大坡度山地果園運(yùn)輸機(jī)自適應(yīng)重力阻尼裝置的研制.pdf

1、本文針對我國臺(tái)地、大坡度山地地區(qū)果物運(yùn)輸特別困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、而無可用運(yùn)輸機(jī)械的問題，設(shè)計(jì)了一種大坡度山地果園運(yùn)輸機(jī)，介紹了該運(yùn)輸機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理和關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。重點(diǎn)研究了速度控制部件自適應(yīng)重力阻尼裝置，介紹了該裝置的設(shè)計(jì)過程，建立了該裝置的動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行了分析;利用Pro/Engineer軟件建立了自適應(yīng)重力阻尼裝置的三維實(shí)體模型，并利用ANSYS軟件進(jìn)行了制動(dòng)裝置的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析;設(shè)計(jì)并搭建了試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行了制動(dòng)力

2、矩和制動(dòng)鼓溫升試驗(yàn);設(shè)計(jì)散熱器，并在該散熱條件下進(jìn)行了制動(dòng)鼓溫升試驗(yàn)。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1)結(jié)合臺(tái)地、大坡度山地地區(qū)的地形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了大坡度山地果園運(yùn)輸機(jī)，介紹了該運(yùn)輸機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理。該運(yùn)輸機(jī)不需要電力或者燃油作動(dòng)力，依靠果物和運(yùn)送箱自身重力完成運(yùn)輸作業(yè);運(yùn)送箱能夠?qū)崿F(xiàn)加速-勻速-減速-停車的運(yùn)動(dòng)過程，安全可靠;采用遙控控制，操作簡單易學(xué);成本低，易于推廣。
　　2)采用離心反饋原理，將卡車蹄

3、鼓式制動(dòng)器進(jìn)行改裝，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)重力阻尼裝置，結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，成本低;采用離心反饋原理，所提供的制動(dòng)力與重力相適應(yīng)，能夠確保運(yùn)送箱沿著鋼絲繩軌道勻速下滑;無需人員操作;純機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安全可靠。
　　3)通過分析自適應(yīng)重力阻尼裝置的運(yùn)動(dòng)和受力，建立了該裝置的動(dòng)力學(xué)模型，經(jīng)分析知:在結(jié)構(gòu)、參數(shù)一定的情況下，該裝置所能提供的制動(dòng)力矩主要與轉(zhuǎn)速有關(guān)，并且成二次函數(shù)關(guān)系;增大制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄的半徑或選用材料密度更大的制動(dòng)蹄，可以獲得更

4、大的制動(dòng)力矩。
　　4)建立了運(yùn)輸機(jī)的力學(xué)傳動(dòng)模型，通過重力傳動(dòng)分析和勻速制動(dòng)分析知:在運(yùn)送箱下降速度一定的情況下，通過改變增速箱的傳動(dòng)比可以獲得不同的運(yùn)載量，并且運(yùn)載量與傳動(dòng)比的三次方成正比;在運(yùn)輸機(jī)各部件參數(shù)一定的情況下，運(yùn)輸機(jī)的貨物重量越大，平衡速度也越大，由于兩者成二次函數(shù)關(guān)系，所以運(yùn)載量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，對平衡下降速度影響較小，并且傳動(dòng)比越大，影響越小;為保證運(yùn)輸安全，得到理想的下降速度，可以通過改變運(yùn)載量或者傳動(dòng)比的

5、方式獲得;運(yùn)載量與制動(dòng)鼓內(nèi)周半徑R2制動(dòng)蹄半徑R1、制動(dòng)蹄質(zhì)量m成正比，與輪對半徑r的三次方成反比。
　　5)利用ANSYSWorkbench14.0軟件對關(guān)鍵部件制動(dòng)鼓進(jìn)行了熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，工作時(shí)，制動(dòng)鼓的最大主應(yīng)力為106MPa，最大徑向變形為0.11185mm，滿足制動(dòng)鼓的強(qiáng)度和剛度要求。
　　6)利用Pro/Engineer軟件建立了自適應(yīng)重力阻尼裝置的三維實(shí)體模型，模擬了該裝置在不同轉(zhuǎn)速下制動(dòng)蹄的運(yùn)動(dòng)情況，隨著轉(zhuǎn)

6、速增大，制動(dòng)蹄的徑向移動(dòng)越大，與實(shí)際情況相符。
　　7)設(shè)計(jì)并搭建了自適應(yīng)重力阻尼裝置試驗(yàn)臺(tái)，并利用該試驗(yàn)臺(tái)得到了自適應(yīng)重力阻尼裝置在不同轉(zhuǎn)速下所能提供的制動(dòng)力矩與制動(dòng)鼓溫升狀況，其中所能提供的制動(dòng)力矩與制動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速成二次函數(shù)關(guān)系，并且隨著轉(zhuǎn)速增加，制動(dòng)扭矩不斷增大，這與動(dòng)力學(xué)模型分析的結(jié)果相一致;在單純降溫風(fēng)扇冷卻條件下，制動(dòng)鼓能保持溫度平衡的最大轉(zhuǎn)速為640r/min，此時(shí)制動(dòng)鼓所能提供的制動(dòng)力矩為32N.m，不能滿足運(yùn)輸機(jī)的