基于半圆型波纹周期梁的柔顺恒力机构优化设计

为了解决柔顺恒力机构中正刚度模块的几何非线性问题,基于半圆型波纹周期梁设计了正刚度模块,负刚度模块采用双稳态梁,利用正负刚度叠加原理设计了柔顺恒力机构。采用莫尔积分法和柔度矩阵法建立了正刚度模块的理论模型,采用椭圆积分法建立了负刚度模块的理论模型,并通过ANSYS有限元仿真软件分析了柔顺恒力机构的力-位移曲线以验证理论模型,两者相对误差在10%以内。为了扩大恒力区间范围,采用响应面法对柔顺恒力机构的几何参数进行优化,并对影响恒力范围的几何参数进行了灵敏度分析。利用3D打印技术加工柔顺恒力机构样机进行实验验证,实验结果表明,机构能在输入位移1.1～6.2 mm的范围内保持约18.8 N的恒力,验证了所设计的柔顺恒力机构的可行性、优化方法的有效性和理论模型的准确性。     

斜置双螺旋梳指式辣椒收获试验台设计

根据贵州山地辣椒种植的辣椒收获需要,设计一台小型、适合山地作业的斜置双螺旋梳指式辣椒收获试验台。试验台主要用于对斜置双螺旋辣椒收获原理进行试验,通过调节试验台螺旋辊倾斜角度、螺旋梳指长度及螺旋辊转速得到辣椒的采摘数据,进一步研究其漏采率、破损率等关键技术参数。试验台螺旋辊倾斜角度调节值为30°、35°、40°、45°、50°、55°,螺旋梳指长度调节值为105、110、115、120、125、130mm,螺旋辊转速调节范围为150～300r/min,两螺旋滚间距调节范围为220、230、240、250、260、270mm。     

微灌系统中支管用先导隔膜式减压阀的研制

针对现有国产减压阀性能不能满足微灌系统支管使用的现状,提出了一种先导隔膜式减压阀,并测试了相关参数。结果表明,导阀内弹簧刚度、弹簧初始压缩量是影响先导式减压阀调压性能的关键因素。开发了满足微灌系统支管使用的先导式减压阀,在弹簧刚度K=7 N/mm、进口压力为0.2~0.6 MPa时,预置应力范围是0.06~0.16 MPa,流量范围为20~50m~3/h,其压力特性、流量特性均满足相关标准。     

仿形弹性镇压辊设计与试验

针对保护性耕作条件下与大豆耕播机配套的镇压辊压实土壤不均匀、相关耕播机具纵向尺寸过长的问题,设计了一种仿形弹性镇压辊,采用弹性辐条结构,通过理论分析确定了镇压辊的主要结构参数:直径D=450 mm,宽度B=210 mm,弹性辐条数量n=12。利用ADAMS软件对镇压辊进行运动仿真,同时进行土槽试验,采用L9(34)正交试验,在土壤干基含水率为20%时,考察了仿形弹性镇压辊的弹簧刚度k、载荷F、作业速度v和土壤坚实度P对其镇压力波动的影响。通过ADAMS运动仿真,找到了各因素的最佳取值范围;通过正交试验,得到了各因素的主次顺序:载荷、弹簧刚度、土壤坚实度、作业速度,最优组合为载荷800 N,弹簧刚度5 N/mm,土壤坚实度15 k Pa,作业速度0.5 m/s,模拟仿真的结果与试验结果吻合很好。通过对比试验,得到仿形弹性镇压辊在垄台表面有一定倾角的情况下能更好地保证镇压的均匀性。     

双锥压缩式哈密瓜承载托辊的设计及参数计算

针对当前水果检测分级过程中大型水果承载托辊形式单一的问题,设计了一种新型双锥压缩式哈密瓜承载托辊。该托辊不仅能够实现哈密瓜的360°旋转,还能够在蓄能弹簧的作用下自动适应不同大小的哈密瓜,增加哈密瓜在旋转过程中的稳定性。通过对100个成熟哈密瓜样本进行测量,建立了哈密瓜的质量及纵横径尺寸数据库,并在此数据库的基础上对双锥压缩式哈密瓜承载托辊的参数进行了设计和计算。计算结果表明:双锥压缩式哈密瓜承载托辊的承载范围为1.5~5kg,锥形滚子的斜边与中心轴线之间的角度为29°,弹簧刚度为0.169 N/mm。本文所设计的双锥压缩式哈密瓜承载托辊能够较好地适应哈密瓜的检测分级,具有一定的创新性。     

