履带拖拉机行走系履带架和平衡梁的设计与有限元分析

通过理论分析计算完成了对履带架、平衡梁等履带拖拉机行走系主要部件的初步设计,并通过建模和ANSYS有限元分析,对履带架、平衡梁等行走系关键部件进行了刚度和强度验证,均满足了设计要求。     

残膜回收机机架有限元分析及优化

针对残膜回收机的整机振动强烈、机架开裂等问题,运用ANSYS Workbench19.0软件对残膜回收机的机架进行静力学分析和约束模态分析,研究机架的静力学特性和模态特性,获得机架的固有频率、振型、阻尼等参数,并在此基础上采用正交试验设计的方法,以机架的左右边板厚度、主连接梁管厚、副支撑梁宽度为试验因素,第1、2阶固有频率为试验指标对其进行结构优化。当机架左右边板厚度为12 mm、主连接梁管厚为6 mm、副支撑梁宽度为70 mm时,机架的第1、2阶固有频率50.747 Hz、53.557 Hz不在外部激励频率范围（0.833~40 Hz）内,并且优化后的最大应力值降低3.295 MPa,优化前的最大振幅为17.642 mm,优化后的最大振幅为12.719 mm,降低了4.923 mm,有效避免共振现象的发生,优化前后的机架均满足刚度和强度要求。该研究可以为残膜回收机的机架设计、可靠性研究上提供理论参考。     

三角履带拖拉机稳定性分析及优化措施

通过对三角履带拖拉机的稳定性进行分析和计算，找到影响稳定性的主要因素。通过优化行走系参数等多种措施，整机稳定性得到提升。相关优化措施可对履带拖拉机的稳定性设计起到借鉴指导作用。     

温室三七收获机有限元分析

根据三七种植新农艺的要求,设计了一款应用于温室种植模式的三七收获机。为提高其工作性能,利用ANSYS有限元软件进行有限元分析,获取在静载荷作用应力、变形的大小及分布情况。结果表明:应力集中发生在电机安装位置及车架纵梁连接处,最大变形发生在车尾处,机架强度符合要求。对机架进行模态分析,获得其固有频率并进行谐响应分析,分析可知:在频率15Hz时电机安装位置处可能发生共振,此时电机安装位置处应力和位移达到最大,最大应力为4.34MPa,最大位移为2.03mm,机架满足激励载荷下的强度要求。对挖掘铲进行静力学分析,得到挖掘阻力5 000N,挖掘铲最大变形量为1.334 4mm,最大应力为20.894MPa。本文为后续温室三七收获机的减振以及机架、挖掘铲优化提供了理论依据。     

基于有限元对农业污水脱离机机架轻量化设计

以典型的农业污水脱离机——带式压滤机的机架作为研究对象,应用SolidWorks软件对机架进行三维建模,并通过ANSYS Workbench有限元软件对机架进行结构力学分析。通过对比2种工况下(空载和负载)机架结构强度,对机架进行轻量化设计。优化后在负载工况下机架最大形变量由1.29 mm变为1.96 mm,最大应力由118.89 MPa提高到184.67 MPa,小于材料屈服极限,满足安全要求。更重要的是,机架的质量减低了13.05%,节约了制造成本,降低了动力输出,更好地满足节能、低碳、环保要求。通过模态分析法分析了轻量化机架在外部激励源电机作用下不会产生共振现象。     

履带拖拉机越埂变形装置的设计

针对履带式拖拉机在越埂时因存在过大倾角而产生的安全问题,设计了一种履带拖拉机变形装置.文章介绍其整体结构与工作原理,并对变形架机构与履带张紧机构进行详细说明.装备该变形装置的履带拖拉机在通过田埂时可降低最大倾角和悬空高度,进而行驶更加稳定、安全.     

小型履带拖拉机行走系统设计分析与实验研究

基于目前乔灌木采收设备生产效率低、设备少的现状,设计了一种小型乔灌木采伐橡胶履带式拖拉机。为此,介绍了拖拉机行走系统的设计,主要部件有驱动轮、履带及支重轮,并针对关键部件驱动轮进行力学分析。通过理论计算和ANSYS力学分析,结果表明:驱动轮的变形量小于屈服强度,变形量在可接受范围内,可以满足驱动轮对履带拖拉机行走系统的使用要求。最后,进行了整机试验,分别在不同路面情况对拖拉机实际行走速度与理论行走速度进行了比较,并得出结论。     

果园多功能动力底盘设计与试验

为解决果园作业机械适应性差、配套动力小、地隙高、转弯半径大、通过性差等问题,结合果园栽培模式和农艺等要求,设计了一种果园多功能动力底盘。对果园多功能动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述,设计了行走动力系统和后动力输出系统以及3路双作用液压快速挂接系统;对整机的转向性能、稳定性能、越埂性能进行了理论分析。对机架进行了有限元仿真分析,结果表明,在满载四轮着地状态下,车架最大变形发生在中间横梁部位,总变形量为5.08mm,最大等效弹性应变为0.0035,最大等效应力发生在前桥和车架铰接处,为390.52MPa;在满载三轮着地状态下,车架最大变形发生在侧梁部位,总变形量为20.74mm,最大等效弹性应变为0.0058,最大等效应力发生在前桥和车架铰接处,为805.46MPa。整机果园田间试验结果表明,果园多功能动力底盘行驶速度为0~35km/h,田间作业速度为1~6km/h,最小转弯半径为2m,最大爬坡角为24°,最大越埂高度为235mm,可挂接多种农具,能够满足果园的田间生产管理作业要求。     

