轮式拖拉机燃油系统结构设计

介绍了轮式拖拉机燃油箱本体的设计要点,燃油箱安装、固定、防护的设计方法以及燃油箱衍生功能设计的思路,对其他设计人员具有一定的指导借鉴意义。     

无级变速和电传动农业作业机械现状研究

为把握农业作业机械无级变速与电传动技术的研究现状与行业走向，从农机无级传动技术的发展历程、应用现状、发展瓶颈及发展趋势四个方面对其进行分析与总结。首先，回顾农机无级变速与电传动的发展历程，同时也对典型农机无级变速与电传动系统的原理进行介绍；其次，概括农机无级变速与电传动的应用现状，并列举部分典型的农业作业机械；最后，针对动力与传动的协同发展、小功率无级传动系统的研发以及技术成本之间的平衡等方面存在的问题，对无级变速与电传动的后续研究提出建议，并对其发展趋势进行探讨。结果表明：电传动在可预见的未来尚不足以在农机领域取代无级变速，两者有相互融合的可能性；电传动在农机中的应用进程主要取决于电池和电机技术的持续变革；电传动的能源获取方式将是多样化的，太阳能、风能、再生能量等均有可能为农机提供动力；无级变速与电传动技术有可能在无人驾驶农机中取得广泛应用。     

基于单片机和模糊PID的拖拉机空调电机控制系统

为了实现对拖拉机空调电机转速的精确控制,设计了一种基于单片机和模糊PID的转速单闭环无刷直流电机控制系统,可以对电机转速进行控制调节,从而驱动制冷压缩机工作,降低拖拉机车内温度。实验结果表明:基于单片机和模糊PID的拖拉机空调电机控制系统稳态误差较小,控制精度较高,与理论基础相符合,证明了该方法的可行性和正确性。     

丘陵山地拖拉机底盘传动及转向系统的设计

针对拖拉机在丘陵山区适应性差，田间地头转向半径大、易损害作物，耗时长和效率低等问题，设计了一种可原地转向的504型丘陵山地拖拉机底盘。整机采用四驱轮式行走系统，前进和后退速度为0～5 km/h，可无级调速。传动系统采用机械式“H”型传动路线，通过纵梁内外双轴的设计将左右两侧的驱动力独立分开。采用离合器式转向分动器，通过转向分动箱内的牙嵌式离合器两两组合，完成底盘不同作业状态的控制，两路动力通过正转+正转、反转+反转、正转+反转和反转+正转4种状态的组合，实现拖拉机的前进、倒退、左右大小半径转向和原地转向。结果表明，整机最大牵引力为10.78 kN，最大及最小总传动比分别为732.50和73.25，前后驱动桥传动轴最高及最低转速分别为31.07和6.21 r/min。底盘的轮距和轴距比值为1，其所受滑移阻力矩与滚动阻力矩之和小于其所受驱动力矩，可在窄小地头实现原地转向，减小拖拉机田间作业的空行程，提高作业效率，有效保护农作物。      

山地全履带拖拉机动力换挡装置设计

针对目前动力换挡变速器结构复杂、自动化水平低、制造成本高等问题,以山地全履带拖拉机变速箱为基础,设计了一个简易版动力换挡装置。该装置主要由液压离合器和行星轮机构组组成,实现了拖拉机传统手动变速箱动力换挡功能,该装置结构简单,降低了制造成本,极大地解决换挡过程中出现动力中断的问题,大大降低了换挡时的冲击载荷,提高了换挡品质。     

拖拉机方向盘手传振动评价与驾驶员手臂振动传递特性

为探究拖拉机方向盘手传振动传递规律，减少拖拉机驾驶员手传振动暴露量，预防手臂振动病发生，本研究以某拖拉机方向盘与驾驶员手臂系统为研究对象，采用ISO 5349评价体系对拖拉机在2种不同路况下的手传振动进行综合评价，并对不同百分位驾驶员手臂系统进行振动传递特性分析。结果显示，该拖拉机的日振动暴露量为4.257 m/s²，超过国标GB Z 2.2—2007《作场所有害因素职业接触限值 第2部分：物理因素》规定的日振动暴露量限值（3.5 m/s²），具有引发手臂振动病的较高风险；方向盘轴向振动远大于切向和径向振动，是引发手传振动的主要因素；径向的振动从手背经过手腕传递到小臂时被大量吸收，切向的振动从小臂经过肘关节传递到大臂时被大量吸收；驾驶员体型越小，各轴向手背测点的振动传递率越大，随着体型的增大，低频范围（20 Hz以下）的振动从手背传递到小臂过程中有明显的增大。研究结果表明，工程实际中小体型驾驶员要注意手掌的振动防护，而大体型驾驶员更应注重手腕部分的振动防护；对驾驶员手腕应主要加强径向的防护，对肘关节主要加强切向的防护。     

四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型建立与试验

针对现有拖拉机牵引性能预测模型未包含前后轮附着差异、载荷转移和前后桥运动不协调等因素对滑转效率和滚动阻力的影响，导致四轮驱动拖拉机的田间牵引性能预测精度较低。为此本文从拖拉机轮胎的驱动特性和载荷特性入手，通过引入轮胎指数、机动指数等特征参数，分别建立了土壤-轮胎驱动模型与包含轴荷转移的前后轮胎载荷模型；在牵引受力分析的基础上，考虑实际前后桥运动不协调性对总体底盘作业的影响，分别建立了整机滚动效率与滑转效率的预测模型，导出了包含轮胎规格、土壤特性、整机前后桥运动不协调特性、传动效率的四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型。针对模型多变量、非线性产生的求解难题，基于双维度迭代法设计了预测算法与流程；采用研究的方法开展了实例分析应用；针对预测模型的有效性验证需求，设计并开展了实车田间牵引试验，结果表明：最大牵引力与特征滑转率对应的牵引力的仿真值误差分别为1.41%与1.74%,滚动阻力误差为0.64%,较对照组准确度提升较大，总体误差较小。     

基于驾驶员生物力学特性的拖拉机座椅位置参数优化

座椅为拖拉机与驾驶员的主要接触部件，其参数设计与优化对提高驾驶舒适性具有重要意义。基于此，该研究采用生物力学软件AnyBody建立驾驶员-驾驶环境生物力学耦合模型，并以小、中、大体型驾驶员为研究对象，以拖拉机座椅靠背倾角、水平距离及垂直高度为参数，以竖脊肌、多裂肌、腹直肌及腹外斜肌激活程度为评价指标，分析研究座椅位置参数对驾驶员腰部肌肉生物力学特性的影响规律，确定座椅最佳位置参数；其次以课题组研制的多自由度驾驶平台为基础，按照上述参数调节座椅位置，测试计算不同体型驾驶员腰部四个主要活动肌群的激活程度，并将测试结果与仿真分析结果进行对比，发现二者具有较好一致性，通过调整座椅参数能有效提升驾驶员腰部舒适性。对小体型驾驶员，当座椅靠背倾角为9.7°，水平距离为472.1 mm，垂直高度为465.3 mm时，4个肌群总的激活程度最低，驾驶员腰部舒适性最高；对中体型驾驶员，座椅最适靠背倾角为13.9°，水平距离为495.6 mm，垂直高度为485.3 mm；对大体型驾驶员，座椅最适靠背倾角为14.8°，水平距离为526.4 mm，垂直高度为520.7 mm。本文研究成果可为农机装备座椅位置参数优化提供一种新思路。