基于SolidWorks的残膜清理滚筒的运动仿真

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1、2015年6月农机化研究第6期基于SolidWorks的残膜清理滚筒的运动仿真刘旋峰，郭兆峰，牛长河，蒋永新，刘小龙，王学农(新疆农业科学院农业机械化研究所，乌鲁木齐830091)摘要: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

2、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Solid-Works及Motion插件在残膜回收机具设计中的应用提供参考。关键词:残膜回收;弧线往复式挑膜滚筒;SolidWorks;运动仿真中图分类号:S223．5文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)06－0074－03DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.06.018配合、部件的质量和惯性属性、受力、动力源和时间。0

3、引言2弧线往复式挑膜滚筒的工作原理地膜覆盖栽培技术具有增温保墒、抑制杂草、促进成熟和农业增产等优点;但农用地膜主要由成聚乙如图1所示，滚筒主要由滚筒壁、凸轮盘(2组)、烯制作而成，在自然条件下极难降解，可在土壤中存凸轮轴及挑膜齿组等构成。工作时，滚筒骨架由链轮［1］留300～400年，严重影响农业生产。因此，治理农驱动，绕着与机架固联的凸轮轴转动，挑膜齿组上的田“白色污染”和保护农田的生态环境是地膜覆盖技滚环在凸轮滑道中滚动，从而带动整个挑膜齿组作往术持续发展的关键所在。弧线往复式挑膜滚筒是新复式旋转运动。凸轮中心与滚筒中心存

4、在偏心距，运［1］疆农业科学院农业机械化研究所研制的1JSM－1800动时挑膜齿伸出用于捡膜挑膜齿缩回用于脱膜。型棉秸秆还田及残膜回收联合作业机中典型的地膜捡拾机构，运用SolidWorks软件对其关键部件滚筒进行运动仿真，分析挑膜齿运动轨迹及挑膜滚筒各运动参数，并讨论残膜捡拾效果的各个影响因素，为残膜回收机的优化设计提供理论依据。1SolidWorksMotion概述SolidWorksMotion是集成在SolidWorks三维CAD软件里的一个虚拟原型机仿真工具，可以对复杂机械系统进行完整的运动学和动力学分析，得出系统中

5、各个零件的速度、位移、加速度和受力等运动情况。1．凸轮轴装配2．骨架装配3．内法兰4．凸轮5．挑膜齿组机构问题是SolidWorksMotion的重点，机构是实图1基于SolidWorks建立的滚筒三维结构模型现运动传递和力转换的机械装置。运动仿真是利用Fig．1Based3dmodelstructureoftherollerontheSolidWorks［2］计算机模拟机构的运动状态和动力学状态。3弧线往复式挑膜滚筒的三维建模以下5种要素决定了机构的运动:各连杆之间的进行运动仿真时，首先要完成弧线往复式挑膜滚收稿日期:201

6、4－05－29筒的三维建模;为了节省计算机资源和提高运算速基金项目:新疆维吾尔自治区科技成果转化专项资金项目(201354101)［2］作者简介:刘旋峰(1981－)，男，山东潍坊人，助理研究员，(E－mail)度，要将模型做简化处理，如简化零件模型、去掉无52695694@qq．com。关零件等。至于如何建立模型、简化模型以及装配，·74·2015年6月农机化研究第6期这里就不逐一赘述。由于凸轮盘的建模影响到整个膜齿组装配及筒壁;固定部件包括:凸轮轴装配及其运动仿真，因此只对滚筒的关键零件凸轮盘的建模进端头固定装置。行详细介

7、绍。由于在装配挑膜齿组的过程中，发现滚筒骨架在3．1凸轮盘的建模浮动状态下容造成之前装配的挑膜齿组发生混乱，因零件建模一般过程:草图绘制→实体建模→特征此先给滚筒骨架加一个配合，使之暂时固定，待全部操作→完成建模。凸轮盘的建模也一样，但是为了完装配完毕后，在将固定骨架的配合删除。装配完成后成后续运动仿真中凸轮配合，必须要对凸轮的内槽面的滚筒如图1所示。草图(见图2)进行缝合处理，步骤如下:3．3干涉检查1)如图1所示，选择样条曲线图标下的套合样条在MotionManager工具栏中右键单击【滚筒装配曲线命令。2013－6】，并

8、选择【检查干涉】，选择内法兰与挑膜齿2)顺序选择1、2、3、4等4根圆弧。杆组，单击立即查找。同样方法可检查其他挑膜齿敢3)点击确定后，便形成了一根无断点的连续的闭组与内法兰的干涉状况。检查发现，内法兰与各个挑合曲线。同理，选择环形内部的4根圆弧，将其套合膜齿杆组并无干涉，结