基于SolidWorks插秧机纵向进给机构动态仿真设计[SW][动画仿真]【12张图/17900字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。42页，17900字。
任务书一份。
开题报告一份。
中期报告一份。
设计答辩稿一份。
SolidWorks三维图+视频仿真一份。

图纸共12张，如下所示
A1-方案1装配图.dwg
A1-方案2装配图.dwg
A4-六角轴.DWG
A4-凸轮主动回转件A.dwg
A4-凸轮主动回转件B.dwg
A4-凸轮从动摆臂件A.dwg
A4-凸轮从动摆臂件B.dwg
A4-支撑座.dwg
A4-曲头轴.DWG
A4-棘轮固定座.dwg
A4-棘轮轮体.dwg
A4-轴套.dwg

摘要
本文根据目前我学院插秧机的研究现状，结合国内外插秧机进给机构，提出两套纵向进给机构的设计与仿真。使用专业CAD软件SolidWorks先按照预定的轨迹，设计出进给机构。然后根据机构设置具体零件，再装配调试，并最终得到两套设计方案。使用SolidWorks分别建立两套方案的装配文件及爆炸视图。分别对两套进给机构进行Animator仿真与COSMOSMotion仿真，最后使用COSMOSMotion分析整个设计机构，提出分析意见。本设计需要用SolidWorks Office Premium（SW完全版 3.42GB）才能进行COSMOSMotion仿真，文中多处介绍COSMOSMotion仿真工具的用法。要完美的模拟仿真，还要用到Microsoft.NET Framework 2.0和DirectX 9.0c。本设计是以我学院自行设计的插秧机基础进行研究的，许多基础数据来自假设。设计结果仅作为插秧机进给机构的一种参考。
关键词：进给机构，插秧机，动画仿真，SolidWorks

目录
1. 绪论 - 1 -
1.1 选题的意义 - 1 -
1.2 插秧机进给机构研究的现状 - 1 -
1.2.1 纵向进给机构的结构设计 - 1 -
1.2.2 纵向进给机构的工作原理 - 2 -
1.2.3 双向螺旋进给机构的设计 - 3 -
1.2.4 学院知识产权现状 - 3 -
1.3 研究插秧机进给机构的步骤 - 3 -
1.4 论文的主要研究方法 - 4 -
2. SOLIDWORKS动画仿真与运动分析简介 - 5 -
2.1 产品数字化变革与仿真设计发展 - 5 -
2.2 SOLIDWORKS简介 - 6 -
2.3 ANIMATOR插件功能及特点 - 7 -
2.4 模拟工具简介 - 8 -
2.5 COSMOSMOTION基本知识 - 8 -
3.插秧机纵向进给机构设计 - 11 -
3.1 要解决的问题： - 11 -
3.2 解决方案分析 - 11 -
3.2.1 初步分析 - 11 -
3.2.2 具体分析 - 11 -
3.3 直线型从动摆臂机构的设计（方案1） - 12 -
3.3.1设计的前提条件 - 12 -
3.3.2 机构原理图及运动分析 - 12 -
3.3.3 直线型从动摆臂机构主要零件的设计 - 13 -
3.3.4 直线型从动摆臂机构的装配关系 - 19 -
3.4 圆弧型从动摆臂机构的设计（方案2） - 22 -
3.4.1 设计的前提条件 - 22 -
3.4.2 机构原理图及运动分析 - 22 -
3.4.3 圆弧型从动摆臂机构主要零件的设计 - 23 -
3.4.4圆弧型从动摆臂机构的装配关系 - 24 -
4. 插秧机进给机构的动画仿真与运动分析 - 26 -
4.1 直线型从动摆臂机构动画仿真 - 26 -
4.1.1 直线型从动摆臂机构的ANIMATOR仿真 - 26 -
4.1.2 直线型从动摆臂机构的COSMOSMOTION分析 - 28 -
4.2 直线型从动摆臂机构动运动分析 - 31 -
4.3 圆弧型从动摆臂机构动画仿真 - 32 -
4.3.1 圆弧型从动摆臂机构的ANIMATOR仿真 - 32 -
4.3.2圆弧型从动摆臂机构的COSMOSMOTION分析 - 32 -
4.4 圆弧型从动摆臂机构动运动分析 - 33 -
4.5 方案1与方案2对比分析 - 34 -
4.6结论 - 35 -
5.结束语 - 36 -
参考文献 - 37 -

