基于ADAMS的寬窄行分插機構動力學分析論文[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，該種植方式的目標是增加通風，減少病蟲害，增加水稻產(chǎn)量。目前國內(nèi)插秧機用分插機構都是等行距(30cm)形式，延吉插秧機制造有限公司和黑龍江農(nóng)業(yè)機械研究所研制了一種寬窄行插機，采用等行距插秧用的曲柄搖桿式分插機構，只是在分插機構和秧箱的布置上做了一定的改進。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，機器不成熟，限制了機器的推廣。另外，浙江理工大學趙勻等提出了多種行星輪系寬窄行分插機構，并進行了機構運動學的分析和參數(shù)優(yōu)化。寬窄行分插機構是寬窄行水稻插秧機的關鍵工作部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響水稻插秧質(zhì)量、插秧機工作可靠性、使用壽命和插秧效率，直接決定插秧機的整體工作性能和品牌競爭力。因此，對寬窄行水稻插秧機分插機構進行運動學、動力學、強度方面的分析、研究，具有重大的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益，對高速插秧機的發(fā)展，寬窄行分插機構的研制以及我國水稻種植機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寬窄行分插機構為研究對象，首先分析了分插機構在高速和低速運動下機座的受力變化情況，討論了在多高的轉(zhuǎn)速下需要考慮分插機構的不平衡現(xiàn)象，并通過在機構上增加配重來優(yōu)化高速下機座受力變化幅度；其次將分插機構栽植臂殼體看作柔性體，對其在水稻插秧機分插機構工作過程中受到的應力、應變、位移進行了分析、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)虛擬樣機的仿真；(2)分析不同轉(zhuǎn)速下機座受力；(3)在ADAMS中進行動平衡研究；(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)分插機構的剛?cè)狁詈夏Ｐ筒⑦M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度分析；關鍵詞：寬窄行分插機構；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行星系分插機構的研究現(xiàn)狀.21.2.1傳統(tǒng)行星系分插機構.21.2.2寬窄行行星系分插機構.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裝配.82.1虛擬樣機技術.82.2栽植臂裝配圖.82.3UG建立分插機構虛擬樣機的三維模型.92.4ADAMS仿真步驟.112.4.1創(chuàng)建幾何模型.112.4.2創(chuàng)建約束和運動.112.4.3施加力.122.4.4添加驅(qū)動.122.4.5仿真分析與結果后處理.132.5建立分插機構虛擬樣機.132.5.1分插機構三維模型導入ADAMS.132.5.2定義分插機構構件屬性.142.5.3添加運動副.152.5.4施加載何及驅(qū)動.162.5.5分插機構虛擬樣機仿真.172.6本章小結.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設計研究.223.5最優(yōu)化求解.233.6結果分析.233.7本章小結.24第四章基于ANSYS和ADAMS的栽植臂殼體強度分析.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設置單位制.274.3.2設定單元類型.274.3.3定義材料屬性.274.3.