农业机械的设计范文

农业机械的设计篇1

关键词：优化设计；农业机械；应用研究

1优化设计在农业机械设计中应用的意义

要提高我国农机产品的质量，就要大力提高农机生产制造水平和设计水平，对传统的农机产品设计进行改进。传统的农业机械零部件设计一般采用经验类比，通过力学简单计算来完成。传统的设计优化方式对设计人员的经验要求较高，很多创新设计和优化设计都缺乏数据支持，过度的设计导致机械综合性能提高的同时，制造成本大幅上升。

2优化设计的基本思路

优化设计是从若干种可行性方案中择优选出一种最佳的设计方法，这种选择是以初始数据为基础，采用计算机技术联合实现的。优化设计对软件计算能力和模型构建能力有较高的依赖，近年来随着计算机科技的不断发展和软件开发能力的不断提高，计算机在机械设计中发挥了重要的作用。同时，计算机的发展也使优化设计理念得以实现，优化设计的思路也越来越开阔。

3计算机软件在优化设计中的应用

要实现优化设计在农业机械设计中的应用，先进的软件技术是必不可少的。设计软件是设计者的工具，对于农业机械设计者来讲，能够熟练应用软件完成虚拟制造、实验和测试，对参数进行分析，是实现农业机械优化设计的必要因素[2]。

3.1ANSYS软件

ANSYS软件是一种大型有限元分析软件，由美国ANSYS公司研发，这种软件能够与多种计算机辅助设计软件实现数据的共享和交换，被普遍应用于汽车工业、建筑桥梁等方面设计中。

3.2ADAMS软件

ADAMS软件是一种对机械系统动力学进行自动分析的软件，由美国机械动力公司开发，通过ADAMS软件，能够建立机械系统几何模型，对虚拟机械系统进行动力学分析，预测机械系统的性能、碰撞加速和运动范围等[3]。

4优化设计在农业机械设计中的应用

4.1几何模型的建立

结合设计零部件的特征、材质和其他约束条件，通过Pro/E软件进行几何模型的建立，本次研究基于Pro/E软件应用的基础上，采用旋转建模的方法，建立齿轮轴模型。齿轮过渡段圆的半径R=8.6mm。

4.2模型材料属性设置

模型材料属性包含材料材质、密度、弹性模量、泊松比等。

4.3约束与载荷

齿轮的驱动轴两端，靠的是轴承作为支撑，加载载荷较为复杂，本文通过两种方式加载扭矩，一种是通过运动学模块进行扭矩分析，分析的受力情况信息传递到结构分析模块中；一种是取相近的加载扭矩数值输入到结构分析模块中。经过判定，本文采用第二种方式。沿着轴向建立起圆柱坐标系，加载圆柱面的壳，厚度取值1mm，这种取值也是为了便于分析，然后找到扭矩加载点，进行扭矩加载。这个环节需要注意，驱动力矩要在轴的中部位置加载，扭矩为8600N.mm，在轴的两端加阻力扭矩，两端本别为4300N.mm。

4.4模型分析

在模型分析环节中，完成受力和约束参数设置后，在利用Pro/E软件进行静态模型构建，然后对静态模型进行相应的分析。通过软件对构建模型的分析结果可以确定，最大的应力为16.7N/mm2,而设计所用材料材质为45号钢，最大的屈服应力能够达到350N/mm2以上，钢材的屈服应力范围远远大于设计零部件的最大应力，可见在尺寸选择中相对比较保守。

4.5设计参数的建立

设计的过程主要是模型建立的过程，而在模型建立的过程中，设计者将要建立许多参数，其中包括物理性能参数、结构设计参数等，这些参数代表着所用材料的基本属性和要达到的设计性能，当参数发生了变化，建立的模型性能也将随着发生变化。如果针对所有参数进行优化，将增加设计过程中庞大的计算量，这样就需要设计者对这些参数进行优选，结合不同参数对模型的影响程度，和对设计部件的使用性能的影响，可以优先选择对模型性能影响最大的参数设置，这种处理方式，也体现出优化设计的理念，实现参数选择上的优化，最有效的、影响最大的参数信息将被利用，而影响较小的参数将被忽略。在本次分析案例中，将过渡段尺寸参数当做设计变量，设计变量的初始值为8.6mm。

4.6优化设计

在农机设计中采用优化设计的目的在于能够实现通过模型的各项功能计算和设计，达到降低成本，能够发挥最优性能。在优化设计的过程中，要对具有影响效果的约束条件和各类参数进行设置。本案例设计中，满足各项受力条件下，所使用的材料质量最小，采用过渡段半径作为设计参数，部件的最大应力小于材料许用应力。本案例中选择的45号钢，最大的屈服应力大于350N/mm2，安全系数设定为3.0，轴最大应力＜114N/mm2，结合各参数和约束条件，从而分析出最优的结果。

