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基于SolidWorks的残膜清理滚筒的运动仿真

发表时间: 2018/1/11 作者: 刘旋峰*郭兆峰*牛长河*蒋永新*刘小龙*王学农 来源: 互联网
弧线往复式挑膜滚筒(后文简称“滚筒”)是耕前残膜回收机械的典型机构。提出了一种基于SolidWorks及其Motion插件的滚筒运动仿真方法,对残膜回收机具的结构设计起到了指导作用。应用SolidWorks三维设计软件创建滚筒三维模型,运用软件集成的Motion插件对作业机具前进速度、滚筒的转速、挑膜齿尖空间运动曲线进行运动仿真,得出残膜回收机的相关工作参数。通过分析,讨论在同等深度和相同前进速度的前提下滚筒转速与残膜捡拾率的关系。运用SolidWorks滚筒的三维建模及运动仿真,验证滚筒结构设计的合理性,为SolidWorks及Motion插件在残膜回收机具设计中的应用提供参考。
 


    套合曲线后建模所形成的模型如图3所示。由图3可以看出,被选中的曲面已经是一个完整的连续曲面。

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    图3 曲线套合后整体曲面

3.2 滚筒的整体装配

    在装配过程中,注意区分运动部件与固定部件的装配。运动部件包括骨架装配、滚筒链轮装配、挑膜齿组装配及筒壁;固定部件包括:凸轮轴装配及其端头固定装置。

    由于在装配挑膜齿组的过程中,发现滚筒骨架在浮动状态下容造成之前装配的挑膜齿组发生混乱,因此先给滚筒骨架加一个配合,使之暂时固定,待全部装配完毕后,在将固定骨架的配合删除。装配完成后的滚筒如图1所示。

3.3 干涉检查

    在MotionManager工具栏中右键单击【滚筒装配2013-6】,并选择【检查干涉】,选择内法兰与挑膜齿杆组,单击立即查找。同样方法可检查其他挑膜齿敢组与内法兰的干涉状况。检查发现,内法兰与各个挑膜齿杆组并无干涉,结果如图4所示。

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    图4 干涉检杳及结果

4 滚筒运动仿真结果与分析

    1)不同转速相邻两组挑膜齿齿尖轨迹图如图5所示。由图5可以看出:挑膜齿齿尖线速度为线速度最高为5.546m/S,最低线速度为3.472m/s;滚筒运转时的能耗最高为635W;驱动滚筒所需的平均力矩为132N?mm。

    2)图5显示出相邻两组挑膜齿齿尖的跟踪路径。相邻两组挑膜齿的运动轨迹曲线是否重合,其重合M大小对残膜回收机的捡拾率有着很大的影响,而影响运动轨迹的闪素有挑膜齿组数量、滚筒转速、挑膜?人土深度和机具前进工作速度等。挑膜齿组数量为6组,入土深度为3.5cm,分别对两种滚筒转速和机具前进速度的参数进行仿真模拟,绘制出不同工作参数的轨迹曲线并进行分析,以确定最佳工作参数。

    经过对比分析,从图5(a)和图5(b)可以看出:在相同时间内、同一深度和相等前进速度的前提下,S2>S1。因此,捡膜滚筒转速为80r/min时,同等人土深度挑膜齿的轨迹较长,两组挑膜齿组的轨迹重合量较大,残膜捡拾率相对较高,机具的工作效率高。

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    图5 不同转速相邻两组挑膜齿齿尖轨迹图

5 结论

    运用SolidWorks2013完成残膜机滚筒部件的三维建模及运动仿真,通过计算机的解算,完成了滚筒的干涉检查、能耗、驱动力矩、挑膜齿齿尖路径的重合程度及其线速度的幅值等参数,验证了滚筒设计的合理性,可为其他部件及滚筒的台架实验设计提供理论参考依据。

    通过实际分析,总结出一种基于SolidWorks软件Motion插件的凸轮机构的建模和运动仿真方法。同时也可以看出:利用SolidWorks避免了传统理论设计分析方法中繁琐的公式推导,且可用图表显示分析结果,更加直观,简化农机产品的设计开发过程,缩短研发周期,降低设计中的错误率,提高产品的质量。




责任编辑:郝秋红