自走式單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)軌道齒條齒形研究.pdf

1、我國是柑橘等水果種植大國，柑橘作為栽培面積、產(chǎn)量均居全球之冠的水果，多種植在呈陡坡梯田狀的山地上，因而柑橘果品及物資運(yùn)輸十分困難。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（柑橘）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系支持下自主研發(fā)并推廣應(yīng)用了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)。該運(yùn)輸機(jī)機(jī)型小巧，運(yùn)載能力強(qiáng)，可在復(fù)雜的地形鋪設(shè)，能夠較好滿足使用要求。為提高該運(yùn)輸機(jī)的性能，本課題對(duì)其軌道齒條齒形進(jìn)行了研究，為該運(yùn)輸機(jī)的軌道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
　　本研究以單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)及軌道齒條

2、為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了不同齒形的軌道齒條，綜合運(yùn)用三維建模軟件Pro/E及動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS/View建立了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機(jī)模型，對(duì)不同齒形條件下的單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了力學(xué)性能仿真與分析，并搭建試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪與不同齒形齒條嚙合時(shí)的運(yùn)輸機(jī)振動(dòng)平順性進(jìn)行了研究分析，并在試驗(yàn)臺(tái)架上開展運(yùn)輸機(jī)振動(dòng)平順性試驗(yàn)，得到相關(guān)結(jié)論。本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)論簡述如下:
　　(1)基于動(dòng)

3、力學(xué)理論建立了運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與軌道齒條嚙合的動(dòng)力學(xué)模型，并設(shè)計(jì)、加工制造了鏈輪齒形齒條、銷輪齒形齒條、擺線齒形齒條等。
　　(2)基于動(dòng)力學(xué)理論及Hertz理論的Impact函數(shù)模型，建立了運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機(jī)模型。選取齒條齒形、軌道坡度、驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為考察因素，設(shè)計(jì)虛擬正交試驗(yàn)，得出影響運(yùn)輸機(jī)作業(yè)力學(xué)性能的主次順序?yàn)辇X條齒形＞軌道坡度＞驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，且在相同條件下鏈輪齒形齒條性能最優(yōu)。
　　(3)對(duì)運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了力

4、學(xué)性能試驗(yàn)，以運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)角速度、軌道坡度、齒條齒形為考察因素，以驅(qū)動(dòng)輪與不同齒形齒條嚙合時(shí)所需提供的驅(qū)動(dòng)扭矩為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探究齒條齒形對(duì)單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)力學(xué)性能的影響，得到在相同條件下驅(qū)動(dòng)輪與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩最小，且波動(dòng)幅度最小。在驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)角速度為+88.08rad/s、軌道坡度分別為+0°、+6°、+12°、-0°、-6°、-12°時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩均值較驅(qū)動(dòng)輪與圓弧齒形齒條嚙合時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩

5、均值分別減小33.82％，33.45％，21.59％，35.55％，27.24％，30.43％。
　　(4)搭建了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)振動(dòng)平順性試驗(yàn)臺(tái)架，并開展相關(guān)的振動(dòng)平順性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明運(yùn)輸機(jī)在水平軌道上行駛、上坡、下坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪與鏈輪齒形齒條嚙合時(shí)在三個(gè)方向上同時(shí)具有較好的振動(dòng)平順性，而驅(qū)動(dòng)輪與銷齒齒形齒條嚙合時(shí)運(yùn)輸機(jī)前后跳動(dòng)、上下跳動(dòng)較大，驅(qū)動(dòng)輪與圓弧齒形齒條嚙合時(shí)運(yùn)輸機(jī)左右跳動(dòng)較大。
　　(5)鏈輪齒形齒條綜合