【摘要】：有關微型山地拖拉機的研究對實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、促進山區(qū)農(nóng)業(yè)和社會的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。變速箱作為微型山地拖拉機中傳遞動力、控制轉向的重要部件,要求其結構緊湊、體積小,檔位速度滿足開溝、旋耕等田間作業(yè)。本文針對微型山地拖拉機變速箱存在的結構尺寸富余大、低速區(qū)檔位不足的缺點,提出了變速箱改進方案,同時將虛擬樣機技術、有限元分析法和機械優(yōu)化設計相結合,對改進后的變速箱進行三維實體建模,并對其主要部件進行有限元分析及參數(shù)優(yōu)化。運用這種現(xiàn)代設計方法對變速箱進行優(yōu)化,不僅改善了變速箱的結構,增強了微型山地拖拉機的實用性,而且縮短了變速箱的研發(fā)周期,提高了其設計效率。具體研究內(nèi)容和結論如下:(1)確定微型山地拖拉機變速箱改進后的傳動方案及其結構組成,利用三維造型軟件Pro/E對微型山地拖拉機變速箱的主要零部件進行參數(shù)化建模,并對其進行虛擬裝配,完成變速箱傳動機構的干涉分析及運動仿真。(2)以微型山地拖拉機處于一檔(低)檔位下的工況為例對變速箱中的齒輪和軸進行傳統(tǒng)力學分析,校核軸的強度、齒輪的齒面接觸強度和齒根彎曲強度,從而驗證齒輪和軸的強度滿足工作要求。(3)將Pro/E創(chuàng)建的三維模型通過無縫接口導入到ANSYS Workbench中,通過定義材料屬性、網(wǎng)格劃分、施加載荷和約束等步驟對變速箱主要部件進行線性靜力分析和接觸分析,得到被分析結構上應力、應變云圖,并將有限元分析的結果與傳統(tǒng)方法計算得到的結果比較分析,進而驗證有限元分析結果的可靠性。(4)對微型山地拖拉機變速箱的輸出軸進行約束模態(tài)分析,為動力學分析提供了基礎。通過分析求解得到輸出軸的前十階固有頻率及其相對應的模態(tài)振型,將輸出軸在工作中的最高振動頻率與各階固有頻率相比較,驗證輸出軸在工作中不會發(fā)生共振。(5)以變速箱的重量最輕、體積最小為目標函數(shù),以齒輪的設計參數(shù)和強度要求為約束條件,利用Matlab自帶的優(yōu)化工具箱對變速箱一檔換擋齒輪副的參數(shù)進行優(yōu)化,得到一檔換擋齒輪副的最優(yōu)參數(shù),從而降低變速箱的重量和制造成本。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S219.03

【參考文獻】

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1 吳占文;葉智彪;楊西川;任鋒鑰;伍永超;;工程車輛行走機構仿真設計[J];筑路機械與施工機械化;2007年03期

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本文編號：2708783