5结束语

农业机械的设计篇2

关键词：机械化；农业机械；环保；节能

改革开放以来，我国的科学技术迅猛发展，农业生产也是深受其益，各种先进机械在农业上的运用极大的提高了劳动生产力的水平。机械和人们的生产生活有着密切的联系，随着农业机械化的到来，农业机械的节能与环保设计逐渐成为人们关注的新的交点。农业机械的环保与节能设计是一种全新的设计理念，它是基于原有机械化的水平上，再结合当代中国发展的新局面而提出来的一种人们普遍关注的领域。以为首的党的领导集体提出了建设“五位一体”的新型社会，这多的“一体”便是生态文明建设，农业作为国民生存的根本，因此相应党的要求，开展环保与节能设计思考是新时期农业机械发展的发展方向。

1. 我国农业机械化的发展

不管是发达国家还是发展中国家，农业的机械化是一个必然的趋势，发展农业设施、为农业增添新的先进设备是许多国家实现机械化的首选方法。近年来，农业机械规模呈逐步扩大的趋势，几乎每家都有机械化的农具，而且农业用具机械化的档次也越来越高。比如联合收割机的广泛使用、自动化药械农具的使用等都为农业的机械化发展加快了步伐。

信息技术和高技术的发展使得现代农业的装备发生了巨大的变化，农业的机械化进程有了技术上的保障。现在是21世纪，早已不是古代的小农经济模式，农业与工业和旅游业的关系也越加密切，农产品实现了工业化和观赏性的结合发展。农作物的生产过程在机械化的农具的帮助下逐步实现全自动化，在农业药械方面机械化的水平也是很显著的。网络媒体是近年来新起的一种传播与推广手段，它为农业机械化的及时研发和改进提供了一个广阔的空间，加速了各国各地之间农业机械化的交流与借鉴，推动了多方面农业机械科学技术的研发。

党的十报告中指出我国目前还是处于社会主义初级阶段，正在为全面实现小康社会而努力。社会的发展阶段决定了我国各方面、各行业的发展状况，很多发达国家已经基本实现了农业的机械化，如统一的机械化播种、施肥、撒药和收割，但在我们国家这一任务还是很艰巨的。要认真学习和贯彻党的十精神，坚持科学发展观，转变农业机械化发展模式，加强全国农业机械化建设，积极交流和借鉴好的发展经验，从整体上推进农业机械化快速健康发展。

2. 农业机械的环保与节能设计

当我们在选择农业机具时首先看到的是农业机具的使用材料，它的使用效果在使用的过程中才能体现，因此对于农业机械的环保与节能设计首先得从材料上进行选择。材料的选择对其它的环节来说是最基础的，要考虑环保与节能设计在材料上必须的下工夫。绿色材料才能打造出绿色无害的产品，对环保来说，选择无污染或污染小的材料是关键，要尽量避免重金属和具有放射性材料的使用，选择方向趋向于低碳、无毒害和资源相对广泛的材料；对节能来说，避免贵重稀缺材料的使用、尽量用可持续生产的材料代替是关键，在生产的过程要降低浪费，多余的脚边料要重新利用，还要实行废旧物品的回收再利用，减少对环境的污染实现环保与节能。

农业机具在材料上符合环保与节能后，内在的动力机制也同样要实现环保和节能。目前绝大多数的农业机械选择的是一次性能源，如实现大规模撒药的机具大多需要能源的带动，这些对环境产生了很大的副作用。从环保和节能的方向出发，未来的农业机械产品要优先考虑电力，同时还要加快清洁能源如天然气和太阳能等的开发，让各种农业机械在实现机械化的水平上向着对环境危害最低的方向发展。像在农业药械方面，还要确保材料和化学药剂不会发生反应而生成对人体和环境有危害的新成，将不良因数降到最小。

农业的生产是一个连续不断的过程，一年四季周而复始农业机具的使用频率非常频繁。春季开始，农业机械开始大面积的使用，在使用的过程中难免有些零件会遭受磨损需要进行维修，这就要求农业机械的组件要简便易拆。对农业药械也是如此，应为其相对较灵活零件也易受损，因此对易拆卸要求更高。这就要求在设计农业机械的时候，要想办法克服以往的一整块的设计，要将机械设计成可拆卸的模块组分。不同的模块使用合适的材料和规格，这样不仅可以使得农业机械的拆装变得容易，还能从使用材料和成本上减少资源的使用，达到节能的效果。农业机械产品旧的组件及时更新然后回收在利用，这样农业机具得到了及时的维修和更新，使用寿命大大延长，而且减少了对环境的副作用，达到保护环境的效果。

总之，农业机械的环保与节能设计是新时期下对技术发展的新要求，是建设环境友好社会和美丽中国的必然要求。依靠科学技术的发展将农业机械的质量和功能提高到更高的档次，更好更彻底的利用资源产生动力，减少资源的浪费和对环境的污染。农业药械要积极研究新型材料，确保化学药剂的安全，不释放对人体和环境又危险的物质，实现机械化与环保节能的共同发展。我们要发展，但是不可盲目的发展，要走可持续发展的道路，坚持党的领导，坚持科学发展的原则，将环境放到文明进步的蓝图中来考虑，为早日实现中国梦而努力。

