【正文】 .... 46 結(jié)論 ................................................................. 46 凸輪軸的強度求解 ....................................................... 47 凸輪軸的求解 ......................................................... 47 結(jié)果分析 ............................................................. 47 凸輪軸的動態(tài)仿真 ..................................................... 49 結(jié)論 ................................................................... 49 6 全文總結(jié) ................................................................. 50 本論文的結(jié)論 ........................................................... 50 存在的問題與展望 ....................................................... 50 致 謝 ..................................................................... 51 參考文獻 .................................................................... 52 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 8 1 緒 論 地膜覆蓋種植技術(shù)的發(fā)展概況 地膜覆蓋種植是一項大幅度提高作物單產(chǎn)的切實可行的新型技術(shù)，在國內(nèi)外均得到了廣泛的應用。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 4 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目 ： 建立殘膜機三維模型并運用 ANSYS 進行強度分析及參數(shù)優(yōu)化 專 題 ： 殘膜機主要部件凸輪軸及凸輪的強度分析及參數(shù)優(yōu)化 論文（設計）來源 ： 教師科研 要求完成的內(nèi)容 ： 1．查詢、閱讀資料 (1 周 ) 2．應用 ANSYS 軟件建立殘膜機主要部件凸輪軸、凸輪及桿齒組的三維模型（ 2－ 5周） 3. 對該構(gòu)件進行理論分析及參數(shù)優(yōu)化（ 6－ 7 周） 4．撰寫畢業(yè)論文（ 7－ 8 周 ） 5．提交畢業(yè)論文、裝配圖及答辯（ 9－ 11） 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 5 摘 要 本文分析了目前殘膜回收及殘膜回收機的現(xiàn)狀和存在的主要問題，指出了殘膜回收的緊迫性、重要性 ,以及 CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域中的應用。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作 者簽名： 日 期： 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 3 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對 4JSM— 1800棉秸桿切碎及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機的主要工作部件 —— 滾筒機構(gòu)（挑膜齒組及凸輪軸）進行工作原理及結(jié)構(gòu)的理論研究。歐、美、日等發(fā)達國家從 50年代就開始逐步將鋪膜種植技術(shù)應用于蔬菜及經(jīng)濟類作物。糧田、棉花種植面積為 533萬 km2，平均單產(chǎn) 900kg，若其中 35％采用地膜覆蓋種植，以每公頃增加 300kg估算，總產(chǎn)提高 56萬噸，等于增加 56萬 km2棉田 [1] 。如果將它們填埋，會占用大量土地，而且，在很長一段時間內(nèi)難以分解 ； 部分的塑料含有毒性，如果用作餐具或食品包裝的材料，這樣對人體的健康不利 ； 使臭氧層變薄 。殘膜在土壤中 形成阻隔層影響根系的發(fā)育和均勻分布、阻礙作物對水分和養(yǎng)分的吸收、影響種子發(fā)芽、出苗，造成爛種、爛芽，使幼苗黃瘦甚至死亡，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身構(gòu)成嚴重危害，給生態(tài)環(huán)境也造成很大損害。 