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玉米摘穗装置的理论分析与仿真研究

张明涛  
【摘要】: 玉米是我国仅次于小麦的主要粮食作物,而玉米收获仍以人工收获为主,全国机械收获率还不足5%。因此,加快推进玉米收获机械化是农业机械化的迫切任务,是减轻农民劳动强度、提高生产率、解放劳动生产力的有效途径。研制出性能可靠、结构先进的玉米收获机械亦是当务之急。 我国玉米种植规格多种多样,目前玉米收获机和种植制度、形式不匹配。玉米收获机存在结构不合理,性能不尽人意,漏摘率、断穗率、籽粒破碎率、损失率高及系列化程度不够等缺点。本文对玉米摘穗装置的结构和原理进行理论上的分析研究,并利用虚拟设计技术及仿真手段研究开发其设计方法和技术,进一步为物理样机的试制和试验提供理论基础。 1.测定和研究了玉米植株的物理特性和摘穗过程中的机械力学特性,为摘穗机构的进一步研究设计提供基础理论数据。 2.在分析研究各种摘穗装置的基础上,深入研究了纵卧辊式摘穗装置的摘穗原理及造成果穗损伤的机理,提出了该摘穗装置的较优型式。 3.分析了摘穗辊的直径和工作间隙、摘穗辊工作长度和倾角、摘穗辊转速和机器作业速度以及其通过能力等参数对摘穗装置工作性能的影响,并探讨了各参数的计算方法,对部分参数进行了初步确定。 4.分析了玉米摘穗过程中果穗及茎秆的运动规律,采用Pro/E建立玉米摘穗机构的三维模型,为后续的仿真分析提供一定的参数和仿真模型。 5.运用虚拟样机仿真手段(MSC.ADAMS)对摘穗机构进行运动学和动力学的初步仿真研究,分析在运动过程中摘穗辊本身的振动特性对整机工作性能的影响,为后期的结构改进设计提供依据。 本文结合玉米的物理和机械特性,对玉米收获机的关键部件摘穗装置进行虚拟设计,并运用虚拟样机技术对其进行动力学仿真,为今后对玉米摘穗机构物理样机进一步研制和开发提供理论依据和方法,提高其研究结果的实用性和可靠性。


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