高地隙折腰式水田動力底盤設計與試驗.pdf

1、水稻是我國四大主糧之一，是種植面積最大、單產(chǎn)量最高和總產(chǎn)量最多的糧食作物。但我國水稻機械化整體水平較低，尤其是水稻種植運秧配套作業(yè)及田間施肥、植保噴藥作業(yè)環(huán)節(jié)沒有合適的通用作業(yè)機具，全部依靠人工來完成，不僅勞動強度大、作業(yè)時間緊、作業(yè)效率低，無法滿足水稻生產(chǎn)全程機械化的發(fā)展?，F(xiàn)階段，國內外對于適合水稻種植運秧配套作業(yè)和田間施肥、植保管理作業(yè)的多功能機具及相關理論技術研究較少。在這樣的環(huán)境下迫切需要一種靈活高效、安全可靠、適應性強和滿足一

2、機多用的高地隙折腰式水田動力底盤。
　　本文通過查閱大量相關文獻，并根據(jù)目前我國水田現(xiàn)實情況，深入調查農戶的實際需求，設計并研制了高地隙折腰式水田動力底盤。根據(jù)研究需要，對高地隙折腰式水田動力底盤的結構和工作原理進行詳盡的介紹，并結合理論分析、計算機仿真及試驗研究等方法進行了深入的探討，在技術可行性和結構配置合理性的前提下，完成高地隙折腰式水田動力底盤的設計，并進行相關試驗驗證。主要研究內容如下:
　　(1)針對國內水稻種植

3、模式和農藝要求，考慮機器田間作業(yè)效率、田間行走及對地表的壓實等因素，確定水田動力底盤的總體結構方案。設計動力底盤采用四輪驅動、折腰轉向方式，配套動力16.8 kw;設計高地隙折腰式水田動力底盤的基本參數(shù):最低離地間隙為560 mm、軸距為2100 mm，輪距為1600 mm，保證動力底盤在水田內較好的通過性;配套不同工作裝置可完成水田秧苗運輸、田間施肥和植保噴藥等作業(yè)。
　　(2)在確定高地隙折腰式水田動力底盤的基本參數(shù)基礎上，對

4、主要零部件進行選型設計，包括傳動系傳動比分配、機械傳動方案的確定及變速箱設計選型等;行走系車架的設計和水田輪胎的設計選型等;轉向系折腰轉向機構設計和全液壓轉向系統(tǒng)設計等。
　　(3)應用有限元分析軟件ANSYS workbench對車架模型進行靜動態(tài)特性分析，建立車架的有限元模型，分析車架分別在滿載狀態(tài)下的彎曲、扭轉、緊急轉彎和緊急制動四種工況的靜態(tài)特性，探究動力底盤的車架結構在各種工況下的薄弱環(huán)節(jié)和應力集中區(qū)域;對車架在自由狀態(tài)

5、下的動態(tài)特性進行模態(tài)分析，計算出車架結構前六階的固有頻率和振型，保證動力底盤的低階振型能夠避開常見的外部激勵頻率范圍，避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。
　　(4)建立動力底盤行駛過程和越埂過程的數(shù)學模型，分析動力底盤橫向和縱向穩(wěn)定性，研究底盤車架結構對整體穩(wěn)定性的影響，同時對底盤通過性幾何參數(shù)和越埂性能進行理論分析，得到前后輪理論越埂高度分別為306 mm和348 mm，并對底盤發(fā)生頂起失效和觸頭失效的條件進行分析計算。
　　(5)對水