毕业论文（设计）的内容摘要
1. 查阅水稻植质钵育技术相关文章及机构，了解国内外相关机械及工作原理。
2. 采用多种方式（机构设计）设计插秧机进给机构。
3. 画出机构简图及机构装配图。
4. 应用SW对关键部件进行力学分析并对机构进行动态仿真。
毕业论文（设计）基本要求及工作量要求
1、论文基本要求：毕业论文（设计）按照工程学院基本要求的要求进行撰写，注意可视界面设计的美化和完整性。
2、工作量要求：各机构二维装配图 主要零件图数张
各机构SW实体文件、装配文件齐全 SW分析图数张
毕业论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期）
前期：2009年3月02日至4月10日根据论文的基本条件进行资料查阅。
中期：2009年4月11日至5月14日确定方案，初步计算编辑和设计。
后期：2009年5月15日至5月30日论文撰写与修改，准备答辩。
文 献 综 述
水稻栽秧机分秧进给机构的设计目的及意义：
水稻种植历来以移栽为主。水稻移栽作业弯腰曲背，面朝黄土背朝天，劳动强度非常大，广大农民无不梦寐以求实现农业现代化，但直到今天，我国水稻种植机械化水平仍然很低，水稻机械化示范工程已被国家农业部列为当前发展农业的四大工程之一。目前，制约水稻生产机械化发展的因素有育秧，栽植，收获三大薄弱环节，大力推广水稻钵盘工厂化育秧与抛、插、摆栽技术是突破育秧，栽植薄弱环节的障碍，快速发展水稻机械化生产的主要措施之一。
植质水稻钵育栽培是目前早育稀植中最先进的技术之一。它不仅可以有效的提高水稻的产量, 而且可以解决其它种植方法无法避免的诸如用土量大, 取土困难, 大量早田土、山地土、草炭土向水田转移, 导致自然环境受到严重破坏等难题。我们经几年的研究尝试利用稻草、稻壳和废纸并加人各种肥料及徽肥制成营养钵盘水稻秧苗载体〕, 进行植质钵育秧栽植, 并利用我国目前普遍使用的插秧机对其纵向进给机构、?
钵育水稻栽秧机进给机构结构设计
1纵、横向进给机构的结构设计
纸盘水稻钵秧栽植机的工作过程是将早地里育好的水纸盘钵秧苗盘整体地置于栽植机秧箱上的栅板橡胶带式纵向进给机构中, 纵、横向进给机构与栽植育协调工作, 共同完成分秧并通过栽植份最终将钵秧苗植人田间。由于育秧盘的结构图所示其穴钵纵、横为经纬排列, 所以钵苗的株、行间距均为。这种机械传统的插秧机无法完成, 因此, 对其双响螺旋轴和纵向进给机构进行了改进。
1.1双向螺旋进给机构的设计
秧箱、链箱、栽植臂等参数不变, 但移箱机构参数中原机分秧决数为18次, 横向进给量15.6mm, 该项目分秧次数要求14次, 横向进给食为20mm, 横向移动总量为260mm, 为此必须改变工作箱中双向螺旋轴的基本参数与相应量的结构见(图1),由图中可见在保证总移动量260mm的情况下, 将螺距由30.6mm改为40mm, 轴径也相应加大, 由Φ26mm改为Φ35mm,其螺旋升角比原机还小见(图2)。因此改变后增大了轴向推力,提高了螺旋轴的寿命。为此双联移动套也相应的作了变动。工作箱内其它部件均可通用。 
1.2 纵向进给机构的设计
该机械要求纵向进给量为20mm。主动轮Φ38.4。, 转60度角/次（原主动轴）, 故其链传动增速比为1：2, 而且改变了原从动轴工作的缺陷。如图3所示。栅板式橡胶带装置位于栽植机秧箱下方的秧门附近正中央其带面为栅板形, 封闭的栅板橡胶带分别套在秧箱背面的两根步进轴的进给轮上, 其动力由工作箱箱出的摆动力通过摆竹及棘轮机构提供。橡胶栅板间间距与钵盘上的钵块尺寸相吻合, 每排钵块均与栅板啮合, 并随橡胶栅板带前进无相对滑差, 进给准确。栅板橡胶带的两边各有一排等距型孔, 进给轮爪插人其中。当进给轮转过一个角度（一齿）时, 通过轮爪拨动胶带前进一步, 使秧钵盘被推进一排均匀进给, 确保栽植机构准确分秧。