3MDZK-12型棉花打顶机机架的力学分析与优化

利用有限元分析软件ANSYS12.0对现有的3MDZK-12型棉花打顶机机架进行分析计算,结果显示:工作时机架的最大应力分布在主梁中部,最大变形在后梁中部,与实际观测变形位置相符.为此,以计算结果为依据,对机架进行了大量的计算机处理的应力值比较,进而对机架的结构进行了改进优化.计算分析结果为棉花打顶机的设计和使用提供了理论支持.     

智能烟叶采摘机机架结构静动态特性分析及优化

【目的】获得具有良好静动态特性的智能烟叶采摘机机架结构,确保烟叶采摘机械在定位和摘取过程中的精确性和稳定性。【方法】课题组应用CAE技术对机架进行了静力学分析和模态分析,并根据变形量、模态振型、模态频率以及应变能密度等数据结果对机架薄弱环节进行了优化设计。【结果】优化后的机架相比优化前的机架最大变形量由0.30 mm降低到0.13mm,优化百分比达到了56.7%;一阶模态频率从15.55 Hz提高到了33.47 Hz,优化百分比为115.2%;二阶模态频率也有较大提升,从26.05 Hz提高到39.22 Hz,优化百分比为50.6%;其余低阶模态也均有不同程度的提升。【结论】该研究结果有助于保障自动化、智能化控制的烟叶采摘机械的实施效果,并为烟草种植业带来更好的效益和发展。     

骑跨式机架的随机振动疲劳分析

为了提高矮化密植红枣收获机的工作性能,以骑跨式机架为研究对象,建立有限元模型。对机架进行模态分析,得出机架的固有频率与振型,并与各激励频率范围比较,可知机架的固有频率仍在发动机的激振频率范围之内。为避免机架产生共振,在发动机安装位置添加弹性元件,对机架采用减振方案的谐响应分析,计算得出应力、变形量变化曲线。结合机架结构材料的S-N曲线和线性累积损伤理论,对机架进行疲劳分析,验证机架的可靠性。研究结果表明:减振方案的谐响应分析使机架的最大变形量由2.977mm变到0.358mm,减小了87.974%,明显改善了机架的振动特性;在激振载荷的作用下对添加减振元件前后的机架分别计算疲劳寿命,得出添加减振元件后机架的疲劳寿命为1.84×10~8次,高于1.0×10~6次,满足机架疲劳强度设计要求。     

贴地施肥播种机传动设计与机架分析

针对传统小麦播种机播种不均以及播种精度低等问题,设计一种新型贴地施肥播种机,分析其总体结构与工作原理。围绕作业功能和工作原理设计传动系统和传动效率,并在传动分析的基础上进行机架的设计和ANSYS有限元分析。通过分析薄弱环节,对机架进行模态优化和轻量化设计,得出更可靠的设计方案。结果表明:设计的整机传动系统传动效率为0.706,优化后机架的最大位移集中在中间梁,其最大位移量减小至4.027 7mm。本文可为贴地播种机的发展提供参考。     

矮化密植红枣收获机骑跨式机架的有限元分析

根据新疆矮化密植枣园地面特点,为提高红枣收获机的工作性能,利用Ansys有限元分析软件分析红枣收获机在平整地面匀速直线运动工况下和在地面不平整工况下机架应力、变形的大小及分布情况。结果表明:最大变形发生在机架顶部发动机的安装位置及纵梁上激振装置的安装位置,应力集中发生在前段纵梁、方管与方管的连接处,可根据所得数据校核机架强度。同时,对机架进行模态分析和谐响应分析,求解出机架的固有频率和振型,通过与外界激振频率对比分析及谐响应分析得出机架位移随频率变化的趋势,在频率为30Hz时,产生共振,求解得出30Hz处最大应力为804.35MPa、最大变形为15.312mm。由于最大应力大于机架材料的屈服极限,机架产生断裂,因此应对机架进行优化改进,使机架满足静载荷和激振载荷作用下的强度要求,保证矮化密植红枣收获机的安全、可靠。     

差高机构对微型履带山地拖拉机稳定性的影响

为使微型履带山地拖拉机更好地适应丘陵、山地等地带作业,在现有履带拖拉机的基础上,对其行走系统进行了改进,增加了液压差高机构。根据差高机构的工作原理,运用矢量矩阵理论,建立了差高机构工作时整机质心位置变化的数学模型,并进一步给出了在坡道行驶时允许的最大坡度角。实例分析表明,差高机构使微型履带山地拖拉机纵向稳定性有所降低,但可提高其横向稳定性。     

