STYLEREF"標(biāo)題1"ABSTRACT摘要小型自走施肥機(jī)是一種可以在農(nóng)田里中將化肥與液體肥料施放和噴灑到指定位置的機(jī)械。擁有提高升施肥和噴灑液體肥料過程速度作用，同時(shí)還可以保證合理的化肥的用量。它不僅能夠提高人們勞動(dòng)工作的效率，同時(shí)也能夠減輕人們的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，讓大家生活變得更好，實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)機(jī)器化、自動(dòng)化。此設(shè)計(jì)對(duì)小型自走施肥機(jī)整體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了強(qiáng)度分析和校核。小型自走施肥機(jī)的整體結(jié)構(gòu)主要由以下部件組成：車架、車輪、支架、傳動(dòng)軸1、凸輪、擺臂、噴灑頭、液體肥料箱、錐齒輪、鏈輪、減速器、肥料箱、覆土鏟、開溝盤、開溝刀和犁等。這些零部件共同構(gòu)成了小型自走施肥機(jī)的完整結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)過程中，我采用了SolidWorks數(shù)字化建模軟件，實(shí)現(xiàn)了小型自走施肥機(jī)零件圖和總裝配體的三維數(shù)字化建模。同時(shí)，我還對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度分析，以確保其滿足設(shè)計(jì)和使用要求。關(guān)鍵詞：曲柄連桿；鏈傳動(dòng)；自走小車；開溝施肥；建模與仿真；強(qiáng)度分析

ABSTRACTAsmallself-propelledfertilizerapplicatorisamechanicaldevicethatcanapplyandsprayfertilizersandliquidfertilizerstodesignatedlocationsinfarmland.Ithasthefunctionofimprovingthespeedoffertilizationandsprayingliquidfertilizers,whilealsoensuringareasonableamountoffertilizer.Itcannotonlyimprovetheefficiencyofpeople'slaborwork,butalsoreducetheirlaborburden,makeeveryone'slifebetter,andachievelabormechanizationandautomation.Thisdesignhasconductedstrengthanalysisandverificationonthekeycomponentsoftheoverallstructureofasmallself-propelledfertilizerapplicator.Theoverallstructureofasmallself-propelledfertilizerapplicatormainlyconsistsofthefollowingcomponents:frame,wheel,bracket,transmissionshaft1,cam,swingarm,sprayhead,liquidfertilizerbox,bevelgear,sprocket,reducer,fertilizerbox,coveringshovel,trenchingdisc,trenchingknife,andplow.Thesecomponentstogetherconstitutethecompletestructureofasmallself-propelledfertilizerapplicator.Inthedesignprocess,IusedSolidWorksdigitalmodelingsoftwaretoachievethree-dimensionaldigitalmodelingofthepartdrawingsandfinalassemblyofasmallself-propelledfertilizerapplicator.Atthesametime,Ialsoconductedrelevantstrengthanalysisonkeycomponentstoensurethattheymeetdesignandusagerequirements.Keywords:crankconnectingrod;Chaindrive;Selfmovingtrolley;Trenchingandfertilization;Modelingandsimulation;strengthanalysis

