農業機械工程設計CAD技術應用

梁俊杰

摘要：文章以機械制圖和CAD計算機輔助設計基礎為切入點，分析了農業機械工程設計的特征，以拖拉機液壓懸掛裝置為例，闡述了CAD在農業機械設計中的應用實踐，對CAD技術在農業機械工程設計中的應用提出了相關建議，僅供參考。

關鍵詞：CAD;農業機械;機械工程設計

隨著農業機械化的高速發展，農業機械在促進農業產業發展中起著越來越重要的作用。農業機械面臨著快速投入市場、高質量、高效率、自動化、精密化的巨大挑戰，傳統手工制圖存在制圖速度慢、改型困難、精度差、設計還原度差等許多方面的不足，研究計算機輔助設計CAD技術在農業機械工程設計中的應用，具有重要實踐意義。

1機械制圖和計算機輔助設計CAD

1.1機械制圖

機械制圖是用圖樣表示結構尺寸、工作原理和技術要求的學科，機械制圖的工作產品是圖樣（圖紙），是表達設計意圖和制造要求的重要技術文件。符合工程設計要求的機械制圖至少應包含如下兩個方面的內容：1）遵守國家標準。在我國，國家標準對機械圖樣有嚴格的規定，圖紙幅面、標題欄、比例、字體、圖線、尺寸標注等具有明確標準規范。嚴格執行規范，圖樣才具有普適性和可讀性，才能做到盡可能減少制造環節的理解歧義。2）嚴格執行正投影法和三視圖要求。正投影法是繪制和識讀圖樣的理論基礎，三視圖是機械設計的制圖技術基礎。正投影法投影線垂直與投影面，能夠表達物體的真實形狀和比例。主視圖、俯視圖、左視圖將立體器物用三個方向的投影平面視圖繪制出來，構成實物結構、尺寸的完整表達。

1.2計算機輔助設計

CADCAD讓機械設計從鉛筆、直尺畫圖的繁瑣勞動中解脫出來，讓設計人員真正做到關注設計與構思。CAD繪圖軟件構建并保存大量的標準件庫、零件庫、部件庫、常用件庫等，且擔負計算、信息存儲等工作，極大提高了工程設計制圖的效率。CAD技術在設計中的主要應用如下：1）豐富的圖形及符號庫。機械設計中，標準的圖形符號會經常用到，一方面，CAD繪圖軟件提供大量的標準件庫;另一方面，工程設計中可以不斷積累行業所用的圖形符號，形成自制件庫。這些圖形符號可以隨用隨調，通過圖形符號的組合，“搭積木”式的構造工程設計構思和圖樣。2）高效的制圖效率。制圖是設計中將設計構思轉化為制造圖紙的途徑，是機械設計中最為關鍵的步驟。傳統基于紙媒介的手工繪制，任何一次設計或設計改型，必須一筆一劃從頭做起，耗時、工作效率低下。

2農業機械工程設計的特點

2.1農業機械種類繁多

農業機械設計手冊根據我國農業機械發展現狀，收錄了二十五類農業機械。其中包括以下幾個方面：1）農業動力機械。包含拖拉機、農船掛槳掛機、農田基建機械。2）農田作業機械。包含耕地機械、整地機械、播種機械、水稻種植機械、中耕施肥機械、植保機械、噴灌微灌設備、潛水電泵、谷物棉花等多種類植物收獲機械。3）畜禽機械。包含牧草青飼收儲機械、飼料加工機械、畜禽飼養機械。以播種機械為例，又可細分為谷物條播機、精密播種機、旋耕播種機、鋪膜播種機、免耕播種機、小區播種機等。

2.2涉及機械工程設計所有子系統

農業機械幾乎包含機械工程設計所涉及的全部子系統，如動力系統、傳動系統、執行系統、操縱和控制系統等。以農業機械拖拉機機組為例，拖拉機將動力傳遞到農機具，構成拖拉機—農機作業機組，這個系統包含了液壓懸掛裝置、牽引和拖掛裝置、動力輸出軸以及動力輸出帶輪等復雜子系統，而其中的液壓懸掛裝置就由懸掛裝置、液壓系統、操作和耕深控制機構組成。

3拖拉機液壓懸掛裝置CAD工程設計實踐

3.1原理分析

以農業機械設計手冊為參考，液壓懸掛裝置是掛接和升降機具，并向作業機具傳遞牽引力。液壓懸掛裝置設計要求包括：1）連桿位置和尺寸應符合國家標準，以保證牽引裝置和不同農機具接口的互換性;2）應產生足夠的牽引力，保證農機具具有良好的入土動能，能在較短擺動距離達到所需力量要求，并且保持穩定的牽引力;3）擺動不能超過一定范圍，應設計限位機構;4）機具靜態固定位置應滿足運輸要求。

3.2拖拉機懸掛裝置組成圖——方案設計

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

4結束語

在農業科技高速發展的今天，CAD計算機輔助設計在農業機械工程設計中已經普及，CAD技術給機械設計帶來極大方便，但作為一名高職院機械專業的教師，仍需要不斷跟蹤國家新標準新規范要求，深入農業應用實踐，借助計算機輔助設計CAD軟件，綜合實施功能性能、結構工藝、成本等設計技術手段，推動農業機械設計向先進性、工藝性、實用性、高性價比等方向不斷發展進步。

參考文獻：

[1]黃春永.機械制圖[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2]農業機械設計手冊（上，下）[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007.

[3]劉歡.智能CAD技術在農業機械設計中的應用[J/OL].

[4]孫裕晶，馬成林，楊建麗.智能CAD技術在農業機械設計中的應用[C]//農業機械化與全面建設小康社會：中國農業機械學會成立40周年慶典暨2003年學術年會論文集.2003.