气力排种轮CAD/CAE/CAM 技术研究

　　2.1 排种轮的计算机辅助设计(CAD)

　　采用Pro/E软件进行排种轮的CAD设计。该软件是美国PTC公司1989年开发的三维CAD/CAF/CAM软件，尤其以其强大的CAD功能著称。它以单一数据、参数化、基于特征、全相关性和工程数据再利用等改变了传统的工程设计理念，是非常普及的一个系统。

　　笔者设计制造的气力播种试验装置基本结构，如图2所示。

　　排种轮主要参数为:椭圆锥型孔锥角50°，孔深lOmm;椭圆展开图大端长轴19.3mm,短轴13.3mm;推种槽宽1.5mm,深2mm;每周共有10个型孔均匀分布在外径为106mm的排种轮上。采用Pro/E软件建立排种轮的3D模型，如图3所示范。

　　2.2排种轮的计算机辅助工程(CAE)

　　CAE的核心技术是有限元理论和数字计算方法，用计算机辅助求解复杂工程和产品的力学性能及结构性能的优化设计等问题。采用ANSYS软件对排种轮进行CAF分析，该软件由美国ANSYS公司于1970年研究开发，是一个融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件。ANSYS分析工程问题的基本流程包括前置处理、解题程序和后置处理等。

　　为了对排种轮进行CAE分析，先将Pro/E建立的3D几何模型导入CAE软件ANSYS,单元类型采用SOLIDE45 3D结构实体单元，如图4所示(为六面体8节点单元，可退化为三棱柱6节点或四面体4节点单元)。适当控制网络等级，采用自由网格划分方法，最后建立的排种轮有限元模型如图5所示。其共具有22091个节点和93758个元素。结合材料特性、几何条件、外力和边界条件等可以对排种轮进行相关的CAE分析、计算和优化设计，以提高产品性能，缩短设计周期。