履带自走式旋耕机传动系统仿真分析与优化

发布时间：2020-08-26 20:40

【摘要】：履带自走旋耕机是农业机械自动化进程中最为常用的机械设备之一,其传动箱是整机动力传递的关键部件,决定着整机的稳定性和可靠性。旋耕机工作过程中,传动箱的受力情况较为复杂,箱体内部齿轮和轴承受到较大载荷和冲击。齿轮刚强度、疲劳强度及传动箱箱体的刚强度影响整个传动箱的性能,同时齿轮和箱体寿命也决定了整机的使用周期,因此,对其研究和优化具有很重要的现实意义。本文以自走旋耕机传动齿轮箱为研究对象,在传动系统模型优化、齿轮和轴承刚强度分析及寿命预算、齿轮箱箱体模态分析、和齿轮齿形优化等几个方面进行了深入研究和探讨。(1)介绍了传动系统有限元仿真分析的软件,并根据现有的齿轮箱原理图构建了传动系统模型,为下步分析和优化奠定基础;(2)采用传动系统静力学仿真分析方法,对齿轮、传动轴和轴承承载能力进行了分析和校核,并对分析结果进行了总结;(3)分析了传动箱箱体的模态,避免由于外部环境频率激励发生的箱体共振现象及刚强度不够的情况下发生箱体变形甚至损坏;(4)最后对齿轮齿形进行了相应的优化,从而降低箱体工作噪声、减少齿轮磨损,延长旋耕机齿轮箱的使用寿命。通过现代较先进的有限元仿真分析和优化方法,履带自走旋耕机传动箱的使用性能将得到较大提升,也为以后产品改进和创新提供了较坚实的理论基础和设计依据。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S222.3
【图文】：

旋耕机,类型

合旋耕机械为主要形式；组合型旋耕机械是指旋耕作业部位与拖拉机配套完成相耕、耙工况的机械，一般此类机械设备的本身体积较大，相对于普通的单一旋耕具有很强的碎土能力、以及地表耕后能进行平坦作业等系列优点，适合大面积耕。虽然，目前此类旋耕机被广泛的应用在实际的耕种作业之中，但是此类机械设备在一系列的实际问题。例如，由于本身的自重很大，组合型旋耕机载体—拖拉机胎压力相应也会很大，在水田间作业行走时就会碾出比较深的沟印，随着作业的拉长，这些深沟印将穿过耕作层并且一直陷入到更深的生泥层，如此以来每耕作后其泥层将更加深一层，长此以往水田将成为深泥脚天，不利于后期的播种等作在此情况下，另有两种其他形式的旋耕机出现，一种是适合小型耕作的手扶旋耕另外一种是履带自走式旋耕机，由于耕种设备采用的是履带行走，其与水田表面触面积较大，在自重相差不多的情况下对泥层的压强减小，如此就将起到对水田生态的保护，从而很好的解决了原有组合旋耕机存在的一些弊端，使得履带自走耕机此类产品具有显著的生态和环境保护优势，这也充分展现了现代农机研发和的新思想和前卫理念，三种常见类型的旋耕机如图 1-1 所示。

剖视图,传动箱体,位置图

图 2-1 传动箱体的位置图本文中的履带自走式旋耕机的型号为 1GZ-120，取其旋耕部分的齿轮传动箱为研究对象，整机在齿轮传动箱之前的传动系统如图 2-1 所示。同时，传动箱体的结构示意图和二维剖视图分别如图 2-2 和图 2-3 所示。箱体内部齿轮是根据标准的直齿渐开线齿形构造的齿轮副模型，同时在 Romax Designer 软件中建立齿轮副的基本参数设置为：齿轮材料选择为 steel；齿轮变位系数和齿轮跨度等参数设置为默认值；齿轮副的加工精度等级选择为 7 级，同时定义齿轮齿侧和齿根的圆角表面粗糙度分别为 3μm 和10μm。

结构图,传动箱体,结构图

图 2-1 传动箱体的位置图式旋耕机的型号为 1GZ-120，取其旋耕部分动箱之前的传动系统如图 2-1 所示。同时，如图 2-2 和图 2-3 所示。箱体内部齿轮是根据，同时在 Romax Designer 软件中建立齿轮副齿轮变位系数和齿轮跨度等参数设置为默认，同时定义齿轮齿侧和齿根的圆角表面粗糙

【参考文献】