目錄摘要 1ABSTRACT 2第1章緒論 51.1引言 51.2.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 51.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 71.2課題研究?jī)?nèi)容與方法 8第2章小型自走施肥機(jī)的總體設(shè)計(jì) 102.1設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu) 102.2設(shè)計(jì)方案 13第3章小型自走施肥機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 143.1總傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 143.1.1主要技術(shù)參數(shù)： 143.1.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 143.2減速器與曲柄傳動(dòng)軸鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 163.3減速器與小車傳動(dòng)軸鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 173.4小車與開溝機(jī)傳動(dòng)軸鏈傳動(dòng) 193.5曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的的設(shè)計(jì) 203.5.1曲柄l1的設(shè)計(jì) 213.5.2底架l4的設(shè)計(jì) 213.5.3搖桿l3的設(shè)計(jì) 213.5.4連桿l2的設(shè)計(jì) 223.6開溝部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 223.6.1開溝刀片 223.6.2開溝犁 233.6.3傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 243.7小車部分設(shè)計(jì) 253.7.1小型自走施肥機(jī)車架設(shè)計(jì) 253.7.2傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 27第4章小型自走施肥機(jī)建模與裝配 284.1小型自走施肥機(jī)的零件建模和零件裝配 284.2小型自走施肥機(jī)裝配體爆炸展示和干涉檢測(cè) 304.2.1總裝配體的爆炸展示 314.2.2小型自走施肥機(jī)的干涉和縫隙接觸檢測(cè) 32圖4.4干涉和縫隙接觸檢測(cè) 33第5章小型自走施肥機(jī)的有限元Simulation分析 345.1有限元Simulation仿真簡(jiǎn)要 345.2小型自走施肥機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的有限元Simulation仿真 355.2.1進(jìn)行關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的材料選型情況分析 355.2.2進(jìn)行關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的載荷和受力情況分析 355.2.3進(jìn)行關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的網(wǎng)格化處理 365.2.4運(yùn)算求解的過程 375.2.5

求解后得到的有限元分析結(jié)果 375.2.6分析求解驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)果 385.2小型自走施肥機(jī)開溝刀的有限元Simulation仿真 385.2.1進(jìn)行關(guān)鍵零部件開溝刀的材料選型情況分析 385.2.2進(jìn)行關(guān)鍵零部件開溝刀的載荷和受力情況分析 395.2.3進(jìn)行關(guān)鍵零部件開溝刀的網(wǎng)格化處理 405.2.4運(yùn)算求解的過程 425.2.5

求解后得到的有限元分析結(jié)果 425.2.6分析求解開溝刀的結(jié)果 44第6章結(jié)論 46參考文獻(xiàn) 47致謝 48

第1章緒論1.1引言農(nóng)業(yè)機(jī)器人是信息技術(shù)、智能控制和機(jī)械制造等多領(lǐng)域綜合發(fā)展的產(chǎn)物，主要工作范圍是面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的種植、收獲和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，同時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)器人兼有信息感知和運(yùn)動(dòng)能力[3]，是一種可重復(fù)編程的柔性自動(dòng)化或半自動(dòng)化裝備。按照機(jī)器人的作業(yè)場(chǎng)地歸屬，可將農(nóng)業(yè)機(jī)器人劃分成兩大類：一類是在大面積田塊作業(yè)的室外型，另一類是在棚室內(nèi)作業(yè)的室內(nèi)型[4]。自上世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多高校及科研院所均對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了重點(diǎn)研究，并取得了矚目的研究成果，下文將簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究進(jìn)展。1.2.