履带式联合收获机底盘机架多目标优化设计

联合收获机底盘机架是整机的主体支撑结构，其质量直接影响收获机的作业性能。为此，以某履带式联合收获机底盘机架作为研究对象，在保证其刚度、强度的前提下对其进行轻量化研究。通过采用有限元分析软件Ansys Workbench建立底盘机架的有限元模型，对其进行模态分析和4种不同工况下的有限元分析；然后，以底盘机架梁的厚度为设计变量，结合空间填充设计(Optimal Space-filling Design)设计方法以及Kriging近似模型模拟计得出设计变量之间的响应关系；最后，综合考虑机架质量、最大应力、最大位移等性能指标，利用遗传算法对底盘机架进行了多目标优化。结果表明：联合收获机底盘机架质量减少24.98kg,且机架的强度、最大应力、最大形变均满足设计要求，获得较好的优化效果，为联合收获机底盘机架的结构优化与设计提供参考。     

对行式密植棉秆铲拔铺条机的设计与优化分析

设计了一种对行式密植棉秆铲拔铺条机,可对采用机采棉种植农艺的田间棉秆进行压秆、铲切、导向、抛拔、输送及铺条作业。利用SolidWorks软件对机具进行三维几何建模,对主要工作部件进行设计与分析,以保证机器的合理性与适用性。对传动系统进行计算,得出锥齿轮传动比,设计出合适的锥齿轮齿数,保证行走起拔装置正常工作。利用SolidWorks软件对对行式密植棉秆铲拔铺条机进行整机建模,再提取机架和铲刀保存为x-t格式,导入到ANSYS workbench上进行静力学分析。静力学分析结果表明:机架在正常工作下的最大位移为0.20454mm,最大应力为2.327MPa,远低于机架材料的最大屈服强度;铲刀在正常工作下的最大位移为0.317 48mm,最大应力为4.5515MPa,远低于铲刀材料的最大屈服强度。研究结果为机器实现量产提供了理论依据,还可以为其他农业机械的设计提供参考。     

基于Workbench的气爆松土施肥机机架有限元分析

设计一种气爆松土施肥机,实现快速气爆施肥,并对其机架进行研究分析。用SolidWorks软件建立机架三维模型,将模型导入至Workbench进行静力学分析和模态分析。研究结果表明,机架最大应力为52.361 MPa,最大变形为1.261 1 mm,符合强度刚度设计要求,机具在正常工作时不会发生共振现象,气爆松土施肥机的机架设计满足设计要求。     

50型轮式拖拉机的三种变型设计和试验(上)

本文概述了50型轮式拖拉机的四轮驱动、履带及高地隙三种变型的研制过程,较为详细地介绍了其整机参数、传动系、行走系及液压悬挂系统的结构特点,对中小型拖拉机的变型设计有一定参考价值。     

微型农用履带式行走装置的设计方法

针对履带式行走装置行驶路面特性复杂多变的特点,结合农业机械实际工作情况,查阅相关文献,总结农业履带行走装置的设计思路;以农业机械的实际工作环境为背景,对履带式行走装置以及关键机构的设计、参数的确定等问题进行了分析研究;就履带式行走装置在水平面内的接地长度、履带宽度和轨距,驱动轮、导向轮及支重轮设计参数进行分析;同时,又要考虑履带宽度和接地长度的取值不会影响转向性能和整机尺寸。由此为农业用履带行走装置的设计提供了设计思路和方法。     

电动拖拉机底盘多目标优化设计

针对目前电动拖拉机底盘布置研究相对较少的情况,基于现有的整机匹配结果进行了底盘布置设计,利用三维建模软件建立模型,输入质量参数,提取整机主要零部件重心位置参数,然后通过分析拖拉机牵引机组作业时的力学特性,建立相关数学模型。以电动拖拉机的牵引效率和整机质量作为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化。综合考虑了犁耕作业下拖拉机的稳定性要求、驱动力要求、载荷波动情况以及传动系和行走系零件寿命等影响因素,制定了算法运行的约束条件,建立了约束方程组。以电动拖拉机的使用重力、前后电池组的质心和整机质心为目标变量,推导出动力性和经济性最优的目标函数。通过ModeFRONTIER平台,采用NSGA-Ⅱ算法对电池分布式方案进行了多目标优化。两种不同耕深条件下的优化结果对比分析表明,按照本文方式优化布置后的电动拖拉机在耕深为180mm时,优化后的整体质量与经验法相比减少了14.3%,配重质量为25.3kg;耕深为240mm时,优化后的整体质量与经验法相比减少了10.3%,配重质量仅为4.4kg,说明在牵引工况下无需额外增加配重就能达到良好的牵引性能。与经验法相比,两种耕深条件下拖拉机的配重都小很多,说明基于传统拖拉机的配重经验法计算并不适用于电动拖拉机,同时也能说明,电动拖拉机因自身总质量超过同功率段传统拖拉机,可以通过合理设计底盘布置方案,在没有配重的情况下达到理想的牵引效率。优化后的电动拖拉机底盘布置方案,在作业工况下驱动轮滑转率小于特征滑转率,整机牵引效率明显提高。