垄向区田筑垱机的数字化设计.pdf

垄向区田筑垱机的数字化设计 张影微 刘立意 东北农业大学 工程学院 哈尔滨150030 摘要 利用UG软件对垄向区田筑垱机进行数字化设计 完成垄向区田筑垱机零件的三维实体建模和整机的虚拟装配设计 对整 机的装配及拆卸进行可视化研究 生成avi格式的垄向区田筑垱机装配过程动画 通过设计对二维图纸进行干涉分析和零件优化 设计 以减少样机生产 测试等环节 降低设计成本 提高设计效率 关键词 垄向区田筑垱机 数字化设计 实体建模 虚拟装配 可视化 中图分类号 TH122文献标识码 文章编号 1674 1161 2014 5 0027 03 数字化设计技术是基于产品描述的数字化平台 建立计算机的数字化产品模型 并在产品开发全程采 用 以达到减少或避免使用实物模型的一种产品开发 技术 与传统设计方法相比 数字化设计可减少样机 生产 测试 优化等环节 大大缩短产品设计开发周 期 降低设计成本 是一种高效 高质 低成本的现代 机械研究方法 1垄向区田筑垱机的构造 垄向区田筑垱机是东北农业大学研究开发的一 项专利技术产品 属国内首创 它采用四叶板筑垱翻 转机构 先进的机电控制和电磁驱动技术 充分满足 农艺要求 达到最大保水 保土和增产效果 可实现垄 向区田作业的机械化和自动化 大幅度提高作业效 率 有效降低劳动强度和作业成本 垄向区田筑垱机 结构如图1所示 2垄向区田筑垱机数字样机设计 目前现代化程度比较高的制造企业都引进了三 维实体建模软件 用来取代传统手工绘图以及20世 纪末流行的二维CAD软件 现采用Unigraphics软件 简称UG 对垄向区田筑垱机进行实体建模设计 2 1零件实体模型的建立 UG建模中一个比较方便的功能就是绘制草图 图2是垄向区田筑垱机的一个轴套和套管焊接在一 起的零件 要绘制外型不是很规则的轴套 可以在草 图环境下方便地建立其二维图形 点击草图命令进入 草图编辑环境 如图3所示 通过拉伸该草图得到轴 套实体模型 再通过2次草图的绘制即可完成零件上 的沟槽 最后通过孔设计在零件上添加孔 这样大大 减少了建模的步骤 提高了实体建模的效率 通过以上方法还可对垄向区田筑垱机的四叶板 翻转铲和摆杆等所有零件进行三维实体建模 图4 为四叶板翻转铲的三维实体模型 图5为摆杆的草图 和三维实体模型 2 2垄向区田筑垱机的虚拟装配 虚拟装配就是利用三维设计软件完成机械零件 收稿日期 2014 03 12 基 金 项 目 十 二 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 资 助 项 目 2013BAD20B04 作者简介 张影微 1981 男 工程师 从事农业工程方向的 研究工作 1 联接器 2 吊杆 3 电磁开关 4 加压弹簧 5 挡块 6 回位拉簧 7 挡臂 8 机架 9 四叶板翻转铲 图11QD型垄向区田筑垱机 Figure 11QD type basin tillage dimming machine 图2轴套零件图 Figure 2Axle sleeve parts diagram 第5期 总第 39期 5 39 4年5月May 4 农业科技与装备 图3轴套草图 Figure 3Sketch of axle sleeve 的实体造型后 进行的整机装配 干涉分析 验证装配 关系等过程设计 研究运用UG软件建立1QD型垄 向区田筑垱机全部零件的三维模型后 对整机进行虚 拟装配 以便在计算机上完成整套机构的装配关系和 干涉分析 装配是UG软件的一个集成应用 它可帮助完成 三维零件的装配 并产生装配图的零件明细表 在软 件的装配选项进入装配环境 在装配导航器中可看到 机构的所有装配 子装配关系 最后建立垄向区田筑 垱机在UG软件中的总装图及爆炸图 如图6所示 3垄向区田筑垱机装配可视化设计 利用可视化研究可对垄向区田筑垱机装配进行 可视化设计 即将所有零件装配或拆卸的移动过程以 动画的方式记录下来 与平面图纸相比 可视化设计 可使整机装配或拆卸过程更加立体 直观和形象 垄 向区田筑垱机的视频资料 可有效提高农机操作人员 的培训效果 进入UG装配模块打开已创建的垄向区田筑垱 机总装图 在装配序列选项中选取要移动的对象 设 置移动或转动的移动距离或角度 就完成了一个零件 的运动设置 重复以上过程 将各个装配模型移动至 合适的位置 就完成了整机的可视化设计 其整个过 程相当于把一台机器拆开的过程 最后通过装配次序 回放工具栏将零件移动过程记录下来 并导出整机装 配过程 生成avi格式的动画 从第1帧开始导出动 画创建的是垄向区田筑垱机的拆卸过程动画 从最后 1帧开始导出动画创建的则是装配过程动画 4结论 利用UG软件对垄向区田筑垱机进行三维实体 建模和虚拟装配 并采用可视化技术针对垄向区田筑 垱机进行拆卸和装配的可视化设计 通过数字化设计 对二维设计图纸进行校验 对部分设计不合理的零部 件进行优化设计 避免了干涉现象的发生 提高了产 品开发设计效率 利用可视化设计生成avi格式的垄 向区田筑垱机装配和拆卸过程动画 使装配过程更加 直观形象 实现了垄向区田筑垱机教学与培训的可视 化与形象化 下转第31页 图5摆杆草图与三维实体模型 Figure 5Sketch and three dimensional solid model of swing rod 图4四叶板翻转铲三维实体模型 Figure 4Three dimensional entity model for leaf plate turning shovel 图6总装图与爆炸图 Figure 6The assembly diagram and exploded