3. 结语

环保设计是可持续发展的内在要求，是人们拥有高质量的生存环境和健康生活的必然要求，在农业机械化的水平上，加强农业机械的环保与节能设计对促进农业和农村经济具有重要的发展意义。农业机械化的水平决定着我国农业在国际领域中的位置，加快农业机械化发展进度、使农业机械朝着环保与节能的方向走，这既是未来技术经济发展的大势所趋，也使得农业机械的环保设计具有非常广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 刘慧敏，张佳丽.浅谈农业机械的环保节能设计[J]. 中国农业信息，2013，3

农业机械的设计篇3

逆向工程技术是近年来逐渐发展起来的先进技术，它的出现给农业机械设计提供了一种新的思路。本文首先介绍了逆向工程技术，然后阐述了逆向工程在农业机械设计中的应用。

[关键词]

逆向工程；农业机械设计；应用

随着我国农业机械化进程的逐步深入推进，农业机械正逐步向大型化、自动化、精密化发展，这对农业机械设计提出了更高的技术要求。另一方面，多样化的用户需求、激烈的市场竞争和国外先进理念的引入也迫使农业机械设计企业调整研发模式。因此，在保正质量达到客户要求的情况下尽可能的缩短研发周期，降低生产成本就成了农业机械设计中的重要课题。逆向工程技术的出现，为解决以上问题提供了一个新的思路。

1逆向工程简介

正向工程是人们比较熟悉和习惯的一种方式，他的基本过程为，设计者先进行市场调查，得到研发产品的基本构思，借助CAD设计出产品的3D模型，然后通过数据转经由数控机床产出产品。然而在许多实际问题中，我们面对的是一个物品的模型而不是已知的图纸或者数据模型，这种情况下，需要使用一些方法将实物转化成三维数据模型，这种从实物获得产品的三维模型，进而使用三维模型开发生产的方式就是逆向工程（RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通过一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量所得的数据，采用三维建模方法，重构实物的CAD模型的过程。研究逆向工程，目的是通过对已存的产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等各个方面进行分析研究，研制出与原型形相似，但结构、性能等方面更为先进的产品。

2逆向工程在农业机械设计中的应用

2.1逆向工程在农业机械模具生产中的应用随着农业机械化现代化逐步推进，模具在农业机械生产中的应用也日渐普遍。逆向工程以其独有的优点，契合了模具本身的特点，故而在农业机械模具的设计中应用广泛。逆向工程在模具生产中的一个重要应用是辅助完成模具的修改定型。模具CAD模型确立后，并不意味着模具设计的完结，而在在模具实际生产前，设计人员往往需要反复对模具进行型面的修改，而这些修改均不能现在原始CAD模型上，即不能直接获得最终的CAD模型，导致模具的设计成本增高和生产周期变长。应用逆向工程技术，可以对已经修改的模具进行数据扫描，然后进行点云数据处理和曲面重构，输出最终的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生产，从而缩短生产周期，降低生产成本。逆向工程的另一个重要应用领域是修复损坏或者磨损模具。大型农业机械的大型覆盖件模具是农业机械生产的普遍和关键性工艺装备。然而，由于模具结构复杂，型面较多，形位精度和表面粗糙度要求较高，导致模具生产成本较高。一旦发生损坏或者磨损，损失巨大。而传统的修复磨具方法由于缺少可靠的参照标准，经常导致修复失败甚至模具彻底报废。逆向工程技术的引入，可以快速获得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，对修复后模型的强度、刚度等力学性能进行评价，提出进一步改进方案。如今，逆向工程技术已经广泛使用于模具修复领域，提高了模具修复效率，延长了模具使用时间，降低了生产成本。

2.2逆向工程在农业机械二次创新中的应用与发达国家相比，我国的农业机械化水平仍处于农业机械化中级阶段的起步阶段，制约农业机械化的一个重要原因就是农业机械技术水平的差距。引进吸收新技术就是快速填补技术空白，弥补技术缺陷的重要手段。然而由于技术封锁等原因，往往无法得到机械的原图纸和三维模型数据，这时逆向工程技术就可以发挥重要的作用。首先，需要将获得的产品拆分；然后将每一个核心部进行三维扫描，数据处理，得到最终的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意义的“复制粘贴”，是在理解产品的设计思想，技术理念的基础上进行二次创新，这一点在农业机械设计中尤为重要。逆向工程只是一种手段，需要我们的设计人员在充分理解国外先进技术的基础上，设计出适合我国土壤成分、地质地形、工作环境以及经济现状的农业机械。

3总结

如今逆向工程技术已经广泛的应用于各个领域,其在农业机械设计中的应用也正在广泛的被工程技术人员关注。逆向工程技术可以辅助农业机械设计，减少生产成本，缩短生产周期，因而在农业设计领域中有良好的理论研究和实际应用前景。

参考文献

[1]金涛，童水光等著.逆向工程技术［M］.北京：机械工业出版社，2003;

