【正文】 ........................45 結論 ..................................................................45 凸輪軸的強度求解 ........................................................46 凸輪軸的求解 ..........................................................46 結果分析 ..............................................................46 凸輪軸的動態(tài)仿真 ......................................................48 結論 ....................................................................486 全文總結 ..................................................................49 本論文的結論 ............................................................49 存在的問題與展望 ........................................................49致 謝 ......................................................................50參考文獻 .....................................................................51新疆大學畢業(yè)設計（設計）81 緒 論 地膜覆蓋種植技術的發(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，在國內(nèi)外均得到了廣泛的應用。日本的地膜覆蓋栽培技術研究早，普及快，應用作物種類多，栽培水平高，增產(chǎn)增收效果顯著。我國從7O年代開始將地膜覆蓋種植技術應用于蔬菜生產(chǎn)，80年代開始應用于棉花、花生等經(jīng)濟作物，近年來又將這一技術推廣到玉米栽培上，解決了寒冷和干旱地區(qū)作物增產(chǎn)困難的問題，從而開始大面積推廣應用，預計10年內(nèi)可發(fā)展到600多萬km 2，地膜覆蓋種植技術增加了有效積溫，相對延長了作物的生育期，可以廣泛采用中晚熟品種，使品質(zhì)和產(chǎn)量大幅度提高，同時使各種作物的適作區(qū)向北推移、擴大，更有效地利用國土資源。目前新疆、山東、山西、內(nèi)蒙古、黑龍江、陜西、甘肅等寒冷和干旱及半干旱地區(qū)，地膜覆蓋種植不僅應用于棉花、花生、甜菜、烤煙等經(jīng)濟作物以及蔬菜和瓜果，而且已推廣到玉米等糧食作物，總面積達300萬km 2。據(jù)調(diào)查，采用鋪膜種植后，玉米單產(chǎn)可提高30%～8O% ，棉花可提高30%～70% 我國玉米種植面積達2022萬km 2 ，如有20%應用這一技術，以單產(chǎn)提高30%約l350kg估算，總產(chǎn)可增加540萬噸，相當于增加120萬km 2。二十多年來，農(nóng)用地膜的大面積應用，對新疆農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)以及農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展起到了巨大的推動作用。 地膜覆蓋帶來的“白色污染” “白色污染”已成為一個眾所周知的新型名詞。 “白色污染”物的主要成分為：聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PV)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯樹脂(PS)。新疆大學畢業(yè)設計（設計）9“白色污染”的危害：塑料地膜廢棄物在土壤中大面積殘留，長期積累，造成土壤板結，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導致農(nóng)作物減產(chǎn)；拋棄在陸地上或水中的塑料廢棄物，被動物當作食物吞食后，會導致動物死亡；進入生活垃圾中的塑料廢棄物質(zhì)量輕、體積大，很難處理。采用地膜覆蓋種植技術雖可提高作物產(chǎn)量，但若不能將田地里的殘膜及時回收，不僅會導致環(huán)境污染，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身也將構成嚴重危害 [3]。人口不斷增多、人民生活水平逐步提高，對糧食的需求也將擴大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展，才能滿足這一要求。目前我國政府及一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門已開始投入人力、物力和財力來解決殘膜回收問題；但從總體來看，由于我國地膜覆蓋種植面積廣，鋪膜年限長，殘膜回收處理又不及時，農(nóng)村廢殘膜數(shù)量劇增，不少地方出現(xiàn)了“白色污染”遺留在土壤中的殘膜沉積為害，給生態(tài)環(huán)境、土壤結構、作物生長發(fā)育造成嚴重影響，特別是在新疆。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量和長期的使用農(nóng)用地膜，不能全部及時回收，年復一年累積在土壤中使耕地遭到嚴重的“白色污染” 。據(jù)估計，迄今為止，全國耕地中的殘膜已超過 100 萬噸。