電動拖拉機(jī)電動懸掛系統(tǒng)的設(shè)計與分析.pdf

1、如今石油的短缺以及農(nóng)業(yè)機(jī)械每年消耗燃油量巨大，帶來了能源與環(huán)保的巨大壓力，以及我國溫室大棚面積的快速增長，設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)亟待發(fā)展。傳統(tǒng)的燃油拖拉機(jī)體型較大且燃油消耗多，會帶來設(shè)施大棚內(nèi)尾氣排放污染，且無法在狹小空間的農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)完成所需的耕作任務(wù)。因此，研發(fā)適合在設(shè)施內(nèi)使用的機(jī)械裝備具有很高的實用價值。本課題針對江蘇省科技計劃項目“新型設(shè)施栽培小型電動拖拉機(jī)的研制”中的關(guān)鍵部件——電動懸掛系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與分析，以滿足設(shè)施栽培農(nóng)業(yè)耕作的

2、需求。
　　本論文首先根據(jù)項目的技術(shù)要求，提出電動懸掛系統(tǒng)的設(shè)計方案，與傳統(tǒng)液壓懸掛系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能的比較后，得出前者更適合用于所研制的小型電動拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)，并提出了其參數(shù)選擇的要求。接著建立了電動懸掛系統(tǒng)的運動學(xué)與力學(xué)數(shù)學(xué)模型，初步選取參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)理論分析。以此為基礎(chǔ)，在Adams/view中建立懸掛機(jī)構(gòu)的仿真模型，以盡量降低蝸輪蝸桿間沖擊載荷為目標(biāo)，找出對機(jī)構(gòu)受力影響最大的關(guān)鍵參數(shù)并對其進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)優(yōu)化得到了關(guān)鍵點的最佳

3、位置;同時，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果分析，初步選取的設(shè)計參數(shù)得到了相應(yīng)的改進(jìn)。
　　根據(jù)蝸輪蝸桿間沖擊載荷的優(yōu)化結(jié)果，利用Matlab優(yōu)化工具箱中SQP優(yōu)化算法，以蝸輪齒圈體積最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立相應(yīng)的約束條件，求得了蝸輪蝸桿的最佳基本參數(shù)，有效的降低了其中心距。而后利用KISSsoft軟件對蝸輪蝸桿進(jìn)行全面的設(shè)計與分析，驗證了其基本參數(shù)選擇的正確性，并通過分析潤滑油粘度、蝸輪材料及蝸輪齒寬對相關(guān)安全系數(shù)和傳動效率的影響，實現(xiàn)了三者的最佳選擇

4、，保障了傳動質(zhì)量;同時也完成了對蝸輪軸和蝸桿軸的設(shè)計與校核。然后利用KISSProe接口直接將KISSsoft運算生成的蝸輪蝸桿三維模型導(dǎo)入Pro/E中，快速精確地實現(xiàn)了其參數(shù)化三維建模，再運用Pro/E完成了對軸、箱體及懸掛機(jī)構(gòu)等部件的三維建模及整機(jī)的虛擬裝配。
　　最后，完成樣機(jī)制作裝配，分別進(jìn)行了室內(nèi)和田間耕作試驗，并采集處理了試驗數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果表明電動懸掛系統(tǒng)能夠基本滿足小型電動拖拉機(jī)的耕作要求，并與仿真分析結(jié)果基本一致，