[2]陈静媛.模具行业设计制造技术现状与趋势[J].机械设计与制造,2007;

[3]张军强，饶锡新，樊丽萍.基于逆向工程的模具修复研究及应用[J].组合机床与自动化加工技术,2011

农业机械的设计篇4

    1农业机械节能环保设计的意义

    当前,我国的农业机械采用的是传统设计方法,资源和能源消耗大,效益低,对环境污染严重,是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展,农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废,采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小,减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力,·使废弃物、垃圾污染程度降到最低。农业机械节能环保设计不仅给社会提供了质量高、成本低的产品,而且还可以带动企业或整个农机行业的振兴与全面发展,提高我国农机产品的竞争力,有效地占领国内市场并扩大出口。节能环保设计已成为农业机械发展的必然趋势。

    2农业机械节能环保设计趋势

    2.1农业机械的清洁性

    常用农业机械动力为内燃机提供,内燃机环境性指标主要存在问题有:消耗一次性能源石油;噪声、废气污染;热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大,废气中NOX,HC化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械,加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究,采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性,柴油低硫化与柴油润滑性,生态燃料与生态摩擦学,汽油机沉积物与汽油清净剂,柴油机颗粒与消烟助燃剂,润滑油和添加剂与排放催化转化,润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂,催化助燃/补燃,发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。

    2.2产品的可回收性设计

    可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题,最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如,在农业机械中常用的联接件(螺栓、螺母等)的回收与再利用。

    2.3产品的可拆卸性设计

    设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段,可采用模块化设计方法,即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析,在此基础上划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同产品,满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾,又可为产品的快速更新换代缩短设计周期,降低成本,有利于回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境的目的。

    2.4环保产品的成本分析

    由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能,因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本。

    2.5材料选择

    环保材料是指应来源丰富,便于利用,便于回收再利用且对环境影响小的材料。材料选择是环保设计不可缺少的部分,它也是产品开发设计早期的主要的决策之一。材料选择应尽量减少材料种类,少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料,尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有:环保设计对材料要求的确定;环保材料的选择原则;材料选择的影响因素分析;环保材料的开发与应用;新功能(指环保型)材料的开发与应用;回收物资再资源化的应用等。

    3环保设计在农业机械设计中的应用前景展望

农业机械的设计篇5

    1　GPS导航技术及其原理

 

全球定位系统(GPS)是一种先进的技术，技术的基本原理为，按照高速运动的卫星瞬间定位作为已知起算数据，用空间距离后方交会法，准确确定待测点的坐标。

目前，GPS导航技术在地质勘探、石油勘探、煤炭勘探、交通导航及大地测量等领域均得到了良好的应用，且其应用范围在不断拓展。在农业机械领域，GPS导航技术也得以应用，提升了农业机械的性能。

 

2　GPS导航技术在农业机械设计中的应用

 

2.1　在农机运输与农机具中的应用　在农机运输与农机具设计上，加用车载GPS，能程序化地跟随已设路线开展耕作施肥与病虫害防治工作，可节约生产费用。在西方国家，不少国家投入了新型联合收割机，此种收割机应用了GPS导航技术与地理信息系统。在联合收割机上，利用GPS导航技术，可提供不同农田作业区的成熟度信息。另外，利用GPS导航技术还可按照不同农作物分区，引导联合收割机分类开展工作，提高作业效率，降低费用。

 

2.2　在虫害杂草灾害监测中的应用　在过去，对农作物病虫害的调查，通常是各地派遣调查人员来开展，然后将调查数据逐级上报。但因为病虫害传播快、危害面积大，所以这种传统调查方式已经不适用。而近年来，在病虫害杂草危害监测中，利用GPS导航技术，可精确定位灾害发生地点，尤其是可将调查数据输入计算机，并由计算机计算不同灾情区投药量，然后在GPS导航技术引导下精确投药。在喷雾治理病虫害时，可利用GPS设备准确治理重灾地区，并减少化学药剂造成的危害。

 

2.3　在播种施肥中的应用　提高农作物产量的方法较多，而播撒适量的化肥是一种有效的方法，但传统方法一般无法将化肥播撒到准确位置。而在播种种子和化肥时，利用GPS导航技术，可提高播撒精确性，防止出现遗漏和重复投放问题，减少浪费。同时，在利用农机设备播种或施肥作业时，可合理布置播撒路线，从而节约作业费用。而利用GPS导航技术能节省化肥与除草剂用量，防止用量过多而对农作物生长发育造成影响。另外，由于夜间植物气孔处于张开状态，易吸收肥料与除草剂，尤其是在变量播撒化肥过程中，可利用GPS导航技术，准确控制不同地块播种作业，准确确定不同播种量与施肥量。

 

2.4　在无人拖拉机上的应用　农业作业中使用的无人驾驶机，一般由操作站控制，可在GPS导航技术辅助下进行操作，实现连续准确操作，不仅能节约时间，而且还能节省人力物力的投入。比如，国外一家生产公司研发的无人驾驶拖拉机，可24 h不间断连续作业，这种无人操作拖拉机就利用了GPS导航技术。在作业过程中，拖拉机上摄像机可将作业现场画面回传到监视器上，作业人员通过屏幕便可指挥操作。