廢膜殘留造成的影響主要有4個方面：1)對農(nóng)田周圍環(huán)境的污染。2)嚴重影響機械作業(yè)。殘留廢膜易纏繞犁鏵，嚴重影響整地質(zhì)量；大量殘膜還易堵塞播種機，造成播種不均勻，影響播種質(zhì)量。種子播在殘膜上會因吸收不到養(yǎng)分和水分而不能發(fā)芽，造成爛種，或發(fā)芽后因吸收不到水分而枯死。花生秧是良好的飼料，但花生起收時，在花生秧帶有的地膜占殘膜的20%～25%，給飼料加工帶來很大不便，也影響了飼料的品質(zhì)。目前新疆在農(nóng)田殘膜回收工作中其數(shù)量最大的是棉田。據(jù)有關部門調(diào)查測算，棉花種植老區(qū)土壤耕層殘留廢膜每畝可達 20 多千克，而且還在不斷增長，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害逐步加重。自地膜覆蓋技術使用后不久我國農(nóng)機科研人員就開始針對殘膜回收技術和機具展開研究，經(jīng)過十幾年的努力我國已研制出二十多種殘膜回收機，其中有幾種較為成功，但目前從總體上看殘膜回收機具的推廣應用并不盡人意。同時苗期殘膜回收也受到農(nóng)藝的限制，比如膜下滴灌技術的推廣，給苗期收膜帶來困難?；谏鲜鲈蚣艾F(xiàn)象就可以看出：研發(fā)和改進殘膜回收機是必要的，也是必須的，對于它的開發(fā)前景是光明的。我認為這是一件有意義的事，可以為改進殘膜機的性能、簡化它的結構提供非常重要的數(shù)據(jù)。況且人工撿拾地膜存在勞動生產(chǎn)率低、勞動強度大、耗工、費時等缺點，因此推廣殘膜回收機械化生產(chǎn)技術具有十分重要的現(xiàn)實意義。一個國家農(nóng)業(yè)是否實現(xiàn)現(xiàn)代化，關鍵在于這個國家農(nóng)業(yè)機械化的程度如何。我們必須認清我國農(nóng)機發(fā)展薄弱環(huán)節(jié)，積極尋求農(nóng)機發(fā)展新的方向，才能充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械化在建設我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中主力軍的作用。要想改變我國農(nóng)業(yè)機械化的現(xiàn)狀就必須了解農(nóng)業(yè)機械的設計現(xiàn)狀并掌握先進的設計方法。這種狀況是導致企業(yè)、科研部門自主開發(fā)能力不強，技術創(chuàng)新能力不足，缺乏市場有力競爭的原因之一。CAD/CAM/CAE技術的不斷成熟，使農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的設計水平和開發(fā)質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，為跨越工新疆大學畢業(yè)設計（設計）11業(yè)發(fā)達國家?guī)资暝哌^的發(fā)展階段，趕超世界先進水平提供了一條捷徑。日本對廢舊農(nóng)膜的回收處理情況相對好一些；因為那里覆蓋地膜的土壤主要是火山灰土，土質(zhì)疏松，便于揭膜，而且地膜強度大、覆蓋期相對較短(～3個月)，清除時可保持較大片塊，用地膜縫合機縫合所鋪地膜，不用土壓膜，也利于收膜。歐美國家為防止殘膜造成的危害，一方面推廣使用高強度、耐老化地膜以便回收，另一方面，積極開發(fā)研制新型地膜，如可降解地膜，使殘膜經(jīng)一定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤；但其價格偏高，目前還不能推廣用于大田作物，僅對經(jīng)濟價值較高的蔬菜等作物應用較好。我國一些鋪膜地區(qū)根據(jù)當?shù)鼐唧w條件研制了不同形式的殘膜回收機。它只能回收大塊殘膜，對碎膜則無能為力 。③JM1型廢膜回收機： 適用于中耕與揭膜聯(lián)合作業(yè)，是一種收卷式工作機械。另外，它還要求鋪膜機作業(yè)時在種行處打兩排孔，揭膜時又常不能沿孔將膜揭開，影響回收效果。該機動力消耗大，殘膜回收率低 。有的機具結構復雜，工作可靠性差，也有的需要過多的輔助人工，勞動效率低。該機工作時，液壓馬達驅(qū)動收卷工作部件，同時控翩收卷部件的轉(zhuǎn)速與拖拉機行進速度相適應。由于殘膜在土壤覆蓋的時間相對較長而風吹日曬老化較碎、破損大，因此新疆大學畢業(yè)設計（設計）12殘膜回收是世界各國都面臨的一個棘手問題。日本對舊農(nóng)膜的回收處理相對好一些，主要原因一是日本覆蓋地膜的土壤主要是火山灰土，土壤疏松易揭膜；二是地膜較厚強度大、覆蓋期相對較短，清除時可保持較大片塊；還有一種地膜縫合機鋪地膜，不用土壓膜以利于收膜，收膜時纏繞扎在地膜兩邊的繩索將地膜卷起 [9]。國內(nèi)在研制殘膜回收機的同時，也研制出一些新型降解農(nóng)膜如生物降解膜、光降解膜和雙降解膜等但因其成本過高或其它原因均未大面積推廣使用。經(jīng)過十幾年的研究我國雖已研制出二十多種殘膜回收機并且有幾種效果較好，但還沒有一種為農(nóng)民所廣泛接受。從我國已有機型來看苗期揭膜已取得了一定成果，苗期揭膜只適用于水源較充足地區(qū)的部分作物。耕層內(nèi)殘膜回收機和播前耕整地殘膜回收機雖然結構簡單成本低，但殘膜回收率不高，只能作為輔助方式輔助殘膜回收。 課題來源、研究方法及目的該課題來源于國家自然科學基金項目資（項目編號：50375131） （“九五”國家重點科技攻關計劃項目）——弧形挑膜齒殘膜清理滾筒的運動學原理及工藝結構研究。本課題是在新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)機化研究所研制的 4JSM1800 棉秸桿切碎及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機基礎上，針對機具的核心部件——滾筒部件進行研究分析，結合對弧形挑膜齒滾筒機構的工作原理及結構的理論分析，利用 ANSYS 軟件對凸輪軸及凸輪的強度分析，從而為滾筒結構簡化及參數(shù)優(yōu)化提供必要的有利數(shù)據(jù)。