【摘要】：我國(guó)是柑橘等水果種植大國(guó),柑橘作為栽培面積、產(chǎn)量均居全球之冠的水果,多種植在呈陡坡梯田狀的山地上,因而柑橘果品及物資運(yùn)輸十分困難。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(柑橘)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系支持下自主研發(fā)并推廣應(yīng)用了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)。該運(yùn)輸機(jī)機(jī)型小巧,運(yùn)載能力強(qiáng),可在復(fù)雜的地形鋪設(shè),能夠較好滿足使用要求。為提高該運(yùn)輸機(jī)的性能,本課題對(duì)其軌道齒條齒形進(jìn)行了研究,為該運(yùn)輸機(jī)的軌道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。本研究以單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)及軌道齒條為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了不同齒形的軌道齒條,綜合運(yùn)用三維建模軟件Pro/E及動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS/View建立了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機(jī)模型,對(duì)不同齒形條件下的單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了力學(xué)性能仿真與分析,并搭建試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪與不同齒形齒條嚙合時(shí)的運(yùn)輸機(jī)振動(dòng)平順性進(jìn)行了研究分析,并在試驗(yàn)臺(tái)架上開(kāi)展運(yùn)輸機(jī)振動(dòng)平順性試驗(yàn),得到相關(guān)結(jié)論。本文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論簡(jiǎn)述如下:(1)基于動(dòng)力學(xué)理論建立了運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與軌道齒條嚙合的動(dòng)力學(xué)模型,并設(shè)計(jì)、加工制造了鏈輪齒形齒條、銷輪齒形齒條、擺線齒形齒條等。(2)基于動(dòng)力學(xué)理論及Hertz理論的Impact函數(shù)模型,建立了運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機(jī)模型。選取齒條齒形、軌道坡度、驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為考察因素,設(shè)計(jì)虛擬正交試驗(yàn),得出影響運(yùn)輸機(jī)作業(yè)力學(xué)性能的主次順序?yàn)辇X條齒形軌道坡度驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速,且在相同條件下鏈輪齒形齒條性能最優(yōu)。(3)對(duì)運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn),以運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)角速度、軌道坡度、齒條齒形為考察因素,以驅(qū)動(dòng)輪與不同齒形齒條嚙合時(shí)所需提供的驅(qū)動(dòng)扭矩為評(píng)價(jià)指標(biāo),探究齒條齒形對(duì)單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)力學(xué)性能的影響,得到在相同條件下驅(qū)動(dòng)輪與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩最小,且波動(dòng)幅度最小。在驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)角速度為+88.08 rad/s、軌道坡度分別為+0°、+6°、+12°、-0°、-6°、-12°時(shí),驅(qū)動(dòng)輪與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩均值較驅(qū)動(dòng)輪與圓弧齒形齒條嚙合時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩均值分別減小33.82%,33.45%,21.59%,35.55%,27.24%,30.43%。(4)搭建了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)振動(dòng)平順性試驗(yàn)臺(tái)架,并開(kāi)展相關(guān)的振動(dòng)平順性試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明運(yùn)輸機(jī)在水平軌道上行駛、上坡、下坡時(shí),驅(qū)動(dòng)輪與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)在三個(gè)方向上同時(shí)具有較好的振動(dòng)平順性,而驅(qū)動(dòng)輪與銷齒齒形齒條嚙合時(shí)運(yùn)輸機(jī)前后跳動(dòng)、上下跳動(dòng)較大,驅(qū)動(dòng)輪與圓弧齒形齒條嚙合時(shí)運(yùn)輸機(jī)左右跳動(dòng)較大。(5)鏈輪齒形齒條綜合性能最優(yōu),運(yùn)輸機(jī)與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)具有良好的力學(xué)性能及振動(dòng)平順性,較其他齒形齒條更適宜用于單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)的軌道運(yùn)輸中。本研究為單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)軌道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S229.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2681004