此外，GPS导航技术的误差小，大约在3 cm。所以，在耕地、喷洒农药与收割庄稼时，可实现线路不重叠。同时，无人驾驶拖拉机的重量为1.5 t，可节约燃料;同时，可通过自重碾压土地，使农作物产量提高了10%。使用无人拖拉机可形成更深压实土壤层，提高耕作效率。

 

2.5　在农业机械跨区域管理中的应用　利用GPS导航技术与监控中心，可实时监控所有装配有GPS系统的农业机械作业地块，地块上农业机械的行驶路线、速度等数据均可反馈至控制中心。利用GPS导航技术，可实现对农业机械的远程控制，比如对断电、锁定与断油的控制等。在农业机械作业过程中，如果出现突发事件，则可及时报警，允许农业部门根据反馈的问题作出应对，为农业作业服务。

 

3　目前农业机械中设计的问题

 

随着科学技术的快速发展，农业机械在农业发展中所起的作用越来越大。但是，考虑到我国是名副其实的农业大国，一家一户均用大型机械化经营缺乏现实性。在农业机械使用上，多数农民缺乏农业机械技术，在操作中还遇到不少问题，阻碍了农业的发展。同时，农业机械的地区差异较大，且至今还没有完整的农机服务产业体系，严重了农业机械化的发展。针对这些问题，在农业机械发展中，应用以GPS、CIS为代表的信息技术，对于实现农业机械化具有重要的意义。

 

4　结语

 

农业机械的设计篇6

关键词：虚拟样机技术；农业；机械设计；ADAMS；仿真

以往传统的农业机械设计存在诸如成本过高、周期过长等问题，而在农业机械设计中应用虚拟样机技术，极大地提高了机械研发的效率，并且促进了农业的发展。

1虚拟样机技术概述

虚拟样机技术是21世纪新兴的数字化仿真技术，简称VPT技术，这种技术充分融合了建模、机械、仿真、网络等元素，和过去的技术相比，仿真效果更好，并且能够实现对所设计的产品进行分析和测评。在特定的机械设计中，相关的技术人员可以借助相关软件完成一系列的操作，目前常用的软件是美国的ADAMS软件。实际上，虚拟样机技术是借助于网络通信以及多媒体技术，对机械进行设计，形成机型，同时评价机型的特点和性能，这种样机模型是虚拟的，可以在很大程度上代替物理样机，并且能够极大地缩短产品的开发周期，显著提升开发效率，而且虚拟样机技术的应用范围十分广泛。

2农业机械设计应用虚拟样机技术的重要性

农业机械设计应用虚拟样机技术，能够给保证和提高农业机械的质量和性能，这对于中国农业的发展具有战略意义，因为中国是农业大国，每年需要使用大量的农业设备，这些机械设备的质量好坏直接关系着农业的发展水平。由于以往在对农业机械进行设计时，设计人员只是根据已有的经验和一些常识来进行设计，但是这种方法极易出现问题。一旦样机与事先的设计存在出入，就需要重新进行设计，这样比较浪费时间，并且耽误生产，无形中延长了机械设备投入市场的时间，可能会失去使用价值，同时浪费了成本，降低了企业的利益，也不利于行业的发展和稳定。通过应用虚拟样机技术，将机械设备的设计、方案的选择、零件的装配以及性能的优化等操作和工艺都在计算机形成的虚拟环境中进行，这样有效避免了出现重复的可能，并且发挥了计算机技术的优势，提高了准确性，也使得农业机械产品更早和更快地投放到市场中，帮助企业抢占先机。

3虚拟样机技术在农业机械设计中应用的优势

整体而言，虚拟样机技术在农业机械设计中应用的优势表现在以下两方面。第一方面，升级了机械设计的理念。通过将原本复杂繁琐的设计工序变得简单直观，使得老旧的设计理念问题凸显，从而顺理成章地进行升级和创新。而且在设计之初就能够直接通过计算机完成虚拟样机的创建工作，并保证机械的整体结构和功能都与实际模型相吻合，从而客观、准确和真实地反映设计产品的各项指标[1]。第二方面，借助虚拟样机技术，能够第一时间找到产品存在的缺陷和问题，并且省去后期检测和分析的时间以及成本，并且这些缺陷发现的越早，改进工作展开地越快，越有利于机械产品的研发和投入使用。过去对机械设计的产品进行分析时，需要综合比对大量数据且容易出错，这为后续的工作制造了不小的困难，而通过虚拟样机技术，简化流程，科学分析，精确处理，能够避免上述问题。

