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烟田小型深耕机设计与研究

作　者: 李卓
导　师: 叶进
学　校: 西南大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 烟田小型深耕机虚实并存模态分析试验
分类号: S222.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 25次
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内容摘要

重庆的烟草种植区大多位于海拔1000米以上的地区,地块小、田埂高,地貌以丘陵山区为主。现在广大丘陵地区使用的微耕机由于体积小、重量轻、价格便宜深受广大烟农的喜爱,是烟草种植的好帮手,极大地减轻了人力耕作的劳动强度,大幅提升了耕作效率。但是重庆烟草种植区域广泛推广应用的微耕机,其旱田耕作深度一般不超过16cm。由于烟田土壤经过多年微耕机浅层翻耕后,表层土壤下面出现了硬底层,经土壤相关专业人员的初步研究分析,由此带来了以下问题：一、表层土壤内微生物积聚,土传病害严重,致使烟苗发病,烟叶减产,甚至绝收；二、虚层土壤(即表层土壤)和实层土壤(即硬底层)上下分明,烟草根系基本只在表面虚层土壤中分布,限制了烟草根系生长,烟草无法从较深层土壤中吸取矿物质等养分；三、表面疏松土层过浅,储水能力受限,降低了土壤的保墒能力。因此,运用深耕深松技术来打破犁底层,是提高烟草种植质量行之有效的方法。虽然现在由大、中型拖拉机悬挂牵引的深耕机或铧式犁能够达到打破犁底层的要求,但是因其体积和重量大,无法适应重庆丘陵山地烟草种植深耕的工作要求。本课题的研究就是针对重庆主产烟区烟田地形地貌、土壤特点等实际情况,和烟草种植的实际需要,设计出适合重庆市丘陵缓坡烟草种植区的、耕深可达30cm以上的烟田小型深耕机,这对于提高重庆市烟草种植区烟叶产量和烟草品质有重大意义。该烟田小型深耕机在设计过程中,机器耕作刀具采用上宽下窄的分布方式,以此引入“虚实并存”的耕作新理念。传动箱体是该烟田小型深耕机的重要结构部分,机器的耕作性能直接受到其动态特性的影响,对于机器传动箱体的模态分析具有一定意义。本论文根据有限单元法的基本思想,应用有限元分析软件ANSYS10.0对所设计的传动箱体进行模态分析,根据其分析结果指导传动箱体的进一步优化设计。通过在重庆主要烟草种植区的试验：该烟田小型深耕机耕作深度能够达到30cm以上,达到了“一次分层,浅耕深松,上宽下窄,部分混合,虚实并存”的耕作效果。耕作后下层土壤的实部与上层土壤的虚部同时存在,改善了土壤的内部环境,使之向着有利于烟草生长的方向发展。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第1章文献综述  9-17
  1.1 农业机械化  9
  1.2 烟叶生产的机械化  9-10
    1.2.1 烟叶生产主要阶段及其使用机具  9-10
    1.2.2 烟叶生产机械化的意义  10
  1.3 微耕机  10-12
    1.3.1 微耕机定义  10-11
    1.3.2 微耕机结构特点  11
    1.3.3 微耕机工作原理  11
    1.3.4 微耕机耕作优势  11-12
    1.3.5 微耕机耕作劣势  12
  1.4 微耕机国内外发展状况  12-13
    1.4.1 微耕机的国外发展概况  12-13
    1.4.2 微耕机的国内发展概况  13
  1.5 旋耕机  13-14
    1.5.1 旋耕机简介  13-14
  1.6 旋耕机国内外发展状况  14-17
    1.6.1 旋耕机的国外发展概况  14
    1.6.2 旋耕机的国内发展概况  14-17
第2章绪论  17-21
  2.1 研究的背景及意义  17-19
    2.1.1 研究背景  17-18
    2.1.2 研究意义  18-19
  2.2 研究的主要内容  19-21
第3章烟田小型深耕机的设计  21-35
  3.1 烟田小型深耕机的结构及工作原理  21-22
    3.1.1 小型深耕机结构  21-22
    3.1.2 小型深耕机工作原理  22
  3.2 烟田小型深耕机与虚实并存理念的结合  22-27
    3.2.1 虚实并存耕作理念  22-24
    3.2.2 虚实并存引入小型深耕机  24-26
    3.2.3 刀具耕作幅宽初选  26-27
  3.3 烟田小型深耕机刀组运动研究  27-31
    3.3.1 刀片运动分析  27-31
    3.3.2 小型深耕机耕作刀片转向  31
  3.4 烟田小型深耕机刀轴转速  31-32
  3.5 烟田小型深耕机功率匹配验证  32-35
第4章深耕机传动箱体有限元模态分析  35-45
  4.1 有限单元法  35-37
    4.1.1 有限元分析的基本步骤  35-37
  4.2 有限元分析软件ANSYS  37-40
    4.2.1 ANSYS软件主要模块  37
    4.2.2 ANSYS软件分析主要步骤  37-38
    4.2.3 ANSYS与Pro/E接口技术  38-40
  4.3 烟田小型深耕机箱体模态分析  40-44
  4.4 箱体修改意见  44-45
第5章烟田小型深耕机试验研究  45-53
  5.1 试验设计  45-46
  5.2 试验测试  46-48
  5.3 试验结果  48-50
  5.4 试验总结  50-53
第6章结论及下阶段工作  53-55
  6.1 结论  53
  6.2 下阶段工作  53-55
参考文献  55-59
致谢  59-61
攻读学位期间发表论文、获得的专利及参加课题一览  61

烟田小型深耕机设计与研究

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