自走式單軌道山地果園運輸機軌道齒條齒形研究.pdf

1、我國是柑橘等水果種植大國，柑橘作為栽培面積、產量均居全球之冠的水果，多種植在呈陡坡梯田狀的山地上，因而柑橘果品及物資運輸十分困難。華中農業(yè)大學在國家現(xiàn)代農業(yè)（柑橘）產業(yè)技術體系支持下自主研發(fā)并推廣應用了單軌道山地果園運輸機。該運輸機機型小巧，運載能力強，可在復雜的地形鋪設，能夠較好滿足使用要求。為提高該運輸機的性能，本課題對其軌道齒條齒形進行了研究，為該運輸機的軌道結構優(yōu)化設計提供參考。
　　本研究以單軌道山地果園運輸機及軌道齒條

2、為研究對象，設計了不同齒形的軌道齒條，綜合運用三維建模軟件Pro/E及動力學仿真軟件ADAMS/View建立了單軌道山地果園運輸機驅動輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機模型，對不同齒形條件下的單軌道山地果園運輸機進行了力學性能仿真與分析，并搭建試驗臺架進行力學性能試驗。同時對驅動輪與不同齒形齒條嚙合時的運輸機振動平順性進行了研究分析，并在試驗臺架上開展運輸機振動平順性試驗，得到相關結論。本文的主要研究內容與結論簡述如下:
　　(1)基于動

3、力學理論建立了運輸機驅動輪與軌道齒條嚙合的動力學模型，并設計、加工制造了鏈輪齒形齒條、銷輪齒形齒條、擺線齒形齒條等。
　　(2)基于動力學理論及Hertz理論的Impact函數模型，建立了運輸機驅動輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機模型。選取齒條齒形、軌道坡度、驅動輪轉速為考察因素，設計虛擬正交試驗，得出影響運輸機作業(yè)力學性能的主次順序為齒條齒形＞軌道坡度＞驅動輪轉速，且在相同條件下鏈輪齒形齒條性能最優(yōu)。
　　(3)對運輸機進行了力

4、學性能試驗，以運輸機驅動輪旋轉角速度、軌道坡度、齒條齒形為考察因素，以驅動輪與不同齒形齒條嚙合時所需提供的驅動扭矩為評價指標，探究齒條齒形對單軌道山地果園運輸機力學性能的影響，得到在相同條件下驅動輪與鏈輪齒形齒條嚙合時的驅動扭矩最小，且波動幅度最小。在驅動輪旋轉角速度為+88.08rad/s、軌道坡度分別為+0°、+6°、+12°、-0°、-6°、-12°時，驅動輪與鏈輪齒形齒條嚙合時的驅動扭矩均值較驅動輪與圓弧齒形齒條嚙合時的驅動扭矩

5、均值分別減小33.82％，33.45％，21.59％，35.55％，27.24％，30.43％。
　　(4)搭建了單軌道山地果園運輸機振動平順性試驗臺架，并開展相關的振動平順性試驗，試驗結果表明運輸機在水平軌道上行駛、上坡、下坡時，驅動輪與鏈輪齒形齒條嚙合時在三個方向上同時具有較好的振動平順性，而驅動輪與銷齒齒形齒條嚙合時運輸機前后跳動、上下跳動較大，驅動輪與圓弧齒形齒條嚙合時運輸機左右跳動較大。
　　(5)鏈輪齒形齒條綜合