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悬挂犁数字化设计及关键技术的研究

张建军  
【摘要】: 悬挂犁是土壤耕翻作业的主要工具,是拖拉机主要配套农具之一。本文对悬挂犁数字化设计及关键技术进行了深入细致的研究,实现了悬挂犁设计全过程的数字化、智能化和集成化。构建了由概念设计子模型、结构设计子模型和零件设计子模型组成的悬挂犁的设计模型,并利用统一建模语言构建了悬挂犁设计模型的对象模型。建立了由总体参数计算子模型、载荷计算子模型、起落运动计算子模型和性能分析子模型构成的悬挂犁的三维全数字化模型,丰富和完善了悬挂犁的设计计算理论,为研究机组性能提供了精确的计算手段。利用该模型对经过吉林省科委鉴定的新型系列犁1L435(与东方红802配套)和1L235(与铁牛55配套)进行了验算,证明了该模型的正确性。针对卧式翻转犁和立式翻转犁的不同配置形式,建立了统一的机械系统和液压系统相耦合的翻转犁的三维数字化设计模型。用ADAMS对其进行了仿真求解,提出了4步仿真理论,并在三维回转部件动态测定仪上通过翻转试验验证了该仿真理论正确性。设计了一种新型的翻转犁的限深轮翻转换位机构,并在三维回转部件动态测定仪上证明了该机构翻转原理的正确性和定位机构的工作可靠性。在对悬挂犁的数字化设计理论深入研究的基础上,开发出一套悬挂犁的集成化、智能化和数字化的设计系统软件,并验证了悬挂犁的面向对象的设计模型的正确。实现了悬挂犁从方案设计、专家知识推理、参数优化选取、三维实体造型、工程图纸自动生成和人机交互等智能设计全过程。使用该软件可以在很短的时间内设计出不同配置、性能优越的悬挂犁,大大提高了设计效率,减轻了设计人员的劳动强度。


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