SolidWorks三维设计过程：

图2 三维设计流程图
Fig 2 Flow chart of three-dimensional design 
应用Solidworks 进行设计的步骤和方法[2], 是在建立三维实体模型的基础上, 不断改进零件设计功能, 装配关系合理；能进行动态模拟装配； 进行静、动态干涉检查，产生装配的爆炸图和动态装配录像文件等， 自动生成二维工程图, 线型粗细合理,尺寸标注和一些相关的注释符合国家标准，随时可编辑。同时零件设计、装配设计和工程图之间是全相关的, 高效地管理整个设计过程, 提高设计效率和质量, 缩短新产品开发周期, 提高了设计创新能力。SolidWorks三维设计过程的流程图如图2所示。
钵育水稻栽秧机进给机构的三维设计
利用SolidWorks软件对机器的各个非非标准零件进行三维造型设计，其中包括机架总成、手轮、偏心轮、推杆、种箱、推杆连接板、容种板等构件。标准零件如连接螺栓、螺母、轴承、销轴等可以直接从标准件库直接调取使用。然后将所设计的零件、部件及相关的标准件利用相互间的装配关系进行组装，装配后得到机器的装配体如图3所示。得到装配体后可以利用SolidWorks软件“干涉”分析功能对机器进行干涉检验，如果发现零件间的干涉，软件会提示干涉的零件名称，同时在绘图区显示干涉位置。这时需要对相关零件进行适当的修改，直至机器干涉为零为止。修改零件的同时装配体、零件和工程图是相互关联的，不需要对工程图进行单独修改。最后完成工程图纸，根据工程图进行零件的加工，然后对加工完成的零件进行组装。如果需要进行仿真运动，可以对手轮进行添加“旋转马达”动力，使用物理模拟功能进行计算模拟，得到机器的运动情况。
水稻植质钵育移植技术要求移植机的纵向进给和横向进给准确到位, 同时分秧时秧盘处在秧门附近必须有刚性支撑, 以保证使用植质钵育秧盘这种秧苗特殊栽体时的准确分秧。为了满足上述要求, 在我国现有普遍使用的插秧机上进行了改进, 除了上节描述的纵向进给机构以外, 又增加了如图4所示的秧盘定位支撑切割装置。图中1为秧盘、2.秧门、3.栽植臂摊.4正在分秧中的秧苗、5.护秧舌、6.秧箱、7.托板、8.秧盘定位支撑切割器。由于横向进给量与钵盘上钵块的横向间距相等, 但若秧箱上的钵
盘横向自由度过大, 则严重影响栽植臂的准确分插。专用横向进给分秧支撑切割装置是由横向为等距排列的, 并垂直与秧箱上平面从顺纵向布局的若干钢条组成, 其间距亦等于钵块的横向间距。该装置位于秧箱的最下端秧门上方, 通过螺钉固定在秧箱上。当植质秧盘2纵向进给时, 两个钵块之间缝隙可沿支撑切割钢条下滑, 同时钵盘横向移动自由度受到限制, 实现横向定位。当栽植臂4的分秧爪在秧门处分秧时, 其钵块因其两侧有钢条支撑, 便形成有支撑切割, 从而避免了钵块连带现象, 使其顺利分秧并植人田间, 保证立苗度和均匀度。

　结语：
推杆式水稻钵育播种机的优越性，主要有以下几点：节省大量优良种子，有利于机械化。由于精密播种用种量少，节省了辅助作业的劳动量以及种子的保管、贮存、清选、运输和拌药等工作量，并减少了物资消耗。幼苗分布均匀，通风透光性好。能充分利用土壤的营养和水分；苗期发育好，达到齐，壮，匀。精播行距准确，苗带成线，偏差较小。
SolidWorks是一种专门用于机械设计的三维特征造型软件, 它功能强、操作简单, 并且具有较强的开放性, 能缩短产品设计周期, 并减少新产品投放市场的风险, 为新产品快速占领市场提供保证, 因此, 也越来越受到工程设计人员的欢迎。本文利用SolidWorks软件进行推杆式水稻钵育播种机设计, 与以往二维设计相比, 缩短了设计周期, 减少了设计费用, 大大提高设计的精确性。
参考文献:
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［6］李益民主编，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，2004
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[7] 濮良贵 纪名刚主编，机械设计，高等教育出版社，2001
[8] <机械设计手册>编委会编，机械设计手册，机械工业出版社2005
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