【摘要】：船式拖拉機是我國獨有的動力裝備,其采用“浮式”工作原理,在田間作業(yè)時行駛阻力小,特別適應(yīng)我國南方復(fù)雜多變的自然環(huán)境,深受南方水稻產(chǎn)區(qū)的歡迎�，F(xiàn)階段船式拖拉機的行走系統(tǒng)主要采用單橋及兩輪的形式,存在傳動系統(tǒng)的配套功率小,機械效率低等問題;田間轉(zhuǎn)移、過溝過埂、上坡下坡等越障性能不甚理想;采用單邊制動的方式,實現(xiàn)差速原地轉(zhuǎn)向,容易在田間形成土堆和泥坑;部分產(chǎn)品檔位單一,機動性差,無法選擇合適的檔位更無倒車條件。在了解、分析國外輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛和國內(nèi)船式拖拉機的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本文針對傳統(tǒng)兩輪驅(qū)動船式拖拉機存在的傳動效率低、機動性差等問題,以四輪驅(qū)動船式拖拉機的傳動系統(tǒng)為研究對象,通過四輪驅(qū)動船式拖拉機轉(zhuǎn)向理論分析及轉(zhuǎn)向模型建立,開展四輪驅(qū)動船式拖拉機傳動系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和試驗研究,具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)四輪驅(qū)動船式拖拉機轉(zhuǎn)向理論及轉(zhuǎn)向模型的建立。對四輪驅(qū)動船式拖拉機轉(zhuǎn)向進行了理論分析與數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建,通過對四輪驅(qū)動船式拖拉機的大半徑轉(zhuǎn)向和小半徑轉(zhuǎn)向的運動學(xué)和動力學(xué)的理論分析,建立了四輪驅(qū)動船式拖拉機轉(zhuǎn)向時的數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)學(xué)模型可得車輛在進行小半徑轉(zhuǎn)向時承擔(dān)的轉(zhuǎn)向阻力矩更大,轉(zhuǎn)向更困難。(2)四輪驅(qū)動船式拖拉機的傳動系統(tǒng)設(shè)計。以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向功能為目標(biāo),采用對稱布置的同步帶和驅(qū)動輪組合結(jié)構(gòu)的傳動系統(tǒng),實現(xiàn)前橋和后橋車輪四驅(qū)聯(lián)動;采用方向機控制下的前橋動力單邊分離與后橋差速器殼液力制動相結(jié)合,實現(xiàn)整機原地轉(zhuǎn)向。(3)船式拖拉機傳動系統(tǒng)仿真分析。運用SolidWorks軟件建立船式拖拉機傳動系統(tǒng)的前橋、后橋以及車體的簡化三維模型,將創(chuàng)建好的模型導(dǎo)入到ADAMS中,添加輪胎、路面文件和部件之間的約束,定義邊界條件后對其進行動力學(xué)仿真。仿真試驗結(jié)果表明,直線行駛時傳動系統(tǒng)的同步性好,傳動效率高,車輛在Y方向上偏移量很小,符合車輛直線行走原理;原地轉(zhuǎn)向時,檔位越高,車體的轉(zhuǎn)向角速度就越大,車體轉(zhuǎn)向效率越高;原地轉(zhuǎn)向相對于切邊轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性較差,在高速急轉(zhuǎn)向或跑偏需要對方向進行糾偏時,使用切邊轉(zhuǎn)向模式來代替原地轉(zhuǎn)向模式。(4)船式拖拉機轉(zhuǎn)向性能研究。確定了四輪驅(qū)動船式拖拉機的轉(zhuǎn)向性能和評價指標(biāo),并在水泥路面工作環(huán)境下進行船式拖拉機不同檔位下直線性能測試、最小轉(zhuǎn)向半徑測試和轉(zhuǎn)向角速度測試,并將在水泥路面工作環(huán)境下得到的數(shù)據(jù)與ADAMS仿真模型下得到的數(shù)據(jù)相比較,結(jié)果表明:在ADAMS環(huán)境下得到的轉(zhuǎn)向角速度為水泥路面試驗數(shù)值的100%-118%,最小轉(zhuǎn)向半徑的仿真結(jié)果為試驗試驗數(shù)值的86%-96%,表明該動力學(xué)仿真模型是可行的。