轮式拖拉机后悬挂装置设计及对传动箱体受力影响研究

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拖拉机在现代农业生产中有着广泛的应用并起着主要作用，机械化程度高，使用便捷，劳动效率大大提升，使农业生产效益大幅度提高，为刺激和扶持大马力轮式拖拉机广泛应用，国家已经采取一些政策的支持（如购机补贴）大力推动农机行业以及相应的基础配套行业发展。早期设计的拖拉机仅用于拖拉机的牵引作业和固定作业的原动力，后来逐渐发展了液压悬挂装置，液压悬挂是拖拉机的主要耕作功能部分之一，对拖拉机的作业性能影响很大。其结构设计优劣与否直接关系到拖拉机耕作的效率、作业质量以及操作人员的操作方便性，甚至危及拖拉机整体的强度。
　　借助仿真分析软件分析拖拉机后悬挂装置的运动特性和动力性能，利用有限单元法分析后悬挂装置对传动系箱体的力作用情况，对拖拉机悬挂机构及传动系箱体进行优化改进，对拖拉机整机性能提高有很大作用。减少了拖拉机的研发工作时间，同时减少研究费用，对拖拉机的快速进步具有重大意义。
　　国内拖拉机后悬挂装置研究与国外相比差距较大，尤其智能控制技术在后悬挂装置上的应用比较薄弱，且积累的试验数据较为单薄。同时，在有限元及有限元软件普及之前，对于拖拉机传动系箱体的受力研究很少，尤其综合考虑拖拉机后悬挂装置对传动系箱体的受力影响，从现有文献来看有待进一步研究。
　　本篇文章主要探讨了大马力轮式拖拉机后悬挂装置的设计方法，进行了提升力和提升速比的仿真，分析了后提升装置对传动系箱体的受力影响并提供了改进方案，对后悬挂装置做了相关试验研究。主要研究成果如下：
　　1.开展了针对130～160马力段轮式拖拉机的后悬挂装置的研究。
　　基于轮式拖拉机后悬挂装置相关设计依据、设计标准，研究悬挂装置的参数变量，根据整机布置要求提出悬挂机构设计方案，并仿真分析机构运动及其提升速比和提升力等，参考分析仿真结果优化悬挂装置各杆件尺寸；
　　2.利用有限元专业软件研究后悬挂装置对传动系箱体的受力影响。
　　拖拉机后悬挂装置直接或间接地安装在传动箱体上，悬挂装置空间运动较复杂，对传动系箱体的受力影响较大，往往会拉裂箱体。利用有限元分析软件对箱体进行受力分析，建立传动箱体数学模型，模仿悬挂装置提升受力对传动箱体进行加载，计算传动箱体及各连接支座的最大应力集中点情况，进而验证传动箱体和悬挂装置的强度，并通过后期整机可靠性试验验证。
　　3.对液压悬挂提升能力进行了试验研究。
　　对所设计的大马力轮式拖拉机后悬挂装置在拖拉机整机上进行提升能力试验和研究，测试所设计的后悬挂装置在试验设定工况下的提升性能和提升能力，了解悬挂机构参数及系统的运动情况，分析样机的后悬挂机构提升性能指标，与仿真结果对比，验证仿真分析的有效性。
　　上述研究成果现已应用于国内某型大马力轮式拖拉机产品批量生产中，本成果有效地避免了轮式拖拉机试制、试验中易出现的传动系箱体受力较大引起局部开裂的问题以及设计研发效率较为低下问题；为拖拉机行业同类问题的解决给出了有价值的建议。

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作者
赵高元;
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作者单位

河南科技大学;

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授予单位河南科技大学;
学科车辆工程
授予学位硕士
导师姓名李忠利,郭庆新;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类轮式拖拉机;
关键词
轮式拖拉机; 后悬挂装置; 仿真分析; 传动箱体; 可靠性试验;

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