4虚拟样机技术在农业机械设计中应用的具体方式

4.1仿真技术

简而言之，这种应用方法指的是通过ADAMS软件，建立虚拟样机的相关模型，之后继续仿真。这种应用特点明显，可以实现数据的无缝连接，完全能够满足中小型建模的功能需求，但是一旦涉及到大型的模型，建立时比较困难。举个简单的例子，在进行农业运输车，主要是四轮拖拉机的设计时，完全可以根据固定的动力学模型，使用ADAMS软件进行仿真，测试性能。对于一些大型的收割机，比如玉米收割机，就需要不断地优化模型的结构，尤其是要注意切割的动作，争取做到仿真结构的逼真和合理，提高准确性，完善设计要求。值得一提的是，仿真也可以联合进行，比如先建立农业机械的模型，之后导入ADAMS软件里，再进行虚拟样机的构建，这样就能够使得后期的分析更加准确，仿真更加灵活[2]。

4.2分析软件

因为ADAMS软件的仿真能力比较强，相对的结构分析能力不是十分出众，而且ADAMS软件主要分析刚性的设计，如果涉及到柔性的机械，那么就需要结合和使用必要的结构分析软件，常见的ANSYS软件，它能够与ADAMS软件配合工作。比如建立水稻移栽机模型，根据现场的实验，结合仿真结果，分析模型的特点和优势，并不断进行优化，从而研发出更高效的产品。对农田耕整机的设计，也可以发挥这两个软件的优势，进行实际测量的同时，根据震动的物理原理，结合具体的应用场景和使用需求，进行分析和调整。值得一提的是，对于农作物不同的特性，分析软件也有很好的用武之地，比如根据大豆的物理特性，使用ANSYS软件建立数字模型，之后找到虚拟样机与大豆植株的联系，从而更好地进行收割工作。

4.3控制系统

现代机械设计的发展目标是不断降低机械结构的复杂性，并且利用控制系统实现一系列的复杂操作，保证人员安全。要想做到这点，需要将控制系统与机械系统相结合，提高结构的稳定性和可靠性。举个常见的例子，在进行弹性轴承系统的设计时，可以借助Matlab这种软件，之后使用ADAMS进行仿真，对载荷能力进行分析，并与动力学特征进行比对。在设计收割机时，需要对输送臂以及相关的液压模块进行仿真，形成系统模型，之后在对整个控制系统进行分析，明确收割机输送臂的作用原理。而且对农业机械设计进行控制系统方面的仿真，能够保证机械运动的科学性和连贯性，并且为后期的设计打好基础，如果出现问题，也能根据分析结果找到故障原因，从而进行针对性调整[3]。

4.4运动造型

因为在农业生产中，相关的设备日益复杂，种类也变得多样，那么这些设备的运动效率以及造型特点，就成为了目前研发和应用的难题。传统的产品设计方法在对产品运动效果的分析上显得爱莫能助，而通过虚拟样机技术能够准确地构建机械产品的运动轨迹以及响应模型，能够为后期的生产提供可靠的依据，避免了设计出的产品不符合实际情况的问题。至于农业机械的造型设计，以往只是使用CAD软件进行一些静态图像处理，无法显示出复杂设备的立体结构以及内部轮廓，所以应用虚拟样机技术，能够完成三维模型并且准确显示各个数据和尺寸，并且可以自动优化，使得造型更加科学，达到令人满意的效果。由于中国机械设计中基础的技术是数控机床技术，而这些技术受到国外制约，对一些机械的零件，国内在进行造型工作时，就要充分发挥计算机技术的优势，通过CIMS系统，使用科学的方法，加快机械制作的集成化建设工作。

4.5参数设计

至于参数设计，尤其是农业机械这种十分重要的集合参数，想要进行快速的构造和修改，需要不断调整模型，而虚拟样机技术，可以自动完成参数的匹配和修改工作，这对于同一类型的产品而言，能够减轻很大的工作量。通过虚拟样机技术，能够完成模型参数的分析和归类，并且找出最准确的几何模型，在进行输入的过程中，可以对各个元素进行标注，方便参数的确定和更改。同时在修改参数时，对几何模型的设计进行调整，可以选择相近或者是类似的零件，之后再生产新参数的零件，这样不耽误设计的进度，同时还能够提高零件的使用效率。虚拟样机技术在具体的应用中，由于其综合性较强，使用的技术较多，能够实现虚拟化的环境，并且为人们提供真实的环境体验，让人们通过视觉和触觉感受机械的特点和性能，这样能够提高设计的准确性，并且不同的参数也能够很好地使用不同的使用环境以及相关的配套设备[4]。

5结束语

农业机械的设计篇7

关键词：农业院校；专业英语；教学方法；改革

作者简介：金中波（1981-），男，黑龙江方正人，黑龙江八一农垦大学工程学院，讲师；董晓威（1979-），男，黑龙江拜泉人，黑龙江八一农垦大学工程学院，副教授。（黑龙江 大庆 163319）

基金项目：本文系黑龙江八一农垦大学教学研究课题“我校机械设计专业《专业英语》课程考核方式、考试方法的研究与实践”的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0253-02

