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本课题介绍了国内外秸秆打捆机及其核心机构打结器的研究现状与发展前景,以小型方捆机所用的D型打结器为研究对象,分析其组成及其工作原理,利用模型逆向重构技术对打结器进行三维建模,获得立体模型;基于MSC—Adams软件的D型打结器运动学仿真分析,探明了D型打结器及其组成部件的运动规律;搭建打结器试验台对D型打结器进行试验,与仿真数据进行对比分析,获得D型打结器打结过程中子机构的运动时序关系,具体研究结论如下:(1)利用Creaform公司生产的HandySCAN11417型三维激光扫描仪得到D型打结器及其组成机构的点云数据模型;借助CATIA V5三维建模软件对扫描的点云数据模型图进行处理,得到实体化的打结器三维模型,为后续打结器的仿真研究奠定基础。(2)明确D型打结器驱动齿盘与夹绳盘齿轮蜗杆轴、打结钳嘴锥齿轮轴和割绳杆的啮合方式,并开展三个分支运动自由度分析,结果表明,驱动齿盘与捆绳拉力能够保证其具有确定的运动。基于MSC—Adams软件的D型打结器运动学仿真分析,获得驱动齿盘转速90r/min时,夹绳盘齿轮蜗杆轴、打结钳嘴齿轮轴和割绳杆的时序关系,即打结器工作一个循环所用时间为0.7s,打结钳嘴在夹绳盘开始工作0.04s后开始运动,夹绳盘齿轮轴转动一周所用时间为0.15s,打结钳嘴所用时间为0.11s,即两轴同时结束动作,割绳杆在夹绳盘工作后0.1s后开始摆动,割绳杆摆动一个来回所用时间为0.22s。(3)设计搭建D型打结器性能测试试验台,该试验台包括机械部分与测试部分,通过在试验台上试验,获得的夹绳盘齿轮蜗杆轴、打结钳嘴锥齿轮轴和割绳杆的转速特性参数,与仿真数据进行对比,误差均小于5%,保证数据的准确性;通过打结器试验台试验参数及仿真数据,得到D型打结器工作时序关系,即驱动齿盘在转动174°时,夹绳盘首先开始夹绳动作,随后齿盘转到196°时,打结钳嘴开始对捆绳打结工作,驱动齿盘转动到232°时,割绳杆开始割绳脱扣的动作,驱动齿盘转动到252°时,夹绳盘与打结钳嘴齿轮轴同时停止动作,在驱动齿盘转到340°时,割绳杆停止动作,此时打结器完成一个打捆工作。