凸轮-六杆式导苗机构设计及仿真

为了提高导苗管式移栽机作业质量,简化核心部件结构,通过AHP-模糊综合评价法优化提出了凸轮-六杆式导苗机构,根据导苗管式移栽机作业农艺要求,并结合导苗机构作业时序设计规定,确定了导苗机构的关键结构与运动参数。当株距δ=225mm、作业效率ξ=80株/(min·行)时,ωc=8.3 8 rad/s,υm=0.3 0 m/s,φc 0∈(-15°,72°),φg 0=3 5 0°,l1=2 4 mm,l2=6 0 mm,l3∈(285,295)mm,l4=1 8 0 mm,l5=1 0 5 mm,l6=4 5 mm,l7=3 5 5 mm,l9=2 9 0 mm。在该设计参数下,对凸轮-六杆式导苗机构进行了虚拟样机分析,结果表明:钵苗从导苗管滑道斜抛落入开沟器底部能够保持直立姿态,验证了结构分析和设计的正确性。     

双自由度多铰接仿形免耕精量播种单体设计与试验

针对2BMFJ系列原茬地免耕覆秸播种机播后镇压效果和播种深度一致性不理想的问题,设计了双自由度多铰接仿形免耕精量播种单体,应用保守系拉格朗日方程建立了种沟深度数学模型,初步确定了影响种沟深度的关键结构与工作参数。采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,选取弹簧初始增量、初始牵引角、弹簧刚度、机具作业速度为影响因素,开沟深度合格率、土壤坚实度合格率和开沟深度变异系数为性能评价指标,得到影响开沟深度合格率各因素由大到小顺序为:弹簧刚度、机具作业速度、弹簧初始增量、初始牵引角,影响土壤坚实度合格率各因素由大到小顺序为:弹簧刚度、机具作业速度、初始牵引角、弹簧初始增量,影响开沟深度变异系数各因素由大到小顺序为:初始牵引角、机具作业速度、弹簧刚度、弹簧初始增量。对试验数据进行优化处理,结果表明,在初始牵引角0°、弹簧刚度10 N/mm条件下,弹簧初始增量15～19. 5 mm、机具作业速度6. 7～7. 8 km/h范围内,开沟深度合格率大于95%,土壤坚实度合格率大于95%,开沟深度变异系数小于10%。     

永磁压缩弹簧式溢流阀的设计与试验研究

针对螺旋压缩弹簧在液压元件使用过程中的疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、松弛、塑性变形、永久变形等失效模式,提出了非接触式永磁压缩弹簧式液压阀的设计理念,对永磁压缩弹簧式溢流阀的基本结构、工作原理、电磁力、刚度特性进行了研究,通过解析法和试验验证法对永磁压缩弹簧进行了设计,充分利用磁场力优于螺旋压缩机械弹簧的特性段,设计出了永磁压缩弹簧式溢流阀,并对设计出的溢流阀进行了试验验证.结果表明,当永磁阀芯与永磁底座之间的间隙为0.4～1.2 mm时,磁场力保持70±5 N基本不变;在溢流阀的阶跃响应试验中,永磁压缩弹簧式溢流阀的压力波动比为11.7%,小于螺旋压缩机械弹簧式溢流阀压力波动比22.8%;在相同技术指标的条件下,永磁压缩弹簧式溢流阀的体积较螺旋压缩弹簧式溢流阀小37.5%.因此,可以充分利用永磁压缩弹簧的优势在液压阀设计方面进行深入研究.     

挤压式核桃破壳机的正交试验研究

为了研究自制挤压式核桃破壳机的最优工作参数,选用含水率、弹簧刚度、挤压行程3个因素进行正交试验,并且进行了验证试验。通过试验,确定了挤压式核桃破壳机的最佳工作条件为含水率23%、弹簧刚度1 3.1 N/mm、挤压行程1 0 mm,在最优条件下的验证结果综合评价值为2.7 3左右。     

混合齿轮行星系分插机构的人机交互参数优化

简述了混合齿轮行星系分插机构的工作原理和结构特点,建立了该机构的运动学模型.在VisualBasic 6.0可视化平台上开发出人机交互参数优化软件,并就其运动学特性作了理论分析和计算机模拟.分析了各结构参数对运动轨迹和优化目标的影响,优化出满足高速插秧机插秧要求的结构参数a=21.448 mm,k=0.958,α0=-36°,δ0=67°,(ψ)0=20°,S=155mm,R=20mm.     

玉米秧苗移栽机的设计

在总结现有机型优缺点的基础上,设计了一种新型玉米秧苗移栽机,能够一次性完成开沟、栽苗、覆土及镇压等工序。该机器由栽植机构、输送机构、开沟器、镇压轮、覆土机构、传动机构、悬挂部分及辅助部分等组成。为此,重点介绍了栽植机构、传动机构、输送机构以及机架及轮架的设计。栽植机构由曲柄摇杆机构演化而来,连杆作为栽植臂;传动机构采用齿轮及链轮传动;输送机构采用滚筒和皮带。实验证明:该机栽植效率在8 5%以上,性能稳定,栽植速度较高,减少了栽植手的疲劳强度,给农民带来较大的方便。     

水利建设项目后评价机制研究

后评价的发展不仅与它的方法和内容的研究有很大的联系,还取决于建立合理的后评价机制.针对我国水利建设项目后评价机制的现状及特点,提出了健全水利建设项目后评价机制的思路,对水利建设项目后评价的管理机制、运行机制和结果的反馈机制进行了研究,建议建立起三级管理体系,并对后评价的经费来源和起止时间进行了规定,设计了后评价反馈流程,可以将所总结的经验教训和知识有效地反馈到其他项目开发和建设中.     