随着经济全球化进程的不断加快，中国与国外在相关技术领域的交流日益增加，急需既具有相关专业技术知识背景，又有跨国界学术交流与技术协作能力的人才，大学专业英语课程的设置在很大程度上满足了这一要求。目前，国内高校非英语专业一般都开设了专业英语课程，但从调查的情况发现专业英语教学存在着很大问题，比如学生学习积极性不高，教师教学效果不理想等，这些问题都急需解决以便达到专业英语课程开设的真正目的，改革势在必行。

一、专业英语教学现状及存在的主要问题

1.教学现状

在黑龙江八一农垦大学（以下简称“我校”）机械设计制造及其自动化专业课程体系中，专业英语课程的目的是使学生能够熟悉机械类常用的英语单词，能够掌握机械中常用的英语句型，培养学生独立阅读和翻译外文资料的能力。在课程开设过程中，根据教学计划的变化做出了相应调整：2005年至2008年，课程性质为学院任意选修课，1.5学分，30学时，课程开设时间为第七学期；从2009年开始，课程性质调整为专业课模块（选修），1学分，学时和开设时间保持不变。课程教学模式主要是采用教师课堂讲授、提问，课后作业练习以及期末考试。[1]

2.存在的主要问题

（1）教师方面的问题。专业英语教学要求教师既要有深厚的专业功底，又要有很好的外语水平。目前，专业英语任课教师有3人，1名在读博士学历，2名硕士学历，平均年龄为34岁，均为本专业的专业课教师。尽管近年来我校引进的教师基本具有硕士以上学历，也具备专业水平，但是在英语能力以及教学经验等方面均存在不足，使部分教师很难驾驭专业英语课堂。此外，由于课程性质和学时的限制，造成部分教师在心理上不愿承担专业英语教学任务，教学积极性不高，从而影响了教学效果，进而影响了学生的学习兴趣，最终导致专业英语教学不能达到预期的教学目的。

（2）学生方面的问题。该课程开设时间在第七学期后半学期，此时很多学生都忙于准备考研、公务员考试及就业等，请假、缺课现象比较严重，即使是来到课堂上的学生，学习的主动性和听课状态都较差，这表明学生对课程的重视程度不够，最终导致学习效果不理想。

（3）教材方面的问题。目前在授课过程中，选用施平主编，哈尔滨工业大学出版社的《机械工程专业英语》，该书涉及的主要内容包括：力学、机械零件与结构、机械设计、机械制造、管理、现代制造技术、科技写作等方面。从专业的角度来说这是一本全面的教材，但是对于不同的学校，即使是同一专业其侧重点也不同，其中的部分内容与我校机械设计专业实际情况不相符。更为重要的是，该教材除了范文、词汇和部分范文参考译文之外，并没有其他的内容，没有总结归纳，也没有课后习题。由于工科学生英语水平相对较弱，这给教师讲解和学生学习都带来了很大的困难。

（4）教学方法方面的问题。专业英语与基础外语相比，专业英语对专业性、实践性要求较高，因而在教学方法上，二者就要进行区别。在传统教学中，一般是以课前预习，课上教师教学生认识专业词汇、阅读课文、课文翻译以及课后复习为主的教学模式，课堂枯燥乏味，学生积极性不高，因此进行专业英语教学方法改革，将专业知识和外语有机结合起来，提高学生外语水平，是专业英语教学整个过程中的重点，同时也是难点。

（5）考核方式方面的问题。原有的课程考核方式通常以期末考试为主，平时成绩为辅。平时成绩分值占总成绩的30%，主要包括课堂出勤、作业练习、回答问题及课堂表现等；期末考试成绩占总成绩的70%，采用试卷形式，考试内容主要包括专业词汇英汉互译、文章段落英汉互译、科技论文摘要写作等。该考核方式突出了期末考试的重要性，而平时成绩则相对较弱，这就造成了学生课堂学习专注力不够，课堂散漫，往往通过考试前突击复习，强行记忆书本内容达到通过考核的目的，考试过后大多数学生又都忘记了所学内容，课程形同虚设。

二、课程改革目的

按照《专业英语》课程教学大纲的要求，结合我校实际情况，注重引进本学科先进前沿技术，摒弃那些陈旧、不符合时展需要的内容，以理论知识为基础，以提高学生专业能力为目的进行课程体系改革建设。

三、课程改革思路

课程改革建设要使学生在掌握基础知识的前提下，根据学生外语基础的不同，制定不同的教学目标，充分发挥学生的主观能动性，使其能真正参与到教学过程中，享受学习的快乐，在学习知识的同时能够提高学生的自信心和综合素质。在教学过程中，以学生为主、教师为辅，因此必须对课程设置、师资建设、提高学生学习兴趣、教材选用、教学方法、成绩考核方式等诸多方面进行相应的调整。[2]

四、课程改革的内容

1.课程设置

如前所述，专业英语开设时间为第七学期，性质为专业课模块（选修），这就可能出现部分学生选修课学分已满足毕业要求，选修该课程学生的人数不能满足正常开课规模要求而使课程被迫取消的尴尬境地。为此，应对课程进行适当调整，课程性质调整为专业课模块（必修）；将开设时间调整为第六学期后半学期，以避免与其他课程在时间上发生冲突。

