農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)CAD技術(shù)應(yīng)用

梁俊杰

摘要：文章以機(jī)械制圖和CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為切入點(diǎn)，分析了農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的特征，以拖拉機(jī)液壓懸掛裝置為例，闡述了CAD在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提出了相關(guān)建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：CAD;農(nóng)業(yè)機(jī)械;機(jī)械工程設(shè)計(jì)

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械在促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著越來(lái)越重要的作用。農(nóng)業(yè)機(jī)械面臨著快速投入市場(chǎng)、高質(zhì)量、高效率、自動(dòng)化、精密化的巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)手工制圖存在制圖速度慢、改型困難、精度差、設(shè)計(jì)還原度差等許多方面的不足，研究計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，具有重要實(shí)踐意義。

1機(jī)械制圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD

1.1機(jī)械制圖

機(jī)械制圖是用圖樣表示結(jié)構(gòu)尺寸、工作原理和技術(shù)要求的學(xué)科，機(jī)械制圖的工作產(chǎn)品是圖樣（圖紙），是表達(dá)設(shè)計(jì)意圖和制造要求的重要技術(shù)文件。符合工程設(shè)計(jì)要求的機(jī)械制圖至少應(yīng)包含如下兩個(gè)方面的內(nèi)容：1）遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械圖樣有嚴(yán)格的規(guī)定，圖紙幅面、標(biāo)題欄、比例、字體、圖線、尺寸標(biāo)注等具有明確標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，圖樣才具有普適性和可讀性，才能做到盡可能減少制造環(huán)節(jié)的理解歧義。2）嚴(yán)格執(zhí)行正投影法和三視圖要求。正投影法是繪制和識(shí)讀圖樣的理論基礎(chǔ)，三視圖是機(jī)械設(shè)計(jì)的制圖技術(shù)基礎(chǔ)。正投影法投影線垂直與投影面，能夠表達(dá)物體的真實(shí)形狀和比例。主視圖、俯視圖、左視圖將立體器物用三個(gè)方向的投影平面視圖繪制出來(lái)，構(gòu)成實(shí)物結(jié)構(gòu)、尺寸的完整表達(dá)。

1.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

CADCAD讓機(jī)械設(shè)計(jì)從鉛筆、直尺畫(huà)圖的繁瑣勞動(dòng)中解脫出來(lái)，讓設(shè)計(jì)人員真正做到關(guān)注設(shè)計(jì)與構(gòu)思。CAD繪圖軟件構(gòu)建并保存大量的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、零件庫(kù)、部件庫(kù)、常用件庫(kù)等，且擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)等工作，極大提高了工程設(shè)計(jì)制圖的效率。CAD技術(shù)在設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用如下：1）豐富的圖形及符號(hào)庫(kù)。機(jī)械設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)會(huì)經(jīng)常用到，一方面，CAD繪圖軟件提供大量的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù);另一方面，工程設(shè)計(jì)中可以不斷積累行業(yè)所用的圖形符號(hào)，形成自制件庫(kù)。這些圖形符號(hào)可以隨用隨調(diào)，通過(guò)圖形符號(hào)的組合，“搭積木”式的構(gòu)造工程設(shè)計(jì)構(gòu)思和圖樣。2）高效的制圖效率。制圖是設(shè)計(jì)中將設(shè)計(jì)構(gòu)思轉(zhuǎn)化為制造圖紙的途徑，是機(jī)械設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的步驟。傳統(tǒng)基于紙媒介的手工繪制，任何一次設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)改型，必須一筆一劃從頭做起，耗時(shí)、工作效率低下。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.1農(nóng)業(yè)機(jī)械種類繁多

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀，收錄了二十五類農(nóng)業(yè)機(jī)械。其中包括以下幾個(gè)方面：1）農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械。包含拖拉機(jī)、農(nóng)船掛槳掛機(jī)、農(nóng)田基建機(jī)械。2）農(nóng)田作業(yè)機(jī)械。包含耕地機(jī)械、整地機(jī)械、播種機(jī)械、水稻種植機(jī)械、中耕施肥機(jī)械、植保機(jī)械、噴灌微灌設(shè)備、潛水電泵、谷物棉花等多種類植物收獲機(jī)械。3）畜禽機(jī)械。包含牧草青飼收儲(chǔ)機(jī)械、飼料加工機(jī)械、畜禽飼養(yǎng)機(jī)械。以播種機(jī)械為例，又可細(xì)分為谷物條播機(jī)、精密播種機(jī)、旋耕播種機(jī)、鋪膜播種機(jī)、免耕播種機(jī)、小區(qū)播種機(jī)等。

2.2涉及機(jī)械工程設(shè)計(jì)所有子系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)機(jī)械幾乎包含機(jī)械工程設(shè)計(jì)所涉及的全部子系統(tǒng)，如動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱和控制系統(tǒng)等。以農(nóng)業(yè)機(jī)械拖拉機(jī)機(jī)組為例，拖拉機(jī)將動(dòng)力傳遞到農(nóng)機(jī)具，構(gòu)成拖拉機(jī)—農(nóng)機(jī)作業(yè)機(jī)組，這個(gè)系統(tǒng)包含了液壓懸掛裝置、牽引和拖掛裝置、動(dòng)力輸出軸以及動(dòng)力輸出帶輪等復(fù)雜子系統(tǒng)，而其中的液壓懸掛裝置就由懸掛裝置、液壓系統(tǒng)、操作和耕深控制機(jī)構(gòu)組成。

3拖拉機(jī)液壓懸掛裝置CAD工程設(shè)計(jì)實(shí)踐

3.1原理分析

以農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)為參考，液壓懸掛裝置是掛接和升降機(jī)具，并向作業(yè)機(jī)具傳遞牽引力。液壓懸掛裝置設(shè)計(jì)要求包括：1）連桿位置和尺寸應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以保證牽引裝置和不同農(nóng)機(jī)具接口的互換性;2）應(yīng)產(chǎn)生足夠的牽引力，保證農(nóng)機(jī)具具有良好的入土動(dòng)能，能在較短擺動(dòng)距離達(dá)到所需力量要求，并且保持穩(wěn)定的牽引力;3）擺動(dòng)不能超過(guò)一定范圍，應(yīng)設(shè)計(jì)限位機(jī)構(gòu);4）機(jī)具靜態(tài)固定位置應(yīng)滿足運(yùn)輸要求。

3.2拖拉機(jī)懸掛裝置組成圖——方案設(shè)計(jì)

通常采用三點(diǎn)懸掛（有三個(gè)鉸鏈），在履帶式拖拉機(jī)中也有采用兩點(diǎn)懸掛的，裝置構(gòu)成圖如圖1所示[2]。各裝置部件的作用如下：下拉桿提升農(nóng)具、傳遞牽引力;上拉桿調(diào)節(jié)農(nóng)具縱向平面的俯仰;提升臂帶動(dòng)提升桿和下拉桿上升（下降是靠農(nóng)具的重力）;提升桿傳遞提升牽引力的中間部件。

4結(jié)束語(yǔ)

在農(nóng)業(yè)科技高速發(fā)展的今天，CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中已經(jīng)普及，CAD技術(shù)給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來(lái)極大方便，但作為一名高職院機(jī)械專業(yè)的教師，仍需要不斷跟蹤國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)范要求，深入農(nóng)業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟件，綜合實(shí)施功能性能、結(jié)構(gòu)工藝、成本等設(shè)計(jì)技術(shù)手段，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)向先進(jìn)性、工藝性、實(shí)用性、高性價(jià)比等方向不斷發(fā)展進(jìn)步。

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