土槽試驗臺車系統(tǒng)的設(shè)計和研究.pdf

1、新型農(nóng)業(yè)機械在開發(fā)和設(shè)計過程中，受農(nóng)田環(huán)境的不可控、驅(qū)動設(shè)備的振動以及農(nóng)時天氣等試驗條件限制，發(fā)展相對緩慢。在車輛地面系統(tǒng)力學的研究中，拖拉機的振動以及土壤參數(shù)的不確定性也制約著該學科發(fā)展。
　　故本文在了解國內(nèi)外土槽試驗臺車系統(tǒng)的歷史發(fā)展與研究現(xiàn)狀后，結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件和資源，設(shè)計了一臺操作性較好、精確度較高的土槽試驗臺車系統(tǒng)。
　　該土槽試驗臺車系統(tǒng)集機械、液壓、PLC控制技術(shù)、LabVIEW虛擬儀器技術(shù)于一體，模擬中小

2、型拖拉機工作方式。驅(qū)動能力大、控制準確可靠、測試靈活方便，采集存儲數(shù)據(jù)連貫。系統(tǒng)可用于各類農(nóng)業(yè)機械的樣機模擬試驗和性能測試分析試驗，如犁耕試驗、旋耕試驗等;進行輪胎與地面耦合的相關(guān)試驗，測試輪胎運行過程中受力情況，胎面變形情況，驗證輪胎理論模型等。也可在教學過程中用作為演示、示范模型。
　　臺車系統(tǒng)主要由槽體、牽引車和雙輪試驗裝置組成。土槽體用于盛放試驗土壤，按照實際田間土層分布，土壤厚度可達80cm。土槽同時作為牽引車運行軌道，

3、牽引車在楷體的軌道上運行，具有加速階段、有效階段和減速階段。牽引車速度范圍為0-10m/s，牽引功率22kW，動力輸出軸轉(zhuǎn)速為0-1000r/min，輸出功率7.5kW。前后工作裝置分別可提供10kN的加載力，用于提升或下降工作裝置。雙輪試驗系統(tǒng)用于模擬不同工況下輪胎的運行情況，可控制胎壓、滑轉(zhuǎn)率、車速、垂直載荷等因素進行試驗，分析輪胎受力、驗證理論模型。
　　本文對這這三個主體部分分別進行設(shè)計。
　　首先，基于農(nóng)機系實驗室

4、條件設(shè)計土槽體方案，包括給排水方案、軌道放置和土層布置。
　　其次，設(shè)計試驗牽引車的總體方案。使用三維建模軟件SolidWorks建立試驗臺車系統(tǒng)的整車結(jié)構(gòu)和零部件圖。設(shè)計機械部分，對車架進行設(shè)計與仿真;設(shè)計并校核帶傳動、齒輪傳動和鏈傳動的;重點設(shè)計傳動軸、動力輸出軸的結(jié)構(gòu)，使用Ansys進行靜力結(jié)構(gòu)分析;選型軸承、鍵、聯(lián)軸器等零部件。計算液壓站主要參數(shù)，繪制液壓油路原理圖。最后利用二維設(shè)計軟件導(dǎo)出加工圖紙。
　　再次，確定

5、電氣控制部分功能以及測試系統(tǒng)的功能模塊，設(shè)計控制系統(tǒng)流程，選型控制系統(tǒng)硬件，分配輸入輸出端口以及設(shè)計外圍電路，利用SIMTAIC編程軟件STEP7編寫控制梯形圖，以及設(shè)計人機交互控制界面。對測試系統(tǒng)硬件進行選型，分析測試原理，重點對輪胎以及犁體六分力測力機構(gòu)進行分析，使用NI系列產(chǎn)品設(shè)計了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和測試界面。
　　最后，對雙輪試驗裝置進行設(shè)計，包括帶傳動、齒輪傳動的設(shè)計與校核，傳動軸的設(shè)計與仿真以及其他零部件的選型等。對試驗裝