行距可调插秧机移箱机构的设计与仿真研究

粮食是人类生存最为基本的生活资料，而近年来粮食危机一直威胁着世界各国的粮食供应，甚至在非洲出现很严重的“粮荒”现象。我国经济近年来一直处于高速发展的状态，取得了举世瞩目的经济成就。但是，我国的可用耕地却随着经济的发展，城市化进程的加快在迅速的减少，有数据显示已经迫近“两条红线”的底线。我国大部分地区都有水稻种植，保证水稻产量是保证粮食安全的重要途径。这就要求我们有效的保证和提高土地的亩产产量。有试验研究表明，水稻种植机械化有利于水稻产量的提高，而宽窄行种植技术具有优质高产、节约成本、提高效率等突出优点。将两者结合起来，开发出了宽窄行水稻插秧机。但是，由于中国幅员辽阔且大部分地区都种植水稻作物，这样的情况下，设计了一款宽窄行可调的高速水稻插秧机是十分必要的，以适应各地种植制度的差异。 本文主要阐述了一种用于新型高速可调宽窄行水稻插秧机移箱机构的设计、仿真分析、关键件强度校核工作以及用于移箱机构疲劳度试验台架的设计。 该机构的整体结构设计主要采用逆向工程的设计方法，参考现有成熟机型的外形构造、材料选择等，初步设计、优化后，完成基本的设计任务。对关键件螺旋轴进行了重新设计，利用建立的弹簧减冲击模型，计算出螺旋槽回转阶段的曲线；并对纵向送秧机构的凸轮轴也进行了重新设计，主要是考虑秧箱行程以及旋转相位的变化，改变了轴两端凸轮的相对位置；而滑块、滑套、连接支架以及其他零件基本遵照原型机的设计或很小的改进。依据设计出的参数信息，利用Pro/E三维建模软件对各零件进行三维建模并完成总体装配工作。 通过分析移箱机构中关键件滑块的运动过程，利用设计螺旋轴时已经建立起来的等效弹簧减冲击模型，经过计算得到滑块的最大载荷，再利用ANSYS/Workbench有限元分析软件对其进行静力学强度与疲劳强度分析，从而完成零件的强度校核工作；考虑螺旋轴的工作寿命和稳定性，利用ANSYS/Workbench的模态分析模块对螺旋轴进行模态分析，并获得第一阶至第八阶振型图，充分了解螺旋轴振动的有关信息，同时确定在移箱机构正常工作时的振动频率，对螺旋轴正常工作影响不大。 利用江苏东华测试技术有限公司生产的模态测试设备对螺旋轴进行模态试验，进一步验证虚拟仿真软件对螺旋轴的模态分析的正确性，试验结果显示与仿真分析结果基本吻合，即不会对螺旋轴正常工作有很大影响，设计方案是可行的。 另外，注意到移箱机构各件特别是滑块与滑套，在经过一段时间工作后，会出现不同程度磨损的现象，基于此设计了一台用于评估移箱机构疲劳度及其它件被破坏程度的试验台架，由于时间的关系，只是完成了试验台架的设计部分，试制工作有待进一步完成。