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀2018年西弗吉尼亞大學(xué)研制的BrambleBee噴農(nóng)藥機(jī)器人[6]，如圖1-4所示，根據(jù)激光雷達(dá)建立溫室三維地圖和相機(jī)識(shí)別所噴灑農(nóng)藥植物圖像信息，使用機(jī)械臂末端的噴頭完成噴藥操作；該機(jī)器人裝有視覺傳感器、測(cè)速傳感器、定位傳感器等諸多設(shè)備，能夠?qū)ψ魑锖碗s草進(jìn)行區(qū)分，識(shí)別雜草后進(jìn)行精準(zhǔn)施藥，除草劑用量?jī)H為人工噴灑的1/10，但除草效果卻不分伯仲。采用超聲波測(cè)距原理判斷樹冠位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴藥，農(nóng)藥節(jié)約率高達(dá)60%，集成GPS、IMU、攝像機(jī)模塊[7]，能夠完成自主導(dǎo)航任務(wù)同時(shí)收集溫濕度、光照強(qiáng)度等植物生長(zhǎng)環(huán)境條件以及監(jiān)測(cè)植物的生長(zhǎng)狀況。除此以外，機(jī)器人還可以應(yīng)用于授粉和施肥等植物保護(hù)環(huán)節(jié)。MohdSaiful等研制裝備噴嘴、藥罐的噴藥機(jī)器人如圖4所示，在基于真實(shí)的溫室環(huán)境設(shè)計(jì)構(gòu)建虛擬環(huán)境[8]，并以可視化方式進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和農(nóng)業(yè)噴藥操作。圖1-4噴農(nóng)藥機(jī)器人2018年4月，澳大利亞southerncross公司進(jìn)行微型遙控果園開溝機(jī)的研發(fā)與設(shè)計(jì)[9]，如圖1-5所示。該機(jī)特點(diǎn)如下：一是針對(duì)果園空間狹小、小四輪及手扶拖拉機(jī)作業(yè)時(shí)通過性不好、操作不便等問題，設(shè)計(jì)出一種與微型遙控機(jī)械配套的果園開溝機(jī)；二是機(jī)具高度僅67cm，通過性能好；三是遙控、人力兩套操縱系統(tǒng)可隨機(jī)操縱，也可人機(jī)分離，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；四是采用履帶行走裝置，附著力強(qiáng)，爬坡能力大：五是穩(wěn)定性強(qiáng)，能防止機(jī)具作業(yè)時(shí)翻倒[10]。從試驗(yàn)結(jié)果看，該機(jī)功耗小，具有一定爬坡能力，適合果園作業(yè)。微型遙控果園開溝機(jī)的成功研制，解決了果樹行距小、冠下高度低的難題，對(duì)果園機(jī)械化生產(chǎn)具有重要的意義[11]。圖1-5微型遙控果園開溝機(jī)對(duì)于耕耘類機(jī)器人其技術(shù)難點(diǎn)主要還是在導(dǎo)航和精確定位方面，2014年芬蘭相關(guān)研究院所首先研制出自行走式耕作機(jī)器人[12]如圖1-6所示，該機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)為小型履帶式，利用GPS定位技術(shù)與電機(jī)調(diào)速技術(shù)相結(jié)合，通過分析定位數(shù)據(jù)后調(diào)節(jié)左右兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差進(jìn)行機(jī)器人導(dǎo)航[13]。日本機(jī)電技術(shù)研究所曾研制出一款耕作機(jī)器人，該機(jī)器人可通過傳感器對(duì)耕作場(chǎng)內(nèi)環(huán)境進(jìn)行辨別，判斷自身位置并進(jìn)行自行走作業(yè)，工作效率高于人工作業(yè)。近年來(lái)，電子羅盤、激光雷達(dá)、GPS系統(tǒng)、彩色相機(jī)等導(dǎo)航設(shè)備的飛速發(fā)展，推動(dòng)了耕耘機(jī)器人發(fā)展進(jìn)度，利用此類導(dǎo)航設(shè)備配合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等算法能夠有效提高耕耘機(jī)器人作業(yè)精度[14]。圖1-6自行走式耕作機(jī)器人1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀2009年2月，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所阿布里孜·巴斯提、蘭秀英、貢獻(xiàn)、劉旋峰等人開發(fā)研制了lK-40型偏置式果園開溝機(jī)[18]圖1-8所示，主要用于果園施肥開溝、種樹開溝。該機(jī)針對(duì)果園的土壤特點(diǎn)及開溝位置的要求，采用偏置式設(shè)計(jì)，具有以下特點(diǎn)：一是由于偏置式果園開溝機(jī)的開溝部件向右側(cè)置(在拖拉機(jī)右輪后)，作業(yè)時(shí)拖拉機(jī)行間行走可將施肥溝開在距樹干0.5～1.5米處，使樹冠樹葉免受影響[19]；二是該開溝機(jī)一機(jī)多用，除可用于果園挖施肥溝外，還可用于農(nóng)田、荒地的開溝作業(yè)；三是機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用可靠、生產(chǎn)效率高、成本低[20]。圖1-8lK-40型偏置式果園開溝機(jī)2017年，深圳億天航率先研發(fā)的無(wú)人機(jī)噴灑機(jī)器人[21]圖1-9所示，深圳億天航是一家技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)向的科技公司，是國(guó)內(nèi)專業(yè)從事無(wú)人機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用整體解決方案提供商，噴藥無(wú)人機(jī)是現(xiàn)代植保的一種發(fā)展趨勢(shì)[22]。