大坡度山地果園運輸機自適應(yīng)重力阻尼裝置的研制.pdf

1、本文針對我國臺地、大坡度山地地區(qū)果物運輸特別困難、勞動強度大、效率低、而無可用運輸機械的問題，設(shè)計了一種大坡度山地果園運輸機，介紹了該運輸機的總體結(jié)構(gòu)、工作原理和關(guān)鍵部件設(shè)計。重點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)計過程，建立了該裝置的動力學(xué)模型，并進行了分析;利用Pro/Engineer軟件建立了自適應(yīng)重力阻尼裝置的三維實體模型，并利用ANSYS軟件進行了制動裝置的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析;設(shè)計并搭建了試驗臺，進行了制動力

2、矩和制動鼓溫升試驗;設(shè)計散熱器，并在該散熱條件下進行了制動鼓溫升試驗。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1)結(jié)合臺地、大坡度山地地區(qū)的地形特點，設(shè)計了大坡度山地果園運輸機，介紹了該運輸機的總體結(jié)構(gòu)和工作原理。該運輸機不需要電力或者燃油作動力，依靠果物和運送箱自身重力完成運輸作業(yè);運送箱能夠?qū)崿F(xiàn)加速-勻速-減速-停車的運動過程，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、鼓式制動器進行改裝，設(shè)計了自適應(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，所提供的制動力與重力相適應(yīng)，能夠確保運送箱沿著鋼絲繩軌道勻速下滑;無需人員操作;純機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，安全可靠。
　　3)通過分析自適應(yīng)重力阻尼裝置的運動和受力，建立了該裝置的動力學(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;增大制動鼓、制動蹄的半徑或選用材料密度更大的制動蹄，可以獲得更

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

5、方式獲得;運載量與制動鼓內(nèi)周半徑R2制動蹄半徑R1、制動蹄質(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)鍵部件制動鼓進行了熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，工作時，制動鼓的最大主應(yīng)力為106MPa，最大徑向變形為0.11185mm，滿足制動鼓的強度和剛度要求。
　　6)利用Pro/Engineer軟件建立了自適應(yīng)重力阻尼裝置的三維實體模型，模擬了該裝置在不同轉(zhuǎn)速下制動蹄的運動情況，隨著轉(zhuǎn)

6、速增大，制動蹄的徑向移動越大，與實際情況相符。
　　7)設(shè)計并搭建了自適應(yīng)重力阻尼裝置試驗臺，并利用該試驗臺得到了自適應(yīng)重力阻尼裝置在不同轉(zhuǎn)速下所能提供的制動力矩與制動鼓溫升狀況，其中所能提供的制動力矩與制動軸的轉(zhuǎn)速成二次函數(shù)關(guān)系，并且隨著轉(zhuǎn)速增加，制動扭矩不斷增大，這與動力學(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，制動鼓能保持溫度平衡的最大轉(zhuǎn)速為640r/min，此時制動鼓所能提供的制動力矩為32N.m，不能滿足運輸機的