2ZG-6高速乘坐式水稻插秧机转向系统优化设计

摘要

本论文基于承担的企业委托项目“2ZG-6高速乘坐式水稻插秧机设计开发”的转向系统，针对其特定的转向系统结构进行设计开发。
　　 论文主要对插秧机的前轮定位参数和转向梯形结构进行了探究，详细阐述了插秧机的主销内倾角和主销后倾角对其转向性能的影响。通过对插秧机空载、满载和超载三种情况下的转向回正力矩的分析得出基于回正力矩的插秧机主销内倾角要优先主销后倾角考虑的结论。本文针对插秧机转向系统的关键部件转向梯形分别进行了平面和空间建模，两者都分析了插秧机转向梯形的内外转角关系，其中平面分析中对断开式非等腰梯形的分析是左右两边梯形分开研究的，而且每一边的梯形都是非等腰的，通过建立中间角最后找到左右车轮的实际转角关系，在平面梯形的约束条件本文给出了左右轮限位以及后桥限位，这一约束是通过实际操作得出来的。在空间模型中，我们综合考虑了主销内倾角和主销后倾角对断开式转向梯形的影响。对表征内外车轮转角关系的空间隐含数模型的求解采用了插值法，通过两种形式的建模，本文得出空间转向梯形的模型是与实际值比较接近的。针对插秧机转向系统的优化，本文采用的是正交—遗传算法，并结合vb编程软件算取适应函数，采用这种优化方法基本以下几点考虑:一是由于是与企业合作的项目，企业比较讲究经济性和实效性，正交—遗传算法的快速寻优特点刚好与之相符;二是，由于本文的插秧机是借鉴的日本洋马插秧机，而正交—遗传算法起源于日本;三是，正交—遗传算法在机械工程领域用的比较少，但是有些文献中将其用在结构的优化上并取得了比较好的结果，本文基于创新点的考虑。通过上述方法的优化得出了比较理想的结果，提交企业生产。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 前轮定位参数的研究

1．2．2 转向梯形

1．3 本课题研究的主要内容

1．3．1 前轮定位参数的设计

1．3．2 转向梯形的性能分析

1．3．3 转向系统的分析和优化设计

1．4 本课题研究的意义

第二章 前轮定位参数对插秧机操纵稳定性的影响

2．1 前轮定位参数

2．2 转向力矩和阻力矩计算

2．2．1 作用于转向轮的力矩

2．2．2 车轮转向阻力矩计算

2．3 主销内倾角

2．3．1 对轮胎自动回正和汽车直线行驶能力的影响

2．3．2 对制动稳定性的影响

2．3．3 对转向轻便性的影响

2．4 主销后倾角

2．4．1．对轮胎自动回正和汽车直线行驶性能的影响

2．4．2 对转向盘力特性的影响

2．4．3．对车辆稳态转向特性的影响

2．5 插秧机前轮定位角的设计计算

2．5．1 主销内倾和后倾所产生的回正力矩计算理论

2．5．2 主销内倾角与后倾角在回正性设计中的作用研究

2．5．3 基于轮胎磨损的车轮前束与外倾角的设计

第三章 转向梯形的性能研究

3．1 概述

3．2 阿克曼理论转向特性

3．3 断开式转向梯形的平面数学模型

3．3．1 转向梯形实际外导向轮转角函数

3．3．2 转向梯形的目标函数

3．3．3 设计变量

3．3．4 约束条件

3．4 断开式转向梯形的空间数学模型

3．4．1 断开式转向梯形的数学模型

3．4．2 转向梯形所决定的实际转向特性

3．4．3 转向梯形的优化设计

3．5 转向梯形的求解

3．5．1 插值法

3．5．2 均差

3．5．3 牛顿均差差值多项式

第四章 转向系统优化方法的介绍

4．1 正交实验法和遗传算法概述

4．1．1 正交试验设计法

4．2．2．遗传算法

4．2 正交试验设计法和遗传算法比较

第五章 转向系统模型的实现和优化

5．1 正交-遗传试验算法实验步骤

5．2 实验的具体操作

5．2．1 设计变量的选取及正交表实验安排

5．2．2 适应度(效果值)的求取

5．3 实验的结果及分析

5．3．1 正交表的计算

5．3．2 各因素主次顺序的确定

5．3．3 最优方案的确定

5．3．4 显著性分析

5．4 实例分析及验证

5．5 本章小结

第六章 结论及展望

6．1 结论

6．2 不足和展望

参考文献

致谢