小型有机液肥施肥机【农业机械类课题含8张CAD图+说明书1万字30页,开题报告PPT带三维图】
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小型
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!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[10000字,30页]【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
A有机液肥施肥机装配图.DWG
三维图
传动轴.DWG
截图及爆炸图动画
有机液肥施肥机 机架1.DWG
有机液肥施肥机装配图.DWG
转子.DWG
镇压轮.DWG
防堵分配器壳体.DWG
防堵分配器盖1.DWG
防堵叶片1.DWG
题报告答辩.pptx
设计说明书.doc[10000字,30页]
答辩PPT
参考文献
小说明书.doc
开题报告.doc
中期检查表.doc
任务书.docx
前 言
能源是人类社会进步和经济发展的重要物质基础,也是人们从事生产活动中的重要基础,在城市化、工业化、农业现代化等诸多方面,都起着决定性的作用,沼气工程能利用排泄物、秸秆、餐厨垃圾等废弃物生产沼气等清洁能源,变废为宝,对于我国的能源需求、农村生态环境和农业循环经济发展模式都有重要的作用。但是,沼气工程还产生大量的沼液沼渣,如果不将其合理处理将导致二次污染。于此同时,沼液沼渣也是一种很好的有机液肥,能够有效改善土壤生态环境、提供土壤肥力状况、提高农产品的品质等。
沼液沼渣等有机液肥不同于传统的液态肥,它具有较高的粘度同时可挥发产生污染性气体,因此需设计一种既具有防堵功能又具有减少挥发的施肥机。
本设计设计出有机液肥田间施肥机械,该施肥机械可以一次性完成开沟、施肥、起垄、镇压等作业。同时对该施肥机械的主要部件的设计原理、功用等做了分析。首先分别设计出主机架、行走装置、施肥装置、起垄装置、镇压装置以及防堵分配器等主要工作部件。在设计防堵分配器时首先需要设计出一种合理的防堵机构,本文中通过防堵叶片对分管进行间歇性封堵,防止固态杂质蓄积造成堵塞。
关键词:沼液沼渣;有机液肥;施肥机;防堵分配器;液肥箱
目 录
1引言 1
1.1 目的与意义 1
1.2国内外研究概况 3
1.3研究内容与方法 5
2 技术方案 5
2.1 设计要求 5
2.2 结构组成 5
2.3 工作原理 6
3 零部件与总成设计 6
3.1 施肥机机架 6
3.2 限深轮 7
3.3 施肥铲 8
3.4 起垄器 9
3.5 镇压装置 10
4 防堵分配器的研究 12
4.1 功能分析 12
4.2 基本结构与工作原理 13
4.3 机构设计 15
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26














- 内容简介:
-
深施型液态施肥分配器的优化设计 王金峰,王金武 (东北农业大学工程学院,哈尔滨 150030) 摘 要 :为节约液态肥的施用量,设计一种结构紧凑、运动平稳的凸轮机构作为液态施肥机的分配器。建立分配器凸轮机构数学模型,以行程 5程运动角 36、远休止角 0、回程运动角 36、基圆半径小于 25程许用压力角 35和回程许用压力角 60为目标函数,应用 件编程得出满足机构运动要求的凸轮轮廓曲线,将凸轮轮廓曲线导入 ,应用 软件绘制分配器模型和模拟仿真。仿真结果表明,根据目标函数得出的凸轮轮廓曲线能够满足设计要求。 关键词 :液态肥;施肥机;分配器;凸轮;机构 中图分类号: 文献标识码: 引 言 目前液态肥在施肥过程中广泛采用的施肥方式是叶面喷洒液态肥。这种施肥方式化肥利用率低,且对环境造成污染。为节约液态肥的施用量,设计出一种针插式的深施肥型液态施肥机。这种施肥机通过执行部件喷肥针将高压液态肥喷施在作物根系附近的土壤层中,大大提高化肥利用率。 