噴藥無(wú)人機(jī)采用的是噴頭噴酒農(nóng)藥，霧化效果是普通噴頭的近40倍，灑藥效果遠(yuǎn)超人工噴霧，噴藥無(wú)人機(jī)的噴灑可在飛行控制系統(tǒng)和噴灑伺服系統(tǒng)，更高效控制噴藥無(wú)人機(jī)[23]。圖1-9無(wú)人機(jī)噴灑機(jī)器人我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究主要還是以高校為主，經(jīng)過多年發(fā)展，在某些關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)面向棚室作業(yè)的多功能農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究較少[24]，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)曾在多功能農(nóng)業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了研究，取得了部分成果。但研究工作也僅僅是領(lǐng)域內(nèi)的初探，沒有進(jìn)一步深入[25]。比較起國(guó)內(nèi)外的各種研究成果，本文設(shè)計(jì)的小型自走施肥機(jī)具有以下的特點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，容易上手；二是生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；三是噴灑、施肥、開溝一體設(shè)計(jì)，一車多功能可以適應(yīng)絕大多數(shù)的工作環(huán)境。1.2課題研究?jī)?nèi)容與方法此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主旨在于對(duì)小型自走施肥機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的整體方案分析，并制定了其總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。這一過程中，我主要完成了以下工作：1.研究背景和課題意義的闡述：通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，我對(duì)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了深入研究，特別是對(duì)小型自走施肥機(jī)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，為后續(xù)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.機(jī)械設(shè)計(jì)和原理的復(fù)習(xí)：我回顧了所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理以及經(jīng)典力學(xué)和機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等方面的知識(shí)。同時(shí)，我還參考了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)工具書文獻(xiàn)，以便更好地分析和設(shè)計(jì)小型自走施肥機(jī)的系統(tǒng)性能，詳細(xì)研究設(shè)計(jì)其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和布局分布等。3.三維數(shù)字化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：利用SolidWorks軟件，我對(duì)小型自走施肥機(jī)的零部件進(jìn)行了三維數(shù)字化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建模。隨后，我搭建了所有零部件的模型，并添加了零件間的裝配約束和關(guān)系，以完成總裝配體的干涉和縫隙接觸檢測(cè)。4.有限元強(qiáng)度分析：使用Solidworks中的Simulation插件，我對(duì)小型自走施肥機(jī)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了有限元強(qiáng)度的分析計(jì)算，以確保其滿足設(shè)計(jì)和使用的強(qiáng)度要求。最后，我使用AutoCAD平面制圖軟件，完成了小型自走施肥機(jī)關(guān)鍵部件零件圖的繪制和總裝配圖的繪制，為后續(xù)的生產(chǎn)制造和裝配工作提供了詳細(xì)的指導(dǎo)。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)小型自走施肥機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的分析和計(jì)算，確保了其結(jié)構(gòu)的合理性和可行性，為未來(lái)的生產(chǎn)制造和實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

