

高原型3Z系列中耕机用旋耕刀设计

云南省农业机械研究所根据多年来对旋耕刀的研究及推广应用,采用经验公式来进行旋耕刀侧切刃曲线的设计计算,设计出适合于中耕机旋耕作业要求的五种规格旋耕刀,满足在云南省多秸秆和绿肥等的粘重土壤田地旋耕作业的农艺要求,同时此种旋耕刀也能够应用于在云南省使用的微耕机和小型手扶拖拉机旋耕机对旋耕刀的使用要求.     

小麦单粒精密播种机的研制

针对现阶段小麦育种缺乏相应机械,人工点播劳动强度大、效率低、难于满足育种农艺要求等问题,研制了一种基于FPGA控制技术的小麦单粒精密播种机。该机在旋耕平整后的土地上作业,可一次性完成种床平整、单粒播种及覆土镇压作业;利用电机驱动代替地轮驱动,根据作业速度自动调节电机转速,实现等距播种。试验结果表明:整机结构简单、体积小、造价低,能够完成宽苗带单粒播种作业,效率高且适应小麦小区作业的农艺要求,为小区及大田单粒播种提供了理论与实践依据。     

小区自走式旋耕机的设计优化与试验研究

以小区自走式旋耕机为研究对象,对其结构组成及工作原理进行了分析,并针对玉米根茬地旋耕作业的要求,采用Box—Behnken中心组合试验设计方法对玉米根茬地进行了较为详尽的田间试验。结果表明:当旋耕机前进速度为0.6m/s、刀轴转速为224r/min、刀齿齿数为11片时,旋耕深度达到13cm,玉米根茬破碎率达到9 5%以上,基本满足了小区作业要求。