悬挂犁数字化设计及关键技术的研究

悬挂犁数字化设计及关键技术的研究

论文摘要

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。

论文目录

  • 提要
  • 第1章 绪论
  • 1.1 问题的提出
  • 1.2 悬挂犁的研究现状分析
  • 1.2.1 悬挂装置的研究现状
  • 1.2.2 翻转犁的翻转机构研究现状
  • 1.2.3 翻转犁的限深轮的翻转机构研究现状
  • 1.3 研究内容和研究方法
  • 第2章 面向对象的悬挂犁的设计模型研究
  • 2.1 用户需求分析
  • 2.2 悬挂犁的设计模型组成
  • 2.3 悬挂犁的概念设计子模型
  • 2.3.1 悬挂犁的功能结构
  • 2.3.2 悬挂犁的结构布局
  • 2.4 悬挂犁的产品结构设计子模型
  • 2.4.1 产品结构的层次关系
  • 2.4.2 产品结构的设计参数
  • 2.5 悬挂犁的零件设计子模型
  • 2.6 悬挂犁设计模型的对象建模
  • 2.6.1 面向对象方法的建模技术
  • 2.6.2 悬挂犁设计模型的基本对象模型
  • 2.6.3 设计管理类
  • 2.6.4 悬挂犁总体设计类
  • 2.6.5 视图设计类
  • 2.6.6 悬挂犁的部件设计类
  • 2.6.7 8 大部件设计类和联接部件设计类
  • 2.7 小结
  • 第3章 悬挂犁的三维数字化模型研究
  • 3.1 矢量基和设计参数
  • 3.2 总体参数计算子模型
  • 3.2.1 基本参数的计算
  • 3.2.2 拖拉机的各点矢量的坐标阵
  • 3.2.3 耕作位置时悬挂犁的各点矢量的坐标阵
  • 3.3 耕作载荷计算子模型
  • 3.4 起落运动计算子模型
  • 3.4.1 运动学方程
  • 3.4.2 动力学方程
  • 3.5 性能分析子模型
  • 3.6 计算实例
  • 3.7 小结
  • 第4章 翻转犁的翻转机构三维数字化设计理论研究
  • 4.1 翻转犁的翻转机构结构形式
  • 4.2 翻转犁的翻转机构的设计参数
  • 4.2.1 机械系统的设计参数
  • 4.2.2 液压系统的设计参数
  • 4.3 基本参数计算
  • 4.4 翻转犁的翻转过程建模
  • 4.4.1 运动学方程
  • 4.4.2 动力学方程
  • 4.4.3 液压系统方程
  • 4.5 翻转机构的仿真计算理论
  • 4.5.1 约束条件
  • 4.5.2 翻转机构4 步仿真
  • 4.5.3 仿真计算实例
  • 4.6 小结
  • 第5章 翻转犁的限深轮翻转换位机构的设计
  • 5.1 机构的工作原理和组成
  • 5.2 限深轮的翻转运动和受力分析
  • 5.2.1 运动学分析
  • 5.2.2 动力学分析
  • 5.3 运动学及动力学仿真
  • 5.4 小结
  • 第6章 翻转机构的性能试验研究
  • 6.1 测定仪的结构和原理
  • 6.2 测定仪翻转机构的翻转控制
  • 6.3 验证4.5.3 的仿真计算结果
  • 6.4 限深轮翻转换位机构试验验证
  • 6.5 小结
  • 第7章 悬挂犁的数字化设计系统软件的研发
  • 7.1 系统的开发策略
  • 7.1.1 基础软件平台的选择
  • 7.1.2 开发语言和数据库的访问方式
  • 7.1.3 基础软件平台的集成
  • 7.2 系统的总体设计
  • 7.2.1 系统的体系结构
  • 7.2.2 系统的功能模块
  • 7.2.3 系统的工作流程
  • 7.3 系统使用简介
  • 7.4 小结
  • 第8章 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研课题
  • 致谢
  • 中文摘要
  • Abstract
  • 相关论文文献

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