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404P型山地拖拉机的设计研究

王大勇  
【摘要】:我国的整体地形复杂多样、山区面积广大,占国土面积69%以上的地区都为丘陵山地。山区人口众多、拥有丰富的耕地和矿物资源,其中的可耕土地占我国耕地总面积的23.8%。山坡可耕土地坡度为6-25°。目前我国用于山区作业的农业机械主要是微耕机、手扶拖拉机和小四轮低地隙拖拉机等,山地拖拉机占有量少。但由于微耕机动力小,作业效率低,劳动强度大,其抵抗横向翻倾和纵向翻倾的能力较差,不能满足山区农民的作业需求。普通拖拉机在山地使用时经常出现操纵困难、动力消耗多、作业效率底及车身容易发生翻倾等问题。本文根据拖拉机汽车学、机械设计、机械原理、液压传动等学科的理论知识,应用MATLAB、AutoCAD、UG NX8.0、ANSYS等现代工程设计理论和软件,设计完成了一种新型山地拖拉机。主要设计结论如下:(1)结合山地地形特点和现有山地拖拉机的发展现状,确定了山地拖拉机的总体结构和主要技术参数。确定了实现左右侧轮胎差高的液压调节系统。(2)完成了传动系统的设计。第一,完成了中间变速箱的设计,第二,完成了中央传动锥齿轮的选型和中央传动壳体的设计。第三,完成了驱动减速器即最终传动的设计。(3)对山地拖拉机的横向稳定性和纵向稳定性进行了计算分析。山地拖拉机的稳定性主要体现在抵抗横向翻倾的性能上。该拖拉机的最大横向翻倾角为32°,可以满足大多数坡地作业的需要。(4)设计出了与传统拖拉机前轮转向不同的转向方式。该山地拖拉机采用中车架和后车架铰接式转向方式,转向油缸布置在中车架和后车架的下方。设计出了铰接式转向方式中的松、紧铰点,确定了转向油缸的布置位置。(5)对山地拖拉机上的中央传动壳体和后车架进行静力学分析。利用ANSYS Workbench平台对中央传动壳体和后车架在静止工况下的受力情况进行分析。结果表明:其强度和刚度均满足要求。中央传动壳体和后车架结构设计合理。


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