diagram 4年5月农业科技与装备28 Comparative Study on the Structure and Principle of Two Kinds of Peanut Shelling Machines CHEN Jing Yixian Plant Protection Station Jinzhou Liaoning 121100 China Abstract Detailed analysis was made on the structure and the work principle of double drum peanut shelling machine and the key components The author puts forward the general design scheme of vertical cone drum peanut sheller and comparison research was made on the two devices in order to throw a new light on improving peanut shelling efficiency reducing the peanut damage rate and expanding the peanut sheller applications Key words agricultural machinery peanut shelling machine single drum double drum vertical taper roller structure principle 参考文献 1 李建东 尚书旗 李西振 等 我国花生脱壳机械研究应用现状及进展 J 花生学报 2006 35 4 23 27 2 包秀辉 喻杰 高连兴 花生米静压破损试验研究 J 沈阳农业大学学报 2008 39 4 506 508 3 那雪姣 花生脱壳损伤特征规律及立式薄层脱壳装置研究 D 沈阳 沈阳农业大学 2010 1 机架 2 电机 3 皮带轮 4 接料板 5 滚筒轴 6 集料筒 7 凹板 筛 8 滚筒 9 喂料斗 10 流量控制板 11 均布器 12 均布器螺 旋筋板 13 连接圆盘 14 滚筒筋条 15 螺母 16 轴承座 图6立式锥滚筒花生脱壳装置结构简图 Figure 6Structural diagram of vertical tapered roller peanut shelling device 均匀分布8根螺旋筋板 起到导流作用 滚筒轴上设 有螺纹 通过螺母与套筒的配合可以调节滚筒在滚筒 轴上的位置 3结论 对现今应用最普遍的卧式双滚筒花生脱壳机的 整机结构 工作原理及关键部件进行详细分析研究 在此基础上提出立式锥滚筒花生脱壳机的整机结构 和工作原理的总体方案 立式锥滚筒花生脱壳机采用 立式薄层脱壳原理 主轴立式放置 通过滚筒与凹板 筛之间的打击 挤搓作用使花生脱壳 该机型突破了 传统的脱壳模式 采用立式脱壳模式使脱壳滚筒有效 利用面积提高 从而提高脱壳效率 采用薄层脱壳模 式实现了花生米迅速从脱壳区内分离 减少了脱壳后 的花生米在脱壳区内受打击 挤搓的次数 从而降低 花生米的破损率 通过调节螺母来调节滚筒的位置 达到脱壳间隙可调的目的 从而实现一台机器对不同 品种的花生进行脱壳 上接第28页 参考文献 1 张影微 刘立意 冯江 等 1QD型垄向区田筑垱机的原理与应用 J 农业科技与装备 2009 3 49 51 2 贺可意 陶俐言 李文波 炸药破碎机开发中的虚拟装配与运动仿真研究 J 长春理工大学学报 2011 34 1 74 76 3 阎楚良 杨方飞 张书明 数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用 农业机械学报 2004 6 11 211 214 4 黄翔 李迎光 UG应用开发教程与实例精解 M 北京 清华大学出版社 2005 5 张朋举 张纹 陈树人 等 八爪式株间机械除草装置虚拟设计与运动仿真 J 农业机械学报 2010 41 4 56 59 4年第5期陈菁 两种花生脱壳机结构与原理对比研究 Digital Design of Basin Tillage Dimming Machine ZHANG Yingwei LIU Liyi College of Engineering Northeast Agricultural University Harbin 150030 China Abstract The digital design of basin tillage dimming machine using the UG software was conducted to complete the virtual assembly design of 3D solid modeling and the complete basin tillage dimming machine parts The assembly and the disassembly of the complete machine was studied on a visualization basis generating avi format basin tillage dimming machine assembly process animation The de鄄 sign of 2D drawings for interference analysis and optimal design