第2章小型自走施肥機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案確定為以下三個(gè)部分：曲柄搖桿灑液體肥料部分圖2-1曲柄搖桿灑液體肥料部分1.液體肥料的調(diào)配與儲(chǔ)存：液體肥料被預(yù)先調(diào)配好并儲(chǔ)存在肥料箱內(nèi)，準(zhǔn)備用于農(nóng)田通過這種設(shè)計(jì)，小車確保了在移動(dòng)的同時(shí)能夠有效地完成液體肥料的噴灑作業(yè)，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和便捷性。（需要全部論文，聯(lián)系未球球992844756）電機(jī)驅(qū)動(dòng)行走小車部分圖2-2電機(jī)驅(qū)動(dòng)行走小車部分由電機(jī)輸出，經(jīng)過減速器，將輸出速度降低，到達(dá)鏈輪傳動(dòng)，經(jīng)過進(jìn)一步減速增大扭矩，帶動(dòng)整個(gè)小車，通過下面的兩根軸，帶動(dòng)小車向前行駛，使上面的噴灑液體肥料部分噴灑更為廣泛和均勻。鏈輪驅(qū)動(dòng)開溝施肥部分圖2-3鏈輪驅(qū)動(dòng)開溝施肥部分此過程為一種農(nóng)業(yè)機(jī)械，用于在田地中進(jìn)行開溝、施肥并覆土的整個(gè)過程。以下是對(duì)該農(nóng)業(yè)機(jī)械工作原理的逐步分析：1.啟動(dòng)與傳動(dòng)：整個(gè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)由電機(jī)啟動(dòng)，該電機(jī)同時(shí)作為整機(jī)的動(dòng)力源。7.施肥與覆土：肥料箱內(nèi)的固體肥料根據(jù)設(shè)定通過螺絲控制撒入量，落入已經(jīng)挖開的溝里。最后，覆土鏟將挖出的土回填至溝中，完成整個(gè)施肥過程。整個(gè)機(jī)械的設(shè)計(jì)允許同時(shí)進(jìn)行多個(gè)步驟，包括移動(dòng)、松土、開溝、施肥以及覆土等工序，提高了農(nóng)田作業(yè)的效率和便利性。2.2設(shè)計(jì)方案小型自走施肥機(jī)結(jié)構(gòu)可分為車架、車輪、支架、傳動(dòng)軸1、凸輪、擺臂、噴灑頭、液體肥料箱、錐齒輪、鏈輪、減速器、肥料箱、覆土鏟、開溝盤、開溝刀和犁等。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)小型自走施肥機(jī)詳細(xì)的機(jī)械部件結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：1-車架；2-車輪；3-支架；4-傳動(dòng)軸1；5-凸輪；6-擺臂；7-噴灑頭；8-液體肥料箱；9-錐齒輪；10-鏈輪；11-減速器；12-肥料箱；13-覆土鏟；14-開溝盤；15-開溝刀；16-犁圖2.1小型自走施肥機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)圖第3章小型自走施肥機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1總傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)3.1.1主要技術(shù)參數(shù)：外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高，mm）2100×1500×1600；整機(jī)重量（kg）200；液體肥料箱容積L100；開溝深度（mm）≤300；開溝寬度（mm）100；肥箱容積（L）80；小車行走速度（m/min）＞10；配套動(dòng)力（kw）3。3.1.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3.2減速器與曲柄傳動(dòng)軸鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)圖4-1鏈輪3.3減速器與小車傳動(dòng)軸鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)圖4-2小車鏈輪3.4小車與開溝機(jī)傳動(dòng)軸鏈傳動(dòng)根據(jù)小車軸的尺寸可確定鏈輪軸孔d=30mm，輪轂長(zhǎng)度L=20mm，可與小車軸的相關(guān)尺寸協(xié)調(diào)。圖4-3小車后排鏈輪3.5曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的的設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為了使灑液體肥料的搖桿，往擺動(dòng)，搖桿上面固定有灑水管，伴隨著小車往前移動(dòng)，圖4-4曲柄連桿機(jī)構(gòu)3.5.1曲柄l1的設(shè)計(jì)根據(jù)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，圖4-5曲柄3.5.2底架l4的設(shè)計(jì)底架的設(shè)計(jì)為原定好的，圖4-6底架3.5.3搖桿l3的設(shè)計(jì)圖4-6搖桿3.5.4連桿l2的設(shè)計(jì)搖桿和連桿的長(zhǎng)度圖4-6連桿3.6開溝部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開溝部分在工作時(shí)，旋耕刀的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)由刀軸旋轉(zhuǎn)和機(jī)組直線運(yùn)動(dòng)組成，旋耕刀旋轉(zhuǎn)切削土壤3.6.1開溝刀片作為本設(shè)計(jì)中開溝機(jī)主要工作部件的開溝刀片，它的形狀和參數(shù)對(duì)開溝機(jī)的工作效率和開溝的質(zhì)量有著很大的影響，開溝刀片分為直刀、L形刀、彎刀和鑿形刀這些類型。