發(fā)布時間：2020-11-13 16:20

　　 近年來,適用于丘陵山地的中小型輪式拖拉機需求量日益增加,然而丘陵山區(qū)地形復(fù)雜多樣,不規(guī)則,高低不平,坡度較大,拖拉機在田間作業(yè)或運輸時相對平原地區(qū)更加注重安全。拖拉機懸掛農(nóng)具后重心將改變,在行駛或耕作時更易發(fā)生翻傾和滑移等安全事故,因此機組在丘陵山地必須具備良好的坡地行駛穩(wěn)定性。目前對丘陵山地輪式拖拉機機組的穩(wěn)定性研究大多基于尚未健全的理論,常通過多次重復(fù)試驗分析其整體性能。依托國家重點研發(fā)項目“丘陵山地拖拉機關(guān)鍵技術(shù)研究與整機開發(fā)”,以某公司生產(chǎn)的26馬力輪式拖拉機及其配套的旋耕機機組為研究對象,基于理論力學(xué)建立了機組縱向穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型,運用ADAMS虛擬樣機技術(shù)進行了機組縱向穩(wěn)定性數(shù)值仿真分析,并與實車實驗進行對比驗證。本論文研究工作為丘陵山地拖拉機坡地安全行駛和作業(yè)的縱向穩(wěn)定性設(shè)計提供了有價值的理論依據(jù)和參考。本論文主要研究內(nèi)容如下:(1)拖拉機機組的穩(wěn)定性分析建模。采用理論力學(xué)分析了丘陵山地輪式拖拉機機組在坡道上的靜態(tài)和動態(tài)縱向穩(wěn)定性,得到表征機組靜態(tài)和動態(tài)縱向穩(wěn)定性評價指標(biāo)的縱向極限翻傾角和滑移角的數(shù)學(xué)模型,用于評價和表示拖拉機機組穩(wěn)定性仿真結(jié)果。(2)拖拉機機組虛擬模型的建立。應(yīng)用三維建模軟件SOLIDWORKS創(chuàng)建了拖拉機機組的發(fā)動機、離合器、變速器、中央傳動、差速器、最終傳動、車架、前轉(zhuǎn)向橋、前后車輪、轉(zhuǎn)向器、液壓懸掛系統(tǒng)和旋耕機等系統(tǒng)總成的虛擬模型并完成了整個機組的裝配,導(dǎo)入ADAMS軟件中并對機組進行材料、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量、布爾運算及單位等相關(guān)參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)處理。(3)拖拉機機組縱向穩(wěn)定性數(shù)值仿真與分析�；�于拖拉機機組縱向穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型和虛擬樣機,運用ADAMS對機組進行運動仿真,分析機組在靜態(tài)和動態(tài)時的縱向穩(wěn)定性。靜態(tài)分析發(fā)現(xiàn),機組極限翻傾角隨農(nóng)具懸掛高度的增加先減小后增大,農(nóng)具在810mm或200mm處極限翻傾角最大,而滑移角隨懸掛高度的增加先減小后增大,農(nóng)具在505mm處滑移角最大;左后輪懸空時,機組的極限翻傾角遠遠低于丘陵山地拖拉機機組極限翻傾角(25°)的要求,機組極易發(fā)生翻傾。動態(tài)分析發(fā)現(xiàn),勻速上坡時機組的極限翻傾角和滑移角均小于靜態(tài)時對應(yīng)的值,且農(nóng)具懸掛高度對機組穩(wěn)定性影響規(guī)律與靜態(tài)時一致;勻速下坡時機組的滑移角略小于勻速上坡時對應(yīng)的值,且滑移角同樣隨懸掛高度的增加先減小后增大,而在505mm處最大;加速上坡時機組的極限翻傾角均小于勻速上坡時對應(yīng)的值,且翻傾角隨加速度的增大而減小。(4)拖拉機機組穩(wěn)定性實車試驗。分別開展了農(nóng)具懸掛在810mm、505mm、200mm三種不同高度處機組的靜態(tài)縱向穩(wěn)定性試驗,發(fā)現(xiàn)機組的極限翻傾角和滑移角均比仿真結(jié)果稍大一些。另外,試驗所得農(nóng)具在三種不同位置時機組極限翻傾角分別為40.3°、36.4°、42.5°,滿足丘陵山地拖拉機機組極限翻傾角(25°)的條件,而滑移角分別為24.5°、31.6°、25.4°,同樣滿足拖拉機機組極限滑移角(11.3°)的規(guī)定;農(nóng)具懸掛高度對機組穩(wěn)定性影響規(guī)律與仿真試驗結(jié)果變化規(guī)律一致,進一步證明了機組虛擬模型與仿真結(jié)果的可靠性和正確性;在某室外15°坡路上開展了機組勻速上坡穩(wěn)定性試驗,發(fā)現(xiàn)機組在爬坡過程中沒有翻傾或者滑移,與理論分析結(jié)果一致。
【學(xué)位單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S219
【部分圖文】：

觸點 O2建立力矩平衡方程可得：sincos02 ssFLhGaGGah(cossin) 圖 2.1 拖拉機穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型Fig. 2.1 Mathematical model of tractor stability

路面接觸點 O’2建立力矩平衡方程可得：'sincoscossin2 ssnnnnFLhGaGaGhG圖 2.2 拖拉機機組穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型Fig. 2.2 Mathematical model of tractor unit stability

面接觸點 O2建立力矩平衡方程可得：'sincos02 FLhG aG 圖 2.3 機組勻速上坡受力Fig. 2.3 Uniform uphill force of unit
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本文編號：2882375