高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、水稻是我國(guó)四大主糧之一，是種植面積最大、單產(chǎn)量最高和總產(chǎn)量最多的糧食作物。但我國(guó)水稻機(jī)械化整體水平較低，尤其是水稻種植運(yùn)秧配套作業(yè)及田間施肥、植保噴藥作業(yè)環(huán)節(jié)沒(méi)有合適的通用作業(yè)機(jī)具，全部依靠人工來(lái)完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)時(shí)間緊、作業(yè)效率低，無(wú)法滿足水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化的發(fā)展?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外對(duì)于適合水稻種植運(yùn)秧配套作業(yè)和田間施肥、植保管理作業(yè)的多功能機(jī)具及相關(guān)理論技術(shù)研究較少。在這樣的環(huán)境下迫切需要一種靈活高效、安全可靠、適應(yīng)性強(qiáng)和滿足一

2、機(jī)多用的高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤。
　　本文通過(guò)查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，并根據(jù)目前我國(guó)水田現(xiàn)實(shí)情況，深入調(diào)查農(nóng)戶的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)并研制了高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤。根據(jù)研究需要，對(duì)高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳盡的介紹，并結(jié)合理論分析、計(jì)算機(jī)仿真及試驗(yàn)研究等方法進(jìn)行了深入的探討，在技術(shù)可行性和結(jié)構(gòu)配置合理性的前提下，完成高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)國(guó)內(nèi)水稻種植

3、模式和農(nóng)藝要求，考慮機(jī)器田間作業(yè)效率、田間行走及對(duì)地表的壓實(shí)等因素，確定水田動(dòng)力底盤的總體結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)動(dòng)力底盤采用四輪驅(qū)動(dòng)、折腰轉(zhuǎn)向方式，配套動(dòng)力16.8 kw;設(shè)計(jì)高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤的基本參數(shù):最低離地間隙為560 mm、軸距為2100 mm，輪距為1600 mm，保證動(dòng)力底盤在水田內(nèi)較好的通過(guò)性;配套不同工作裝置可完成水田秧苗運(yùn)輸、田間施肥和植保噴藥等作業(yè)。
　　(2)在確定高地隙折腰式水田動(dòng)力底盤的基本參數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)

4、主要零部件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)系傳動(dòng)比分配、機(jī)械傳動(dòng)方案的確定及變速箱設(shè)計(jì)選型等;行走系車架的設(shè)計(jì)和水田輪胎的設(shè)計(jì)選型等;轉(zhuǎn)向系折腰轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。
　　(3)應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS workbench對(duì)車架模型進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)特性分析，建立車架的有限元模型，分析車架分別在滿載狀態(tài)下的彎曲、扭轉(zhuǎn)、緊急轉(zhuǎn)彎和緊急制動(dòng)四種工況的靜態(tài)特性，探究動(dòng)力底盤的車架結(jié)構(gòu)在各種工況下的薄弱環(huán)節(jié)和應(yīng)力集中區(qū)域;對(duì)車架在自由狀態(tài)

5、下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算出車架結(jié)構(gòu)前六階的固有頻率和振型，保證動(dòng)力底盤的低階振型能夠避開(kāi)常見(jiàn)的外部激勵(lì)頻率范圍，避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。
　　(4)建立動(dòng)力底盤行駛過(guò)程和越埂過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，分析動(dòng)力底盤橫向和縱向穩(wěn)定性，研究底盤車架結(jié)構(gòu)對(duì)整體穩(wěn)定性的影響，同時(shí)對(duì)底盤通過(guò)性幾何參數(shù)和越埂性能進(jìn)行理論分析，得到前后輪理論越埂高度分別為306 mm和348 mm，并對(duì)底盤發(fā)生頂起失效和觸頭失效的條件進(jìn)行分析計(jì)算。
　　(5)對(duì)水