液态施肥机分配器配装在液泵和喷肥针之间,是液态肥的喷施与否的开关,可以实现喷肥针入土时喷施液态肥,离土时停止喷施液态肥。因此,分配器液态施肥机重要的工作部件,其性能决定施肥效果、工作可靠性和施肥量的均匀性。实现喷肥针入土时喷施液态肥,离土时停止喷施液态肥的方式很多,如电控和液控都可以,但电控和液控存在局限性,因此,分配器在设计过程中采用机械传动。 凸轮机构的构件数较少,只要合理地设计凸轮轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律,所以本文将凸轮机构应用到液态施肥机领域,设计出一种结构紧凑、运动平稳的分配器,从而保证液态施肥机喷肥过程在时间上准确配合。分配器凸轮机构采用回转凸轮偏置滚子从动件。对该机构进行运动学分析,建立数学模型,应用 件编程优化求解,得出凸轮轮廓曲线。将凸轮轮廓曲线导入 ,应用 软件设计分配器模型和模拟仿真,从而反映出分配器的运动情况。 1 结构及工作原理 分配器结构如图 1 所示。 凸轮轴 13 上固装凸轮 14,收稿日期: 修订日期: 国家基金:深施型液态施肥机构的基础理论与关键技术研究(50875043) 作者简介:王金峰(1981) ,男(汉) ,黑龙江省同江市,博士生,硕士,智能化农业机械。东北农业大学工程学院, 150030。 讯作者:王金武(1970) ,男(汉) ,黑龙江省庆安市,教授,博士,田间作业机械。东北农业大学工程学院, 150030。 于分配器壳体内下部。在凸轮上方依次配装滚子 12、 调压套 11、弹簧 10、挺柱 9、锁紧套 8、套衬 7、阀套 4和顶腔 3。顶腔、阀套、锁紧套和调压套之间通过螺纹连接成一个整体固装在嵌入块 6 上,嵌入块嵌入分配器壳体 2 内部。液态肥入口管路 1 和出口管路 5 与阀套形成通路。套衬位于阀套内腔,滚子和挺柱固装成一体,挺柱在顶腔和套衬的内腔垂直滑动。挺柱上方设有小孔,当凸轮处于推程、远休和回程状态时挺柱上方小孔接通液态肥入口管路和出口管路,当凸轮处于近休状态时挺柱封闭液态肥入口管路和出口管路。 图1 分配器结构图 of 数学模型 喷肥针入土时间和离土时间比 1:4, 设计的分配器凸轮轮廓曲线中推程运动角、远休止角和回程运动角之和与近休止角比 1:4。由于推程运动角、远休止角和回程运动角度数小,图解法无法满足设计精度的要求,因此,建立数学模型,应用 件编程求解凸轮轮廓曲线。 图2 凸轮轮廓设计 of 图 2 所示,凸轮绕凸轮中心 角,从动件沿直线上升 s,压力角为 。公法线 中心线 交过点 I , I 是凸轮和从动件之间的瞬心位置。设 ,则 =/( 1) 式中 X 从动件的类速度 V 从动件的速度 s 凸轮回转角度 时从动件的位移 凸轮转过的角度 t 时间 设凸轮理论轮廓线的基圆半径偏距 e,从动件的滚子半径 r 。当凸轮回转角为 时,由矢量三角形出凸轮理论轮廓线上 +=+=)2) 式中 ) ,2,2 的极坐标由矢量三角形 定,即 )( +=因此,凸轮实际轮廓线上 K 点极坐标为 =)3) K 点的直角坐标为 =4) 3 参数优化 标函数 为获得良好的施肥效果、工作可靠性和施肥量的均匀性,保证液态施肥机喷肥过程在时间上准确配合,对分配器凸轮轮廓曲线有如下要求: ( 1)从动件行程 5 ( 2)推程运动角 36、远休止角 0、回程运动角 36; ( 3)基圆半径小于 25 ( 4)推程压力角小于 35、回程压力角小于 45。 在满足(1 ) ( 4)的条件下,为了提高凸轮机构的运动学特性,应减轻重量,减小惯性效应,缩小从动件运动的路径以及减少磨损,又要求凸轮具有最小尺寸的实际轮廓线基圆直径。由于凸轮尺寸减小,使压力角和曲率半径接近它们的极限值,因此,最小曲率半径必须大于满足从动件运动要求所得到的最小值。根据数学模型和目标函数,在满足约束条件的前提下,应用 件编程优化求解凸轮轮廓曲线。 算机辅助设计 软件的输入包括推程压力角1 、回程压力角2 、 r、 推程运动角1 、 远休止角2 、 回程运动角3 、近休止角4 和升程 h。