3)影響作物生長發(fā)育，降低作物產(chǎn)量。 如果不積極采取措施加以扼制，若干年后土質(zhì)嚴重惡化，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降，土地將無法種植 ， 后果不可想象 [2]。 殘膜機研究的意義 為了有效地減少或消除耕作土壤中的白色污染， 通過在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耕作中推廣機械化苗期殘膜回收、機械化農(nóng)作物收獲后殘膜回收和機械化可降解生物地膜應用等技術(shù)，減少和消除耕作土壤中殘留地膜對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的危害，同時為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益的持續(xù)發(fā)展提供保證。中國的農(nóng)業(yè)機械行業(yè)起步較晚，設計技術(shù)的整體水平還處于經(jīng)驗設計時期，還主要以技術(shù)模仿 、降低零部件的成本 (提高國產(chǎn)化率 )為主； CAD/CAE技術(shù)、虛擬設計、優(yōu)化設計等現(xiàn)代化設計技術(shù)還處于水平較低的普及階段。 我國殘膜污染問題相對較嚴重：一方面低成本地膜偏薄 (有的厚度僅 )，強度差 [1]，另一方面由于我國多數(shù)地區(qū)是作物收獲后收膜，地膜在田間停留時間較長，易破碎，并且主要依靠人工回收殘膜，勞動強度大，成本高， 碎膜不能有效回收。 ④ IMS800型滾筒式收膜機 [8]: 由山西省農(nóng)機研究所和山陰縣農(nóng)機局研制，主要用于大根茬地 (如玉米地 )殘膜的回收。英國和前蘇聯(lián)采用懸掛式收膜機工作時松土鏟將壓膜土耕松，然后將薄膜收卷到羊皮網(wǎng)或金屬網(wǎng)上，收下的膜清洗干凈卷好備用。而我國北方的大部分地區(qū)為干旱少雨區(qū)，近年來推廣的滴灌管道布置在地膜下面，因此苗期揭膜不可能在我國大面積推廣開來使用。 CAD 技術(shù)是以計算機、外圍設備及其系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、有限元分析（ FEA）及優(yōu)化設計、數(shù)控加工編程（ NCP）、仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 （ PDM）等內(nèi)容 ， 是一種 設計人員借助于計算 機 進行設計的方法 [10]。計算機輔助設計能極大地提高設計質(zhì)量，減輕設計人員的勞動，縮短設計周期，降低產(chǎn)品成本，為開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝創(chuàng)造了有利條件。 3D市場的主流 軟件 Unigraphics、 Pro/Engineer、AutoCAD、 Solid Edge、 SolidWorks、 IDEAS 及 CimatronCAD 等。 智能化 ： 設計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動領(lǐng)域，智能 CAD 是 CAD發(fā)展的必然方向。特別是利用 VR的交互能力，支援概念設計中的人機工程學，檢驗操作時是否舒適、方便，這對摩托車、汽車、飛機等的設計作用尤其顯著，在協(xié)同設計中，利用 VR 技術(shù)，設計群體可直接對所設計的產(chǎn)品進行交互。 ANSYS 軟件概述 ANSYS 軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。 ANSYS 軟件的模塊介紹 前處理模塊 PREP7： 雙擊實用菜單中的 “Preprocess or” ，進入 ANSYS 的前處理模塊。 ANSYS 程序還提供了拖拉、延伸、旋轉(zhuǎn)、移動、延伸和拷貝實體模型圖元的功能。自適應網(wǎng)格劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以后，用戶 指示程序自動地生成有限元網(wǎng)格，分析、估計網(wǎng)格的離散誤差，然后重新定義網(wǎng)格大小，再次分析計算、估計網(wǎng)格的離散誤差，直至 誤差 低于用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數(shù)。與靜力分析不同，動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻 尼和慣性的影響。熱分析還具有 可以模擬材料固化和熔解過程的相變分析能力以及模擬熱與結(jié)構(gòu)應力之間的熱－結(jié)構(gòu)耦合分析能力。這些功能可用來確定音響話筒 的頻率響應，研究音樂大廳的聲場強度分布，或預測水對振動船體的阻尼效應。 