2.加强师资建设

专业英语的突出特点是专业性，这也决定了从事专业英语教学工作的一般都是专业教研室的教师。教师除了要提高自身的专业综合素质外，还要下大力气提高自身的英语水平和教育教学水平，这样才能适应新形势下专业英语教育教学改革的需要。因此，应根据实际情况创造条件以加强对专业英语教师的培养。例如：组织、参加专门的教学研讨与会议交流等；为教师提供去国内其他高校深造学习的机会，为骨干教师提供国外学习平台等等。

3.培养学生学习的能动性

首先，要将学生吸引到课堂上，专业英语课程性质调整后，能够引起学生的重视，避免在思想上出现懈怠的现象；课程时间重新安排后，避免了与学生考研及就业面试的冲突，大大降低了缺席率，保证了良好的课堂氛围。其次，通过各种措施提高了学生学习的能动性。例如，大力加强专业英语知识的应用性教育，让学生充分认识到专业英语知识在今后工作、学习中的重要性，从而提高他们的学习兴趣。再次，在教学内容上选择本专业前沿的、实用性强的知识，掌握专业的研究进展情况。最后，在考核方式上要以提高学生的学习兴趣为指向进行设计，使他们体会到学习专业英语的乐趣，变被动学习为主动参与，将专业英语学习变成一种习惯。[3]

4.选择适合的教材

单一的选用某一本专业英语教材会出现内容过多或不足等情况，另外，还存在内容陈旧且知识面较窄、不能满足需求的现状，为此，需要对教材进行分析。根据本专业的特点和课程学时，选取教材中的部分内容在课堂讲授，其余内容作为学生课下自学内容；同时，为了拓宽学生的知识面，突出知识的前沿性和时效性，在教材基础上，还应选取期刊杂志、网络以及其他书籍和本专业相关文章在课堂上分析讲解。

5.丰富教学方法

传统的填鸭式教学只能把基本知识塞给学生，而不能提高学生的创造能力，毫无创新性，因此必须对教学方法进行改革。利用现代化教学手段，采用多媒体教学，使知识的传递由单向变为双向，师生之间产生良好的互动，从而达到较好的教学效果。在授课中，采用以教师引导、学生自主学习的现代教学模式，教师起到“引路人”的作用，而学习的主体是学生。

6.强化考核方式

原有的课程考核方式重点强调了期末成绩的考核而相对削弱了教学过程中的考核，这就造成了学生们上课时不认真听讲、考试前突击复习，影响了教学效果。因此，根据专业英语课程的特殊性，在考核方式上进行优化改革。平时成绩占总成绩的70%，具体考核内容包括：课堂出勤、课堂回答问题、课堂表现。上述三项内容都必须达到考核合格标准后才能获得最后的总成绩，凡有一项不合格，都视为总成绩不合格，不给予学分。期末考试占总成绩的30%，考核采用课程设计模式。首先教师为每位学生布置任务，查阅相关英文科技文章；其次将文章翻译成中文，并撰写中英文摘要；再次将英文和中文文章以手写体形式装订上交，教师进行审阅；最后组织学生进行“答辩”，教师根据学生的综合表现给予成绩。[4]

五、结语

综上所述，“专业英语”课程教学过程中存在大量的问题，课程改革势在必行。课程改革的目的是通过教学改革能够充分发挥学生的主观能动性，让外语基础不同的学生都能真正参与到教学过程中，在学习知识的同时能够提高学生的自信心和综合素质，培养出既懂得本专业知识，又熟练应用专业英语知识的综合应用型人才。改革取得了一定成效，改革方法可推广至机械设计制造及其自动化专业及其他专业课程中，使之具有普遍意义。

参考文献：

[1]曹宇光.工程力学专业英语课程改革与实践[J].中国电力教育，

2013，（5）：139-140.

[2]韩霞，金中波，李连豪，等.充分利用现代化教学手段提高互换性与测量技术的教学水平[J].中国农机化，2010，（1）：112-113.

[3]李志芳，谢红梅，何贵青.专业英语教学方法的探讨[J].高等理科教育，2008，（1）：86-88.

农业机械的设计篇8

当前，随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展，工业化和和信息化已步入深入融合阶段，信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期，经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化，现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本，才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期，如何达到最优农机产品质量，如何有效降低农业机械的成本与价格，如何完善农业机械的售后服务等，这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程，信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平，通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工，通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势，以及农业机械的数字化设计方法与技术，并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点，以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。

一、数字化驱动下农业机械设计研发

农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。

1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。

农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范

2）数字化技术强调产品协同设计。

农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。

3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。

虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。

结论

本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。

参考文献

[1] 夏红霞；面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D]；合肥工业大学；2010年.

[2] 阎楚良，杨方飞.农业机械数字化设计技术研究与展望[J]，农业机械化与新农村建设――中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册），2006.

[3] 阎楚良，杨方飞，张书明.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J]，农业机械学报（TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL MACHINERY），2004， 35（6）.