软件便于设计者随机选定实际使用的基本尺寸数据,通过流程中人机对话修改环节,可最后确定出各项基本尺寸的数据。所需满足的条件为: ( 1)机构压力角绝对值不超过许用值; ( 2)从动件的运动规律不失真; ( 3)凸轮实际轮廓的曲率半径最小绝对值大于 5 据目标函数对凸轮轮廓曲线的要求输入1 、2 、1 、2 、3 、4 和 h,再选择推程和回程运动规律,通过人机对话功能确定 r、e。最终输入参数见表 1,得出凸轮轮廓曲线如图 3 所示。 表1 输入参数 /( ) 2/( ) 1/( ) 2/( ) 3/( ) 4/( ) h /mm or/mm r/5 36 0 36 288 5 20 3 5 图3 凸轮轮廓曲线 of 结构设计与仿真 应用软件实现了凸轮机构的示意,但压力角和最小曲率半径能否满足设计要求,凸轮机构在分配器上的干涉情况需要通过三维实体建模仿真来实现。将 程得出的凸轮轮廓曲线导入 中,应用 绘制出凸轮,如图 4 所示。应用 设计出分配器,其结构仿真图如图 5 所示。 图4 凸轮结构图 of 5 分配器结构仿真图 of 启 机构模块,控制凸轮轴旋转一周进行干涉检验。检验结果表明,设计的分配器运转一周后并无干涉。对分配器凸轮机构进行运动学分析,得出压力角变化曲线如图 6 所示,得出凸轮曲率变化曲线如图 7 所示。 图6 压力角变化曲线 of 7 凸轮曲率变化曲线 of 图 6 所示,横坐标表示凸轮运动周期,凸轮旋转一周推程压力角变化范围 015,回程压力角变化范围037,推程压力角和回程压力角均小于许用压力角。如图 7 所示,凸轮的最大曲率 足设计要求。 5 结束语 对施肥机具分配器凸轮机构进行运动学建模,应用 凸轮轮廓曲线导入 ,应用 软件绘制分配器模型和模拟仿真。仿真结果表明:根据目标函数得出的凸轮轮廓曲线能够满足设计要求。 在分配器的设计过程中,除了考虑凸轮机构动 运条件外,还要考虑凸轮和滚子表面所承受的载荷类型及其大小,但本文设计的分配器凸轮机构工作载荷小,转动速度低,惯性力小,不会使从动件发生变形和产生振动而导致凸轮机构的几何性能有较大偏差,所以在设计凸轮机构时没有对其进行动力学分析。为了使机构具有最佳的动力学特性,可以进一步对分配器凸轮机构进行动力学分析,得出最优参数。 参 考 文 献 1 王金峰, 王金武, 葛宜元 . 深施型液态施肥装置的设计与试验 J. 农业机械学报, 2009, 40( 4) : 5863. 2 王金武, 纪文义, 冯金龙, 等 . 液态施肥机的设计与试验研究 J2008, 24(6): 157159. 3 王金峰,王金武 . 液态变量施肥机两种不同变量机构的研究 J. 农机化研究, 2007( 1) : 123125. 4 李志红,李锦泽,侯桂凤,等 . 变量施肥机的设计 J2008, ( 8) : 109110. 5 冯金龙,王金武,李玉清,等 . 穴施液体施肥装置施肥机理的试验研究 J. 黑龙江八一农垦大学学报, 2008, 20 (6) : 4447. 6 程亨曼,孙文峰,陈宝昌 J2005, ( 1) : 173174. 7 徐芳, 周志刚 . 基于 凸轮机构设计及运动仿真分析 J. 机械设计与制造, 2007( 9) : 7880. 8 邹慧君 M上海交通大学出版社, 周海 . 凸轮轮廓的计算机辅助设计 J. 盐城工学院学报,1999, 12( 3): 1720. 10 顾蓉蓉 . 盘型凸轮轮廓的计算机辅助设计 J. 南通职业大学学报, 2002, 16( 4) : 2427. 11 郭利锋 ,郭顺生 . 凸轮轮廓的设计与仿真 J. 机械研究与应用, 2005, 18( 3) : 9599. 12 黄永玉 ,张建育 . 基于 凸轮轮廓曲线设计方法研究 J. 青海大学学报 ( 自然科学版 ), 2009, 27( 1) :2527.
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