曲柄摇杆式残地膜捡拾机构研究

针对目前残膜捡拾机构性能不可靠,造成残膜收净率较低的问题,提出一种曲柄摇杆式残地膜捡拾机构,建立机构几何与数学模型,对所设计机构的工作机理进行仿真、分析与优化,达到了捡拾与卸膜的工作要求。大田试验表明,机具的工作效率大于0.4hm2/h,残膜回收率达到88.5%,工作过程中基本未出现缠绕问题。     

手剥山核桃破壳机的设计与研究

手剥山核桃属于开袋即食休闲食品,食用时,像剥花生一样,使壳仁分离。为此,介绍了手剥山核桃破壳机的设计过程。对常用坚果类破壳方法进行了比较,从手工加工方法中得到启示,吸收传统加工工艺中的有用经验与撞击法相结合,设计出机械敲击方式破壳机构。同时,给出了机械敲击臂机构、喂料机构、力调节机构和原理样机的设计。滚筒的凹槽采用近似半球形,可实现与山核桃形状的拟合,有效减少打击力分力。通过实验验证,该机可针对不同规格的山核桃,破壳的适应性好。     

基于遗传算法齿轮连杆组合机构优化设计

分析了齿轮连杆组合机构的工作原理。采用遗传算法对机构进行合理优化,设计出具有停歇精度高,满足曲柄存在条件和传动角γm in≤[γ]传力性能的组合机构,解决了传统组合机构设计中参数难以确定的问题。     

变杆长/变扭角空间机构的位置分析

针对某些工程由于受机构固定构件的限制而难以完成的问题，给出了一种新型空间机构，该机构能够在工作中改变某个参数的运动规律而实现所需的特殊空间轨迹。利用向量回转法建立了该空间机构睁数学模型，调用Matlab函数分别对变杆长RRRSR—l2机构和变扭角RRRSR-α1，机构进行了位置分析，解出并利用绘图函数表达了两机构同一杆上同一点的轨迹曲线，并进行了分析比较。     

五自由度混联机构圆弧插补算法研究

提出了一种由两自由度并联机构和三自由度串联机构构成的五自由度混联机构-2SPU+U+RRR。建立了该混联机构的三维模型并搭建了试验样机,通过分析将其等效为U+RRR串联机构。对等效后的U+RRR串联机构进行运动学正反解分析,并验证了正反解求解的正确性,同时对两自由度并联机构进行了运动学反解计算,为机构控制奠定了理论基础。针对传统空间圆弧插补算法计算的复杂性,提出了一种基于等弧度数据采样的新型空间圆弧插补算法,简化了插补算法的计算量。通过Matlab仿真和样机实验,验证了上述插补算法的正确性。     

多杆驱动打穴机构的仿真分析与试验研究

针对目前国内移栽机被动冲压式打穴机构工作效果不佳及多边形滚动效应影响穴孔稳定性的问题,设计了一种多杆式打穴机构,并通过计算得到多杆机构的结构参数。利用Solid Works Motion对机构进行运动学分析,得出当机构前进速度为800mm/s、曲柄转速为65r/min时,打穴机构驱动打穴器形成滚摆线轨迹,打穴器在打穴时能够保持相对地面静止。对打穴机构进行动力学分析,得出装载配重时机构驱动力矩的变化规律,经样机制作试验,多杆机构能够控制打穴装置按照滚摆线轨迹运行。对机构进行大田试验,得到当钻孔器转速为120 r/min、车速600 mm/s、湿度为50%时,穴孔的稳定性最佳。     

向心运动耦合机构设计与分析

针对正四面体的几何结构特点及对称性,将其棱边和顶点分别用两种构件替代,并通过单自由度转动副连接组合得到正四面体的等效几何基础模型。采用添加支链改变约束系的方法得到了基本可动单元体,进一步通过单元体的组合重构,设计了一种类正四面体耦合机构。基于独立运动分流标记法对其进行了运动性质分析,并通过Matlab软件得到各对称节点位移变化曲线,分析表明了设计的新机构具有2个移动自由度并且可以实现向心运动。     

自动调平喷杆式喷药机设计与试验研究

针对耕地存在缓坡起伏及不同农作物具有不同的植株高度的特点,设计一套能够自由调节喷杆高度的喷杆式喷药机。该机喷杆始终保持与地面平行,使喷药机在田间工作时能够通过液压系统进行自由提升,且在田间工作时可利用机械部件完成喷杆的调平工作。系统利用动滑轮和液压系统完成喷杆的提升,利用弹簧和阻尼器完成喷杆的机械调平工作。该喷药机对提高农药的利用率、降低农作物生产成本都具有积极的推动作用。