試驗中最小轉(zhuǎn)向半徑的平均值為0.022m,可以滿足在小地塊轉(zhuǎn)向的要求,轉(zhuǎn)向占用面積小;檔位為1檔和倒檔時車體轉(zhuǎn)向角速度分別為0.24rad/s和0.26rad/s,檔位為2檔時車體轉(zhuǎn)向角速度為0.45rad/s,檔位為3檔時車體旋轉(zhuǎn)角速度為0.65rad/s,不同檔位提供不同的轉(zhuǎn)向角速度,能夠適應(yīng)作業(yè)的不同行走要求,滿足田間作業(yè)的復(fù)雜性要求;但提出原地轉(zhuǎn)向在慢速條件下使用較為適宜,因高速急轉(zhuǎn)向或需要對方向進行糾偏時應(yīng)避免使用原地轉(zhuǎn)向。(5)船式拖拉機方向盤轉(zhuǎn)角試驗。結(jié)果表明:在轉(zhuǎn)向過程中,四輪驅(qū)動船式拖拉機內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪的輸入軸轉(zhuǎn)速呈不斷減小的變化趨勢,外側(cè)驅(qū)動輪輸入軸的轉(zhuǎn)速基本保持不變,并在方向盤持續(xù)轉(zhuǎn)動過程中,內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪輸出軸的轉(zhuǎn)速會出現(xiàn)負值,直到內(nèi)外兩側(cè)驅(qū)動輪輸入軸轉(zhuǎn)速大小相等、方向相反,實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向;在檔位1檔、2檔、3檔和倒檔的試驗過程中,四輪驅(qū)動船式拖拉機兩側(cè)驅(qū)動輪輸入軸的轉(zhuǎn)速變化趨勢相同,轉(zhuǎn)向半徑值最終都能趨于0,說明無論車輛在什么檔位下開始轉(zhuǎn)向,最終都能實現(xiàn)樣機的原地轉(zhuǎn)向過程。(6)船式拖拉機田間適應(yīng)性研究。試驗結(jié)果表明:工作環(huán)境對原地轉(zhuǎn)向半徑的影響較大,水田地面工作環(huán)境下原地轉(zhuǎn)向半徑約為堅實地面工作環(huán)境下原地轉(zhuǎn)向半徑的9.8倍,不同工作環(huán)境下樣機的轉(zhuǎn)向角速度變化不大,水田地面下樣機的轉(zhuǎn)向角速度偏小,說明水田轉(zhuǎn)向要比其他工作環(huán)境更困難,水泥地面最小轉(zhuǎn)向半徑為水田地面最小轉(zhuǎn)向半徑試驗數(shù)值的8%-10%,水泥地面轉(zhuǎn)向角速度為水田地面轉(zhuǎn)向角速度試驗數(shù)值的77%-95%,表明水田工作環(huán)境下原地轉(zhuǎn)向相比于水泥地面工作環(huán)境要更困難,但相對于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向方式來說,轉(zhuǎn)向半徑要更小,轉(zhuǎn)向角速度更大。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S219
【圖文】：

圖 1.1 行星探測機器人Fig.1.1 Planetary probe robotMelroe 公司的“山貓”滑移裝載機和“山貓”越野工程車因其性能卓越，被廣泛應(yīng)各種領(lǐng)域，滑移裝載機能夠成為城市建設(shè)不可或缺的一部分，“山貓”越野工程

（a） （b）圖 1.2 山貓越野工程車Fig.1.2 Bobcat cross country engineering vehicle法國的 AMX10RC 六輪裝甲車、美國 MULE/ARV 無人地面車輛，形態(tài)都為六滑移轉(zhuǎn)向車輛，為提高車輛的機動性，六個輪子都配備一個獨立的電機驅(qū)動，大

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本文編號：2733109