使用直刀對(duì)已經(jīng)翻耕的土地進(jìn)行碎土作用，效果比較好；而鑿形刀、彎刀和L形刀多用來(lái)進(jìn)行用于初耕。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的L形刀容易纏草，并且工作穩(wěn)定性較差；在旱作砂性土壤中，鑿形刀能夠進(jìn)行超進(jìn)距旋耕的作業(yè)，同時(shí)它能夠節(jié)約動(dòng)力消耗；彎刀因?yàn)橛辛己玫幕行阅芎兔摬菪裕瑫r(shí)工作平穩(wěn)，所以廣泛用來(lái)在進(jìn)行水田和草原中的耕作。綜合考慮，此處旋轉(zhuǎn)L型刀，如圖3.1所示。圖3.1刀片三維圖3.6.2開溝犁開溝時(shí)需要將已切削的土壤拋弄到溝的兩側(cè)，設(shè)計(jì)一個(gè)開溝鏟安裝在開溝機(jī)的后面，它主要由三部分組成，一部分是兩個(gè)相切且反向的圓弧面，它能夠?qū)⑾蚝笏綊伒耐寥栏臑橄蛏蠏仯O(shè)計(jì)開溝鏟如圖：圖開溝鏟3.6.3傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)軸頸最小尺寸為1

3.7小車部分設(shè)計(jì)3.7.1小型自走施肥機(jī)車架設(shè)計(jì)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，車架作為小型自走施肥機(jī)的關(guān)鍵支撐結(jié)構(gòu)，底架的功能：承載電機(jī)和減速器，以及整個(gè)裝備，上面一層用來(lái)放農(nóng)藥箱以及曲柄搖桿噴頭等，后面連接著鏈輪和鏈輪驅(qū)動(dòng)開溝施肥部分，用來(lái)施肥。需要滿足一定的力學(xué)性能和工藝要求。以下是對(duì)車架材料選擇和設(shè)計(jì)的分析：即可滿足載荷要求的力學(xué)和其他性能，無(wú)需選用成本更高的合金結(jié)構(gòu)鋼。綜上所述，45鋼因其良好的綜合性能被選為車架材料，能夠滿足設(shè)計(jì)中車架的要求，并有助于控制成本。設(shè)計(jì)模型如圖所示。圖3.10車架設(shè)計(jì)3.7.2傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)

第4章小型自走施肥機(jī)建模與裝配4.1小型自走施肥機(jī)的零件建模和零件裝配在構(gòu)建小型自走施肥機(jī)的設(shè)計(jì)中，初始階段涉及對(duì)每個(gè)組件進(jìn)行獨(dú)立的三維建模。盡管如此，實(shí)質(zhì)性的挑戰(zhàn)并不在于各個(gè)零件的建模，而在于將這些部件有效組合，形成一個(gè)能夠按預(yù)期動(dòng)作的完整機(jī)械系統(tǒng)。在模擬組裝的過程中，我們必須按照特定的順序逐步整合這些部件，并引入適當(dāng)?shù)募s束條件，以確保部件間的運(yùn)動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求。但是，核心的步驟并不是零件建模本身，而是要把這些零件按照一定的邏輯順序組裝起來(lái)，形成一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)作的完整機(jī)械系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)化這一復(fù)雜的組裝過程，我們將整個(gè)機(jī)械手的總裝配體分解成多個(gè)模塊，通過這種方式，每個(gè)模塊包含的零件數(shù)量減少，根據(jù)裝配序列進(jìn)行安裝就更加高效。在所有模塊都裝配完畢后，我們新建了一個(gè)總裝配文件，命名為“小型自走施肥機(jī)總裝配體”，并將之前裝配好的各個(gè)模塊導(dǎo)入其中。依照既定的裝配流程完成最終的整合，這樣我們就得到了一個(gè)完整的、功能性的小型自走施肥機(jī)裝配模型。該模型的示意圖展現(xiàn)了小型自走施肥機(jī)的整體裝配布局。圖4.1小型自走施肥機(jī)總體安裝裝配情況4.2小型自走施肥機(jī)裝配體爆炸展示和干涉檢測(cè)在設(shè)計(jì)裝置完成后，為了確保設(shè)計(jì)的合理性并排除任何潛在的不良因素，我們需要進(jìn)行一系列的檢查，其中包括生成爆炸圖和進(jìn)行干涉檢查。這些步驟有助于我們驗(yàn)證各個(gè)組件之間是否有適當(dāng)?shù)目臻g和配合，以確保裝置的順利運(yùn)作。4.2.1總裝配體的爆炸展示圖4.2總裝配體的爆炸選項(xiàng)圖4.2總裝配體的爆炸選項(xiàng)圖4.3小型自走施肥機(jī)總裝配體的爆炸效果展示4.2.2小型自走施肥機(jī)的干涉和縫隙接觸檢測(cè)干涉和縫隙接觸檢測(cè)是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟，它允許設(shè)計(jì)者直觀地觀察小型自走施肥機(jī)各零部件之間是否存在安裝缺陷或設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)葐栴}。