近些年來,在中央和地方政府的積極推動(dòng)與支持下,我國果園農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)得到迅速地發(fā)展,牽引式果園運(yùn)輸機(jī)作為果園省力化機(jī)械的代表,正在不斷地被推廣到丘陵山地果園作業(yè)管理中。果樹種植區(qū)域多位于山地、丘陵等大坡度、環(huán)境復(fù)雜地帶,位于該地區(qū)的牽引式果園運(yùn)輸機(jī),其制動(dòng)安全方面,依然存在不少問題,如由于載物車超載、鋼絲繩生銹等造成的牽引鋼絲繩斷裂進(jìn)而引發(fā)的安全事故。因此,本文采用虛擬仿真技術(shù)和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對(duì)牽引果園運(yùn)輸機(jī)載物車斷繩制動(dòng)裝置進(jìn)行相關(guān)研究,并對(duì)該制動(dòng)裝置的制動(dòng)性能、制動(dòng)鎖鉗的安全性能進(jìn)行仿真分析和試驗(yàn)研究,本論文研究的主要工作有:(1)借鑒相關(guān)資料和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),給出了運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)斷繩制動(dòng)裝置進(jìn)行方案設(shè)計(jì),并提供了三種供選擇的方案。依據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,分析對(duì)比三種斷繩制動(dòng)方案,確定最優(yōu)的方案;對(duì)載物車自鎖式行走機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)進(jìn)行理論分析和計(jì)算,確定了重力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸,并對(duì)制動(dòng)鎖鉗楔入角θ和自鎖角δ的計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo);(2)考慮到載物車斷繩制動(dòng)過程受力復(fù)雜多變,把斷繩制動(dòng)過程分為四個(gè)階段進(jìn)行分析研究,分別對(duì)載物車整車進(jìn)行受力分析、制動(dòng)鎖鉗與軌道接觸分析,以及載物車車輪與軌道的接觸分析,建立載物車斷繩制動(dòng)過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和斷繩制動(dòng)作用階段制動(dòng)鎖鉗與軌道的沖擊動(dòng)力學(xué)模型,為后續(xù)的仿真分析做好準(zhǔn)備;(3)采用SolidWorks三維軟件和ADAMS仿真軟件,建立載物車斷繩制動(dòng)裝置的虛擬樣機(jī)仿真模型,通過對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真分析,得到載物車空載斷繩制動(dòng)作用階段平均減速度為3.43m/s~2、制動(dòng)時(shí)間為0.4s,滿載下進(jìn)行斷繩制動(dòng)制動(dòng)總距離為1.05m、制動(dòng)時(shí)間為0.1s,均滿足設(shè)計(jì)要求;同樣采用SolidWorks和ANSYS Workbench軟件,建立制動(dòng)鎖鉗與軌道沖擊有限元分析模型,通過仿真和結(jié)果分析,得到載物車350kg超負(fù)荷狀態(tài)下,制動(dòng)鎖鉗表面最大應(yīng)力值231.64Mpa小于屈服應(yīng)力355Mpa,也滿足載物車斷繩制動(dòng)的要求;(4)利用實(shí)尺度試驗(yàn)研究的方法,在試驗(yàn)用樣機(jī)上進(jìn)行制動(dòng)鎖鉗沖擊測試試驗(yàn)。依據(jù)仿真結(jié)果在制動(dòng)鎖鉗表面選取測試點(diǎn)1、2,通過改變載物車載重,來獲取沖擊信號(hào)的測試數(shù)據(jù),同時(shí)處理數(shù)據(jù)得到制動(dòng)鎖鉗單點(diǎn)沖擊的最大平均值。最后對(duì)制動(dòng)鎖鉗耐沖擊性能進(jìn)行分析,在350kg載重下,制動(dòng)鎖鉗表面沒有出現(xiàn)明顯損壞,即其仍表現(xiàn)出良好的耐撞性能;為了驗(yàn)證虛擬仿真結(jié)果的可靠性,把虛擬仿真數(shù)據(jù)和實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,得到其平均誤差為7.3%,并對(duì)誤差的產(chǎn)生進(jìn)行分析。因此,在一定誤差允許范圍內(nèi)虛擬仿真結(jié)果相當(dāng)可靠。綜上所述,本文的研究成果可為牽引式果園運(yùn)輸機(jī)斷繩制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、評(píng)估,以及壽命預(yù)測等提供理論依據(jù),并為其它運(yùn)輸機(jī)械的設(shè)計(jì)提供參考。
【學(xué)位單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S229.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 果園運(yùn)輸機(jī)械國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 果園運(yùn)輸機(jī)載物車安全性能研究現(xiàn)狀
        1.3.1 行車安全制動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 緊急安全制動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 輔助安全制動(dòng)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.6 本章小結(jié)
第二章 牽引式果園運(yùn)輸機(jī)斷繩制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算
    2.1 牽引式果園運(yùn)輸機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)
        2.1.1 設(shè)計(jì)原則
        2.1.2 果園運(yùn)輸機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.3 果園運(yùn)輸機(jī)工作原理
    2.2 斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算
        2.2.1 設(shè)計(jì)原則
        2.2.2 斷繩制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
        2.2.3 自鎖式行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.4 重力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及制動(dòng)鎖鉗關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算
    2.3 本章小結(jié)
第三章 載物車斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)過程分析
    3.1 載物車斷繩制動(dòng)過程分析
    3.2 載物車制動(dòng)過程力學(xué)分析
        3.2.1 載物車斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)原理分析
        3.2.2 載物車制動(dòng)過程整車受力分析
        3.2.3 制動(dòng)鎖鉗與軌道接觸分析
        3.2.4 車輪與軌道的接觸分析
    3.3 載物車斷繩制動(dòng)裝置數(shù)學(xué)模型的建立
        3.3.1 載物車制動(dòng)過程運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立
        3.3.2 載物車制動(dòng)作用階段沖擊動(dòng)力學(xué)模型建立
    3.4 本章小結(jié)
第四章 載物車斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)過程仿真分析
    4.1 斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)過程虛擬樣機(jī)仿真
        4.1.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)
        4.1.2 建立幾何模型和虛擬樣機(jī)模型
        4.1.3 虛擬樣機(jī)仿真及結(jié)果分析
    4.2 斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)鎖鉗沖擊動(dòng)力學(xué)仿真
        4.2.1 有限元分析軟件
        4.2.2 建立幾何模型和有限元模型
        4.2.3 制動(dòng)鎖鉗碰撞仿真及結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 載物車斷繩制動(dòng)裝置的測試試驗(yàn)
    5.1 載物車斷繩制動(dòng)裝置樣機(jī)的試制
        5.1.1 載物車樣機(jī)的試制
        5.1.2 斷繩制動(dòng)裝置樣機(jī)試制
    5.2 斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)鎖鉗沖擊測試試驗(yàn)
        5.2.1 沖擊試驗(yàn)測試目的及方法
        5.2.2 試驗(yàn)測試系統(tǒng)組成
        5.2.3 制動(dòng)鎖鉗沖擊試驗(yàn)
        5.2.4 測試沖擊信號(hào)處理
    5.3 斷繩制動(dòng)裝置制動(dòng)鎖鉗沖擊試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 制動(dòng)鎖鉗耐沖擊性能分析
        5.3.2 制動(dòng)鎖鉗沖擊試驗(yàn)與仿真對(duì)比分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2841270