【摘要】：有關(guān)微型山地拖拉機(jī)的研究對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、促進(jìn)山區(qū)農(nóng)業(yè)和社會(huì)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。變速箱作為微型山地拖拉機(jī)中傳遞動(dòng)力、控制轉(zhuǎn)向的重要部件,要求其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小,檔位速度滿足開溝、旋耕等田間作業(yè)。本文針對(duì)微型山地拖拉機(jī)變速箱存在的結(jié)構(gòu)尺寸富余大、低速區(qū)檔位不足的缺點(diǎn),提出了變速箱改進(jìn)方案,同時(shí)將虛擬樣機(jī)技術(shù)、有限元分析法和機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合,對(duì)改進(jìn)后的變速箱進(jìn)行三維實(shí)體建模,并對(duì)其主要部件進(jìn)行有限元分析及參數(shù)優(yōu)化。運(yùn)用這種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法對(duì)變速箱進(jìn)行優(yōu)化,不僅改善了變速箱的結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了微型山地拖拉機(jī)的實(shí)用性,而且縮短了變速箱的研發(fā)周期,提高了其設(shè)計(jì)效率。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)確定微型山地拖拉機(jī)變速箱改進(jìn)后的傳動(dòng)方案及其結(jié)構(gòu)組成,利用三維造型軟件Pro/E對(duì)微型山地拖拉機(jī)變速箱的主要零部件進(jìn)行參數(shù)化建模,并對(duì)其進(jìn)行虛擬裝配,完成變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的干涉分析及運(yùn)動(dòng)仿真。(2)以微型山地拖拉機(jī)處于一檔(低)檔位下的工況為例對(duì)變速箱中的齒輪和軸進(jìn)行傳統(tǒng)力學(xué)分析,校核軸的強(qiáng)度、齒輪的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度,從而驗(yàn)證齒輪和軸的強(qiáng)度滿足工作要求。(3)將Pro/E創(chuàng)建的三維模型通過無(wú)縫接口導(dǎo)入到ANSYS Workbench中,通過定義材料屬性、網(wǎng)格劃分、施加載荷和約束等步驟對(duì)變速箱主要部件進(jìn)行線性靜力分析和接觸分析,得到被分析結(jié)構(gòu)上應(yīng)力、應(yīng)變?cè)茍D,并將有限元分析的結(jié)果與傳統(tǒng)方法計(jì)算得到的結(jié)果比較分析,進(jìn)而驗(yàn)證有限元分析結(jié)果的可靠性。(4)對(duì)微型山地拖拉機(jī)變速箱的輸出軸進(jìn)行約束模態(tài)分析,為動(dòng)力學(xué)分析提供了基礎(chǔ)。通過分析求解得到輸出軸的前十階固有頻率及其相對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型,將輸出軸在工作中的最高振動(dòng)頻率與各階固有頻率相比較,驗(yàn)證輸出軸在工作中不會(huì)發(fā)生共振。(5)以變速箱的重量最輕、體積最小為目標(biāo)函數(shù),以齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)和強(qiáng)度要求為約束條件,利用Matlab自帶的優(yōu)化工具箱對(duì)變速箱一檔換擋齒輪副的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到一檔換擋齒輪副的最優(yōu)參數(shù),從而降低變速箱的重量和制造成本。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S219.03

【參考文獻(xiàn)】

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1 吳占文;葉智彪;楊西川;任鋒鑰;伍永超;;工程車輛行走機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)[J];筑路機(jī)械與施工機(jī)械化;2007年03期

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本文編號(hào)：2708783