隨著農(nóng)業(yè)機械與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,人們對拖拉機等農(nóng)業(yè)機械的駕駛舒適性要求越來越高,現(xiàn)有的拖拉機剛性懸架已不能滿足人們的舒適性要求。由于拖拉機長年行駛在鄉(xiāng)村小道與坑洼農(nóng)田中,路面行駛工況差,再加上拖拉機減振性能的低劣,使得拖拉機工作過程中駕駛員承受著高強度的低頻振動,身心健康受到嚴重影響。為此改善拖拉機的減振性能,提高拖拉機的乘坐舒適性就尤為重要。相對于拖拉機其他減振措施,對拖拉機駕駛室懸架進行改進是一種較為直接且有效的解決方法。本課題主要是為了降低駕駛室的振動強度,減小振動環(huán)境對駕駛員的身心健康的危害,改善駕駛員的乘坐舒適性。以CF700型拖拉機為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律列出其運動微分方程;針對其結(jié)構(gòu)特點設(shè)計一種以空氣彈簧減振器為彈性阻尼元件的全浮式駕駛室懸架系統(tǒng);在ADAMS軟件中建立拖拉機整機動力學模型并對駕駛室懸置參數(shù)進行優(yōu)化;根據(jù)實車試驗與仿真分析對拖拉機駕駛室振動特性進行分析。主要完成的工作與結(jié)論如下:(1)根據(jù)CF700拖拉機結(jié)構(gòu)與振動特點建立拖拉機四自由度的平面模型,列出其運動微分方程,簡化模型后,推導出駕駛室在垂直方向的等效剛度與固有頻率;建立空氣彈簧的力學模型,得出空氣彈簧的振動頻率;對拖拉機振動特性的影響因素進行分析。(2)設(shè)計了由空氣彈簧減振器、導向機構(gòu)、連接件等組成的三自由度駕駛室懸架;根據(jù)懸架的載荷、行程與安裝空間,選擇了合適的空氣彈簧減振器;對空氣彈簧的輸出力與動態(tài)特性進行試驗分析;對導向機構(gòu)中的橫向拉桿與縱向拉桿的橡膠襯套進行有限元分析,選取了合適材料的橡膠襯套;對導向機構(gòu)在運動中受力最大的螺栓進行強度校核。(3)按照國家標準規(guī)定的參數(shù)值編寫了用于仿真試驗的粗糙路面文件;根據(jù)獲得的輪胎屬性參數(shù),編寫了用于仿真的前后輪胎文件;利用空氣彈簧的試驗數(shù)據(jù)建立駕駛室懸架多體動力學模型,并對駕駛室懸架參數(shù)進行優(yōu)化,得到合適的駕駛室懸架參數(shù);利用Pro/E軟件建立拖拉機的整機模型,定義相關(guān)材料屬性參數(shù)后導入ADAMS中添加相關(guān)約束與載荷建立整機虛擬樣機模型。(4)通過實車試驗分別測得拖拉機駕駛室安裝懸架前與安裝懸架后,座椅平臺沿x、y、z方向的振動加速度時域信號;利用試驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進行比較,對虛擬樣機進行驗證;在ADAMS中對駕駛室質(zhì)心的振動特性進行分析。本課題主要是圍繞著拖拉機駕駛室的動態(tài)特性進行研究,探究駕駛室的振動特性與行駛速度、駕駛室懸架參數(shù)、譜峰值頻率之間的關(guān)系,為拖拉機的減振方法提供研究基礎(chǔ)。
【學位單位】：南京農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S219.03
【部分圖文】：

為使拖拉機的減振性能達到理想狀態(tài)，如今的研究普遍從拖拉機振動的激勵、逡逑系統(tǒng)和響應(yīng)入手，提出拖拉機的減振措施。其中應(yīng)用最廣泛的有座椅懸架、前橋懸逡逑架、全懸架Ｗ及駕駛室懸架，如圖１－１所示。逡逑１逡逑

輪跳動的問題，經(jīng)過相關(guān)測試后發(fā)現(xiàn)加裝前橋懸架明顯改善了拖拉機的操縱穩(wěn)定性逡逑與牽引性能，提高拖拉機的行駛速度。例如賽邁道依茨－法爾拖拉機采用的是一種逡逑孰向擺動板式彈性前軸懸架，如圖１－３，控制與操縱中也可１＾＞１使拖拉機在各種環(huán)境逡逑作業(yè)時都能與路面的接觸處于最佳狀態(tài)Ｗ。南京農(nóng)業(yè)大學馬然、朱思洪等通過研制逡逑拖拉機前息架單出桿磁流變減振器來解決國內(nèi)拖拉機減振性能差的問題，并對設(shè)計逡逑的磁流變減振器進行試驗分析，驗證了設(shè)計思路的可行性和磁流變減振器減振性能逡逑的有效性Ｗ。呂寶占、高輝松等利用ＭＡＴＬＡＢ軟件對某型號拖拉機進行前懸架振逡逑動特性仿真研究，得到了前橋懸架的不同剛度和阻尼對車輛振動特性的影響規(guī)律Ｗ。逡逑控鴉和操級中屯、逡逑Ｓ架支架逡逑圖１－３賽邁道依巧－法爾拖拉機前橋息架逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｆｒｏｎｔ邋ａｘｌｅ邋ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｒａｃｔｏｒ逡逑為了更好地提高拖拉機駕駛舒適性與行駛速度，在裝備前橋懸架的基礎(chǔ)上再加逡逑裝后橋懸架，即全懸架。由于駕駛室與座椅在后橋上方，所Ｗ加裝后橋懸架能夠更逡逑加直接衰減車橋?qū)︸{駛室的沖擊。Ｃｌａａｒ、Ｓｈｅ化等對裝備全懸架的拖拉機在０？逡逑５０ｋｍ／ｈ速度范圍內(nèi)的駕駛室振動特性進行研究，實驗數(shù)據(jù)表明在駕駛室的加速度逡逑均方根值為化３ｍ／ｓ２，后輪動載荷系數(shù)為０．１３，這兩者數(shù)據(jù)均比只安裝前橋懸架的逡逑拖拉機小

逡逑Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ公司的工程師們在Ｍｏｔｉｏｎ（ＤＡＤＳ）軟件中將帶有和不帶駕駛室懸架逡逑的拖拉機進行乘坐舒適性測試時炒日圖１－５），發(fā)現(xiàn)在相同速度下，乘坐在帶有前軸逡逑和駕駛室懸架的無載荷拖拉機中要比在只裝配了前軸懸架拖拉機中要舒服得多；且逡逑通過座椅豎直加速度的功率譜密度曲線相比，司機在不帶駕駛室懸架的拖拉機上是逡逑處于２．３Ｈｚ的頻率范圍內(nèi)振動中，而加裝了駕駛室懸架系統(tǒng)的頻率遠遠低于這個值，逡逑這說明駕駛室懸架系統(tǒng)對拖拉機的減振具有重要意義。逡逑圖１－５邋Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ公司仿真測試逡逑Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｓｉｍｕｌａｔｅｉｏｎ邋Ｔｅｓｔ邋ｆｏｒ邋Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ逡逑４逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2821580