使用Solidworks軟件的干涉檢查插件，可以簡(jiǎn)化這一過程，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和合理性。進(jìn)行小型自走施肥機(jī)干涉檢查的操作流程如下1.在Solidworks中打開總裝配體模型。以紅色標(biāo)記，并編號(hào)，方便識(shí)別和修改。6.通過分析結(jié)果，可以判斷小型自走施肥機(jī)的設(shè)計(jì)是否合理，是否存在需要調(diào)整的結(jié)構(gòu)問題。根據(jù)上述檢測(cè)流程，如果得出的結(jié)論是小型自走施肥機(jī)設(shè)計(jì)過程中沒有出現(xiàn)零部件之間的干涉，且零件之間的縫隙接觸均在合理范圍內(nèi)，那么可以認(rèn)為該畢業(yè)設(shè)計(jì)的小型自走施肥機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和計(jì)算是合理的。圖4.4干涉和縫隙接觸檢測(cè)第5章小型自走施肥機(jī)的有限元Simulation分析5.1有限元Simulation仿真簡(jiǎn)要使用Solidworks中的Simulation仿真模塊，我們可以對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行有限元分析。這個(gè)過程涉及到將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的部件通過電腦進(jìn)行力學(xué)分析和計(jì)算，首先需要對(duì)材料進(jìn)行分配，處理和固定關(guān)鍵面。在Simulation模塊中經(jīng)過簡(jiǎn)化處理后，對(duì)設(shè)計(jì)模型的關(guān)鍵零部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。然后，運(yùn)行分析得到關(guān)鍵零部件的有限元仿真情況，進(jìn)而進(jìn)行分析，最終獲得的效果是近似于實(shí)際情況的解。具體步驟如下：建立模型：根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)，建立關(guān)鍵零部件的三維模型。模型簡(jiǎn)化：首先對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，去除那些可能不必要且會(huì)加重計(jì)算結(jié)果解讀：最后，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，評(píng)估關(guān)鍵零部件的性能，以及其在預(yù)期工作條件下的可靠性和可行性。6）結(jié)果解讀：分析得到的圖像和數(shù)據(jù)，評(píng)估關(guān)鍵零部件的性能和可靠性。通過這個(gè)流程，我們能夠獲得關(guān)于設(shè)計(jì)零部件在力學(xué)性能方面的深入理解，這對(duì)于確保設(shè)計(jì)的安全性和功能性至關(guān)重要。5.2小型自走施肥機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的有限元Simulation仿真通過上面的簡(jiǎn)介不難得到，通過Solidworks三維軟件對(duì)關(guān)鍵零部件采用微分的方式逐個(gè)對(duì)小網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算求解，通過觀察技術(shù)求解獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果，該驅(qū)動(dòng)軸零部件在正常工作運(yùn)行的環(huán)境下整體的受力詳細(xì)情況，根據(jù)所展示出的受力云圖等，分析驅(qū)動(dòng)軸關(guān)鍵零部件的應(yīng)力、位移和應(yīng)變圖的方式，來(lái)校核關(guān)鍵部件的質(zhì)量效果，從而即使觀察處所設(shè)計(jì)重點(diǎn)部位的相關(guān)性能參數(shù)以及不易察覺的質(zhì)量缺陷等缺點(diǎn)不足，在完成進(jìn)一步的模型調(diào)整修改工作。5.2.1進(jìn)行關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的材料選型情況分析圖5.1驅(qū)動(dòng)軸上面載荷分布的展示情況5.2.3進(jìn)行關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的網(wǎng)格化處理對(duì)關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的模型進(jìn)行劃分受力的網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分參數(shù)選取的過程如下表5.2，網(wǎng)格劃分的細(xì)密度情況如下圖5.2所示：圖5.2驅(qū)動(dòng)軸劃分的網(wǎng)格細(xì)密程度的展示情況5.2.4運(yùn)算求解的過程步驟過程為：菜單（menu）——求解（solution）——解決（solve）——當(dāng)前模型（currentmodel），確認(rèn)開始進(jìn)行仿真求解。當(dāng)求解結(jié)束已完成關(guān)鍵零部件驅(qū)動(dòng)軸的有限元仿真過程時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)“solutionisdone！”，然后此simulation有限元分析求解的步驟完畢。5.2.5

