深松整地联合作业机的优化设计

深松可以打破土壤坚硬的犁底层，形成虚实相间的土体结构，有利于土壤中水、气、热的交换，促进的植物生长和土壤的物理改良，并避免扬沙等环境危害。深松整地联合作业可以减少机具进地次数，提高生产效率，是耕整地机械发展的方向。针对目前联合作业机具匮乏的问题，本文设计了一种基于保护性耕作的深松整地联合作业机。通过有限元分析和结构优化，提高机具的作业性能和可靠性，通过设计深松铲参数化设计系统，实现了深松铲的快速设计。本文主要完成的工作及结论如下： （1）通过多方案比较，确定深松整地联合作业机的整机和部件方案。深松机部分深松铲采用前三后二的布置形式，弧形深松铲柄，铲尖可置换；整地机部分采用月牙耙刀式整地机构。运用CATIA软件对各部件进行三维造型，并对三维模型进行了虚拟装配，检验了产品的可装配性。 （2）对深松机耕作部件进行了理想情况下的受力分析，得出铲柄和铲尖受力分别为2048N和3305N。根据受力分析结果对深松铲柄、铲尖和机架进行有限元静力分析，得到铲柄、双翼形铲尖和机架最大变形量分别为3.898mm，0.04694mm和2.278mm，最大等效应力应力分别为254MPa，272MPa和226MPa，均小于设计许用应力，但存在进一步优化的空间。 （3）根据有限元分析结果，提出铲柄和机架的最终优化方案：将铲柄一个固定孔径缩小，以起到过载保护的作用；增加机架斜拉杆强度，以减小机架受力时的最大应力，减小机架管壁厚度，降低机身自重。针对深松机铲柄易受损、入土角不可调的问题，设计了一种新型深松铲固定装置，增加了铲柄的过载保护功能，可以通过调节螺杆改变深松铲的入土角。 （4）运用VB语言，对三维软件CATIA进行了基于CAAAutomation技术的二次开发，开发了深松铲参数化设计系统，能够通过人机交互界面实现深松铲柄、铲尖的选型和可变参数化设计，并能够在生成三维图形基础上完成深松铲柄和铲尖的自动装配与生成工程图，实现了深松铲的快速设计。 本文在经验设计的基础上，运用现代设计方法，以深松整地联合作业机为对象，完成了从整机和部件选型，三维造型与装配，受力分析，有限元分析，结构优化到参数化设计的系统化设计。为深松整地联合作业机的设计提供了理论依据，对深松机目前存在的部分问题提出了解决方案，开发的深松铲参数化设计系统,提高了深松铲的设计效率，节省了设计成本。