計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱 CAD）技術產(chǎn)生于 19 世紀 50 年代后期。作為當代杰出的工程技術成就,已廣泛地應用于工程設計的各個領域。目前其主要的應用涉及到機械、電子、建筑等工程領域。CAD 技術將人的創(chuàng)造能力和計算機的高速運算能力，巨大存儲能力和邏輯判斷能力很好地結合起來。設計人員則可對計算、處理的中間結果作出判斷、修改，以便更有效地完成設計工作。目前，在我國正受到企業(yè)的歡迎和重視，逐步獲得推廣應用。從 60 年代的二維平面圖形設計開始,CAD 經(jīng)歷了 70 年代的交互式圖形技術、三維線框系統(tǒng)及繪圖系統(tǒng),80 年代的三維實體造型、自由曲面設計、有限元分析、機構及機器人分析和仿真,90 年代的參數(shù)化設計、特征造型、CNC 代碼生成及刀具軌跡仿真等發(fā)展過程 [11]。微機平臺為普及 CAD 應用創(chuàng)造了絕好的條件。在 2D 市場上占絕對優(yōu)勢的是 Autodesk 公司的 AutoCAD 軟件。新疆大學畢業(yè)設計（設計）14 CAD 發(fā)展趨勢標準化：CAD 軟件一般應集成在一個異構的工作平臺之上，只有依靠標準化技術才能解決 CAD 系統(tǒng)支持異構跨平臺的環(huán)境問題。 開放性 ：CAD 系統(tǒng)目前廣泛建立在開放式操作系統(tǒng)視窗 95/98/2022/NT 和UNIX 平臺上，為最終用戶提供二次開發(fā)環(huán)境，甚至這類環(huán)境可開發(fā)其內(nèi)核源碼，使用戶可定制自己的 CAD 系統(tǒng)。新產(chǎn)品設計能力與現(xiàn)代企業(yè)管理能力的集成，將成為企業(yè)信息化的重點；其二是將 CAD 技術采用的算法，甚至功能模塊或系統(tǒng)，做成專用芯片，以提高 CAD系統(tǒng)的使用效率；其三是 CAD 基於計算機網(wǎng)絡環(huán)境實現(xiàn)異地、異構系統(tǒng)在企業(yè)間的集成。例如，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)過程，大量的零部件生產(chǎn)、裝配都通過“虛擬工廠”、“動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟”的方式完成，本企業(yè)只負責產(chǎn)品總體設計和生產(chǎn)少數(shù)零部件，并最終完成產(chǎn)品的裝配。從人類認識和思維的模型來看，現(xiàn)有的人工智能技術模擬人類的思維活動明顯不足。CAD 的這個發(fā)展趨勢，將對信息科學的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。例如用這種模擬技術進行設計分析，可以清楚地看到物體的變形過程和應力分布情況。在概念設計階段，它可用於方案優(yōu)化。更加逼真地感知到正在和自己交互的?體成員的存在和相互間的活動。 隨著 Inter/Intra 網(wǎng)絡和并行、高性能計算及事務處理的普及，虛擬設計及實時仿真也得到廣泛應用。 ANSYS 的發(fā)展歷史ANSYS 公司成立于 1970 年，是由美國匹茲堡大學的 John Swanson 博士創(chuàng)建的，其總部位于美國賓夕法尼亞洲的匹茲堡，目前是世界 CAE 行業(yè)最大的公司。ANSYS 可以與多種先進的 CAD（如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD）軟件共享數(shù)據(jù)，利用 ANSYS 的數(shù)據(jù)，利用 ANSYS 的數(shù)據(jù)接口，可以精確地將在 CAD 系統(tǒng)下生成的幾何數(shù)據(jù)傳輸?shù)?ANSYS，并通過必要的修補可以精確地在該模型上劃分網(wǎng)格并進行求解，這樣就可以節(jié)省用戶在創(chuàng)建模型的過程中所花費的大量時間，使用戶的工作效率大幅度提高。由世界上最大的有限元分析軟件公司之 一的美國 ANSYS 開發(fā)，它能與多數(shù) CAD 軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD 等 [13]， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設計中的高級 CAD 工具之一。前處理模塊提供了一個強 大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構造有限元模型；分析計算模塊包括結構分析（可進行線性分析、非線性分析和高度非線 性分析） 、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度 分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計算結果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明 顯示（可看到結構內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示或輸出 [13]。該軟件有多種不同版本，可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設備上，如PC，SGI，HP， SUN，DEC ，IBM，CRAY 等。微機