基于Pro/E的玉米播种机设计及其关键部件有限元分析

论文摘要

市场竞争的不断加剧使得农机产品的开发速度日益成为最具挑战性的因素，而传统农业机械由于开发周期长、成本高、导致产品严重老化、缺乏市场竞争力。虚拟样机技术的逐渐成熟为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。针对传统农业机械研发设计中所存在的不足，将虚拟样机技术引入玉米播种机设计和开发领域，可以极大的提高设计速度、降低成本，为农机产品的开发提供了有效的途径。全文主要从以下几个方面进行研究:根据玉米播种机的基本设计原则和机具要求，对玉米播种机的排种器、开沟器、传动装置、覆土器以及地轮装置进行了分析设计，得出了各零部件的几何参数，为后续基于Pro/E的三维参数化建模提供了理论依据。采用三维参数化造型软件Pro/E对各零部件进行了实体建模，并完成了玉米播种机整机装配和干涉检查,以较为直观的方式显示了玉米播种机中所有零部件的组装情况，为实物装配路径的制定提供了参考，有效地提高了设计速度。为了充分了解玉米播种机关键部件在作业过程中的受力状况，运用ANSYSWorkbench11.0对开沟铲和悬挂装置进行了有限元分析。通过分析找出了开沟铲上易损坏的部位并对两种厚度的开沟铲进行应力和变形比较，最终确定开沟铲的厚度为3mm，为实物制造提供了依据；通过分析找出了悬挂装置应力集中的地方，讨论了其在应力集中处可能断裂的原因，并提出两种优化方案，最终确定采用B方案进行玉米播种机的实物制造。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图清单
• 附表清单
• 1 绪论
• 1.1 研究内容的来源及提出的背景和意义
• 1.2 免耕播种机的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 2 玉米播种机的零部件设计
• 2.1 玉米播种机的整机结构设计
• 2.1.1 整机设计原则和要求
• 2.1.2 玉米播种机的结构及工作原理
• 2.2 排种器设计
• 2.2.1 排种过程
• 2.2.2 排种器参数
• 2.3 开沟器设计
• 2.3.1 开沟器布置
• 2.3.2 开沟铲选择
• 2.4 传动装置设计
• 2.5 覆土器设计
• 2.6 地轮装置设计
• 2.7 玉米播种机的主要技术参数
• 2.8 本章小结
• 3 基于特征的玉米播种机虚拟建模及装配实践
• 3.1 虚拟样机技术
• 3.1.1 虚拟样机的产生
• 3.1.2 虚拟样机概述
• 3.1.3 虚拟样机设计方案
• 3.2 Pro/E软件介绍
• 3.3 基于特征的参数化设计
• 3.3.1 辅助特征
• 3.3.2 几何特征
• 3.4 基于特征的零件实体建模流程
• 3.5 零部件的实体建模
• 3.6 玉米播种机的虚拟装配
• 3.6.1 虚拟装配定义
• 3.6.2 玉米播种机的虚拟装配方法
• 3.7 动态干涉检查
• 3.8 本章小结
• 4 有限元法
• 4.1 有限元技术简介
• 4.1.1 有限元的定义
• 4.1.2 ANSYS软件的特点
• 4.2 网格划分技术的研究
• 4.2.1 网格划分技术概述
• 4.2.2 网格划分方法
• 4.3 有限元中的接触问题
• 4.4 有限元静力学分析基础
• 4.5 本章小结
• 5 关键部件有限元分析
• 5.1 开沟铲有限元分析
• 5.1.1 开沟铲受力分析
• 5.1.2 开沟铲阻力计算
• 5.1.3 导入开沟铲模型并划分网格
• 5.1.4 定义载荷和约束
• 5.1.5 结果与讨论
• 5.2 悬挂装置有限元分析
• 5.2.1 导入悬挂装置模型并划分网格
• 5.2.2 载荷和约束
• 5.2.3 结果与讨论
• 5.2.4 悬挂装置优化
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文
• 作者简介