自走式單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)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(chǎn)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(yùn)輸十分困難。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（柑橘）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系支持下自主研發(fā)并推廣應(yīng)用了單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)。該運(yùn)輸機(jī)機(jī)型小巧，運(yùn)載能力強(qiáng)，可在復(fù)雜的地形鋪設(shè)，能夠較好滿足使用要求。為提高該運(yùn)輸機(jī)的性能，本課題對其軌道齒條齒形進(jìn)行了研究，為該運(yùn)輸機(jī)的軌道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考。
　　本研究以單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)及軌道齒條

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

3、力學(xué)理論建立了運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動輪與軌道齒條嚙合的動力學(xué)模型，并設(shè)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(xué)理論及Hertz理論的Impact函數(shù)模型，建立了運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動輪與軌道齒條嚙合的虛擬樣機(jī)模型。選取齒條齒形、軌道坡度、驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速為考察因素，設(shè)計虛擬正交試驗，得出影響運(yùn)輸機(jī)作業(yè)力學(xué)性能的主次順序為齒條齒形＞軌道坡度＞驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速，且在相同條件下鏈輪齒形齒條性能最優(yōu)。
　　(3)對運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行了力

4、學(xué)性能試驗，以運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)角速度、軌道坡度、齒條齒形為考察因素，以驅(qū)動輪與不同齒形齒條嚙合時所需提供的驅(qū)動扭矩為評價指標(biāo)，探究齒條齒形對單軌道山地果園運(yùn)輸機(jī)力學(xué)性能的影響，得到在相同條件下驅(qū)動輪與鏈輪齒形齒條嚙合時的驅(qū)動扭矩最小，且波動幅度最小。在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)角速度為+88.08rad/s、軌道坡度分別為+0°、+6°、+12°、-0°、-6°、-12°時，驅(qū)動輪與鏈輪齒形齒條嚙合時的驅(qū)動扭矩均值較驅(qū)動輪與圓弧齒形齒條嚙合時的驅(qū)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(yùn)輸機(jī)振動平順性試驗臺架，并開展相關(guān)的振動平順性試驗，試驗結(jié)果表明運(yùn)輸機(jī)在水平軌道上行駛、上坡、下坡時，驅(qū)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(qū)動輪與銷齒齒形齒條嚙合時運(yùn)輸機(jī)前后跳動、上下跳動較大，驅(qū)動輪與圓弧齒形齒條嚙合時運(yùn)輸機(jī)左右跳動較大。
　　(5)鏈輪齒形齒條綜合