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论文选题项目编号为51275086国家自然科学基金项目,本文以水平式排种器和立式型孔式排种器为研究目标,依靠理论力学与农业物料学知识研究如何提高充种能力以满足高速作业要求,目的在于设计及优化具有高速播种能力的对置斜盘排种器。主要的研究内容如下:(1)充填力类型分析型孔式排种器在完成充填时起关键性作用的因素即是充填力的类型及大小。主要研究几种经典的机械型孔式排种器充填力的作用方式,可以得出单纯以重力进行充种的方式受困于清种困难等问题,而单纯凭借种子间相互挤压所产生的作用力又会产生充填力过小,在高速工作状态时漏种情况持续恶化的问题。因此,需要设计新型排种器来满足现代农业发展需求。(2)排种器结构设计针对机械式精密排种器在作业速度提高时,型孔充填率下降较快,从而导致作业质量严重下降的问题,建立种子进入型孔时的充填力力学分析,在理论分析的基础上,创新设计了一种对置斜盘大豆排种器。该型排种器充分利用壳体的结构空间布置核心部件,从而提高排种频率、改变充填模式、增加充填力种类,以适应高速作业需求。并在对置斜盘排种器的基础结构上对其关键部件进行选择与设计,最后定型一款新型排种器。(3)EDEM虚拟仿真运用EDEM(工程离散元方法Engineering discrete element method),建立大豆种子模型,建立排种器的三维模型,进行多因素试验研究倾斜角度、导种倾角层厚度、作业速度对排种器作业效果的影响,分析之间的交互作用,建立相应的回归方程,并对仿真结果做合理的分析与推断,为试验打下基础。又采取单因素试验分别研究了倾斜角度、导种倾角层厚度、作业速度等三个因素对排种器作业性能的影响趋势,研究其显著性,并利用仿真结果对排种器结构进行优化设计。(4)试验研究利用排种器性能检测试验台进行试验研究,将对置斜盘排种器与一种具有一定高速作业能力的双腔立式复合圆盘排种器进行虚拟仿真及样机试验对比,进一步验证了该种结构形式的优越性。并设计一种倾斜角度可变的试验样机,进一步明晰倾斜角度对作业效果的影响。