有限元法的原理 有限元法是把要分析的連續(xù)體假想地分 割成有限個單元所組成的組合體，簡稱離散化。并對每個單元根據(jù)分塊近似的思想，假設一個簡單的函數(shù)近似地表示單元內(nèi)位移的分布規(guī)律，再利用力學理論中的變分原理或其他方法，建立結(jié)點力與位移之間的力學特性關(guān)系，得到一組以結(jié)點位移為未知量的代數(shù)方程，從而求解結(jié)點的位移分量。當網(wǎng)格數(shù)量增加到一定程度后，再繼續(xù)增加網(wǎng)格時精度提高甚微，而計算時間卻有大幅度增加。在熱分析中，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度梯度不大，不需要大量的內(nèi)部單元，這時可劃分較少的網(wǎng)格。其中圖 b中網(wǎng)格疏密相差更大，它比圖 a中的網(wǎng)格少 48個，但計算出的孔緣最大應力相差 1%，而計算時間卻減小了 36%。質(zhì)量太差的網(wǎng)格甚至會中止計算。 ， c單元的兩對節(jié)點重合，網(wǎng)格面積為零。 同時，有限元網(wǎng)格生成算法研究中的某些難點問題始終未能獲得真正意義上的解決。尤其彈齒在入土階段，其對殘膜的作用力，會將 殘膜壓入土中，造成漏撿及撿拾物混雜；彈齒由滾筒上的孔眼驅(qū)動，因存在干摩擦，使彈齒、滾筒接面易磨損，且在孔眼處易于夾持殘膜；滾筒上的孔眼易使灰塵，雜物進入滾筒內(nèi)，加劇筒內(nèi)運動副的磨損，上述原因影響了 脫膜 性能。 圓弧型挑膜齒機構(gòu)的工作原理 弧形挑膜齒滾筒機構(gòu)主要由滾筒、凸輪盤、凸輪軸、挑膜齒桿組（六組）等構(gòu)成 (圖 3— 1所示 )。挑膜齒伸出 ,用于撿膜；挑膜齒縮回 ,用于脫膜。為了減少漏收量，以及減小殘膜纏繞工作部件的機會，采用了比較短的工作行程，帶來的問題是分土效果不好，這樣會使集膜箱內(nèi)存在一定量的土壤，但不影響正常工作。 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 24 為了解決這一矛盾，機構(gòu)采用圖 33所示的錯位配齒法，在此配齒法中，行內(nèi)齒間距 b,相鄰行齒位相錯 b/2,這樣，齒對膜的作用間距將是實際齒間距的一半，緩解了上述矛盾 [12]。 圖 24 彈性挑膜齒的配置圖 圖 33 彈性挑膜齒配置圖 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 25 m / s 1 9 m / h ?＝機? m / s 8 3 m / h ?＝機? 挑膜滾筒轉(zhuǎn)速為： ? ?機挑 ＝ ? 代入機具工作速度，計算得到滾筒轉(zhuǎn)速分別為： ＝挑 4n 45 r/min ＝挑 5n 67 r/min 根據(jù)計算得到的轉(zhuǎn)速，設計兩個傳動鏈輪。但是它的建模存在 這非常大的缺陷，不能夠撤銷上步的操作。 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 27 圖 41 Element Types 對話框 2在 Library of Element Types 復選框中選擇 Stuctural Solid,Brick 8node 185,在 Element type reference number 輸入欄中輸入 1，單擊 [OK]按鈕關(guān)閉該對話框（如圖 42）。 Depth=1442；（如 43圖）：單擊 [OK]按鈕關(guān)閉對話框，生成一圓柱筒。 新疆大學畢業(yè)設計（設 計） 30 圖 47 挑膜齒組橫梁 10 選擇 Utility Menu / Preprocessor / Operate / Booleans / Subtract / Volumes 命令，出現(xiàn) Subtract Volumes 對話框，拾取圓柱體筒，單擊[OK]按鈕。 8選擇 Utility Menu / Preprocessor / Modeling / Reflect / Volumes命令，出現(xiàn) Reflect Volumes 對話框（如圖 46），選擇需要鏡相的實體，單擊 [OK]后出現(xiàn)另外一個對話框，選擇 YZ平面為對稱面進行鏡像操作。 Rad 1=。 2選擇 Utility Menu / File / Change Jobname 命令，出現(xiàn) Change Jobnam 的對話框，在 [/FILNAM] Enter new jobname 輸入欄中輸入工作文件名tiao mo chi zu，并將 New log and error file 設置為 Yes，單擊 [OK]按鈕關(guān)閉對話框。 ⑤利用錯位配齒法，可避免撿收較大土塊和漏撿較小殘膜。 根據(jù)多次試驗的結(jié)果，取挑膜滾筒直徑 D為 600mm。若在挑膜齒轉(zhuǎn)動 1 周內(nèi) ,機架水平方向的位移為 0L , RVL ??? 220 ??,則滾一圓周上應