求解后得到的有限元分析結(jié)果進(jìn)行求解結(jié)束后，獲得三種有限元分析的圖像，分布為有限元分析的應(yīng)力圖、位移圖和應(yīng)變圖等，然后進(jìn)一步分析這些圖像的情況。圖5.3驅(qū)動(dòng)軸有限元位移分析相關(guān)數(shù)據(jù)的展示情況圖5.4驅(qū)動(dòng)軸有限元應(yīng)力分析相關(guān)數(shù)據(jù)的展示情況圖5.5驅(qū)動(dòng)軸有限元應(yīng)變量分析相關(guān)數(shù)據(jù)的展示情況5.2.6分析求解驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)果在小5.2小型自走施肥機(jī)開溝刀的有限元Simulation仿真5.2.1進(jìn)行關(guān)鍵零部件開溝刀的材料選型情況分析看前面章節(jié)的設(shè)計(jì)過程，可知道小型自走施肥機(jī)關(guān)鍵零部件開溝刀的所選用的材料的相關(guān)參數(shù)，開溝刀使用普通碳鋼進(jìn)行工藝加工，然后采用多種不同的機(jī)械加工工藝進(jìn)行制造以及生產(chǎn)加工，最后加工得到這個(gè)開溝刀的實(shí)體零部件，在進(jìn)行開溝刀有限元5.2.2進(jìn)行關(guān)鍵零部件開溝刀的載荷和受力情況分析根據(jù)此開溝刀零件的受力情況，在轉(zhuǎn)軸處添加固定約束，以此來(lái)固定在傳動(dòng)軸上面，然后在表面添加上表面的載荷的約束，如圖5.1所示：圖5.1開溝刀上面載荷分布的展示情況5.2.3進(jìn)行關(guān)鍵零部件開溝刀的網(wǎng)格化處理圖5.2開溝刀劃分的網(wǎng)格細(xì)密程度的展示情況5.2.4運(yùn)算求解的過程步驟過程為：菜單（menu）——求解（solution）——解決（solve）——當(dāng)前模型（currentmodel），確認(rèn)開始進(jìn)行仿真求解。當(dāng)求解結(jié)束已完成關(guān)鍵零部件開溝刀的有限元仿真過程時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)“solutionisdone！”，然后此simulation有限元分析求解的步驟完畢。5.2.5

求解后得到的有限元分析結(jié)果進(jìn)行求解結(jié)束后，獲得三種有限元分析的圖像，分布為有限元分析的應(yīng)力圖、位移圖和應(yīng)變圖等，然后進(jìn)一步分析這些圖像的情況。圖5.3開溝刀有限元位移分析相關(guān)數(shù)據(jù)的展示情況圖5.4開溝刀有限元應(yīng)力分析相關(guān)數(shù)據(jù)的展示情況圖5.5開溝刀有限元應(yīng)變量分析相關(guān)數(shù)據(jù)的展示情況5.2.6分析求解開溝刀的結(jié)果在小

第6章結(jié)論在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的小型自走施肥機(jī)整體結(jié)構(gòu)主要包括以下部件：車架、車輪、支架、傳動(dòng)軸1、凸輪、擺臂、噴灑頭、液體肥料箱、錐齒輪、鏈輪、減速器、肥料箱、覆土鏟、開溝盤、開溝刀和犁等。這些零部件共同構(gòu)成了小型自走施肥機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。本文通過對(duì)現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外農(nóng)用機(jī)械的調(diào)查研究，結(jié)合當(dāng)前的農(nóng)用機(jī)械的現(xiàn)狀，本文對(duì)搖擺式噴霧與施肥一體自走小車進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和原理介紹，結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)用機(jī)械的特點(diǎn)和市場(chǎng)需求。進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)出的技術(shù)參數(shù)和傳動(dòng)裝置，通過SolidWorks軟件進(jìn)行完全的三維建模和計(jì)算設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出整體設(shè)備。結(jié)合以上要求本機(jī)具有以下特點(diǎn)：本機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，各個(gè)零件的要求較低，便于生產(chǎn)加工；該機(jī)器工作可靠，能較好地滿足噴液體肥料和施肥工作，在田間作業(yè)時(shí)對(duì)土壤的要求不高，能較好的滿足承包戶的經(jīng)濟(jì)要求，以及實(shí)際生產(chǎn)要求。成本低，操作簡(jiǎn)單容易上手。

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