园艺拖拉机前动力输出装置的设计与试验

• 作 者: 张刘扬
• 出 处: 安徽农业大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 园艺拖拉机 前动力输出装置 仿真分析 试验台 传动效率

在经济全球化和中国制造2025的大趋势下,传统的农业机械领域面临着由机械化向智能化、自动化转变的挑战。国内各大厂商不仅要满足内地市场的需求,同时向海外出口大量本土产品,像黄海金马等。目前市场上的园艺拖拉机都仅搭载了后动力输出装置,作业功能相对单一、效率低等问题。针对上述问题,需要研发一款可搭载在园艺拖拉机上的前动力输出装置。本文的主要研究内容如下:1)首先介绍了园艺拖拉机的现实背景以及国内外学者、企业的研究情况,揭示了研究动力多样化的园艺拖拉机的必要性。通过查阅资料,首先对前动力输出装置的布置提出方案,接着根据设计要求以及整机平台确定方案,之后进行传动比计算、各关键部件的设计以及理论校核,除此之外还有一些系统中的部件选型,最后对整个前动力输出装置基于整个黄海金马554园艺拖拉机进行三维设计。2)研究园艺拖拉固有频率以及发动机的转速频率,通过ABAQUS软件对整个前动力输出装置进行模态分析,与之前的理论频率进行对比。接着用ROMAX软件对整个传动系统进行仿真,并且校核轴的力学特性以及轴承的寿命等。之后对壳体进行基于FEA下的疲劳仿真。3)为了验证所设计装置的可靠性,先对设计的装置进行了试制,之后基于现有平台进行传动效率试验台架的搭建,其中试验台的机械部分包括:驱动电机、负载电机、前动力输出装置、固定装置等;测试部分主要为:转速/转矩传感器、数据采集系统、电源系统等。并且基于Labview设计测试采集程序,能够实时采集转速、扭矩等数据,在线分析数据,处理数据等。4)完成试验台搭建以及测控系统的设计后,进行传动效率的试验数据采集,针对300、350、400、450四种转速下,负载不变,测得一挡和二挡工况下输出转速和扭矩,针对400转速不同负载情况下,采集两种工况下转速和扭矩,通过理论公式计算得到两种工况下传动效率的大小,发现传动效率最低为83.54%,最高为90.24%,前动力输出装置传动效率整体良好,可靠性较好。