1254型拖拉机底盘零部件设计及优化

摘要

904型拖拉机是东风农机集团一款比较成熟的产品，该机底盘在设计之初就留有设计余量，为新机型的开发做了准备。在长期的使用过程中发现，该机底盘整体结构强度较好，因此希望在其基础上开发1254型拖拉机底盘。为降低设计风险，先应用有限元分析方法对904型拖拉机底盘进行校核计算，找出底盘设计中的薄弱环节并提出改进方案。在此基础上，提出1254型拖拉机底盘的设计方案，并再次进行有限元校核计算，以确保设计方案的可靠性。
　　 1254型拖拉机底盘的设计方案高度继承了904型拖拉机底盘中的零件，仅重新设计了前托架与后桥壳体，提高了不同功率段拖拉机零件的通用性和互换性，有利于企业系列化生产。对1254型拖拉机底盘的校核分析中，在考察各零部件结构强度的基础上，首次提出了接触面压力的评价指标，考察不同零件之间接触面上的压力分布，对零件之间连接刚度的影响。本文主要研究内容:
　　 根据904型拖拉机底盘的结构组成，利用SolidWorks软件建立拖拉机底盘的几何模型，利用专业的前处理软件Hypermesh对几何模型进行网格划分，得到有限元模型。参照国外拖拉机企业试验方法，确定了本次计算的七个计算工况，模拟拖拉机在现实工作中可能遇到各种恶劣情况，可有效评估拖拉机底盘的结构强度是否满足设计要求，利用ANSYS软件对有限元模型进行了结构强度分析，得到底盘各零件的应力分布云图，找出了底盘各零部件的结构薄弱处，对应力集中比较严重零部件（包括前托架、离合器壳、最终传动壳体）进行结构改进，改进后的底盘的整体刚度得到提升。
　　 使用与904型拖拉机底盘分析计算中类似的计算工况，对1254型拖拉机底盘进行分析验证，通过分析应力云图，发现1254型拖拉机的后桥壳存在应力集中现象，并给出了改进方案，改进后应力集中情况有所改善;发现后桥壳与离合器壳之间的连接刚度较差，相应地提出了2种改进方案。通过比较改进后的接触压应力分布情况，得出改进方案1的可行性更高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景和意义

1．2 国内外拖拉机等农用机械发展现状

1．2．1 国内拖拉机的发展现状

1．2．2 国内学者的研究现状

1．2．3 国外拖拉机等农业机械的发展状况

1．3 本文主要研究内容

第二章 有限元法的理论与基础

2．1 有限元法基础

2．1．1 有限元法概述

2．1．2 有限元法的优点

2．1．3 有限元法分析步骤

2．1．4 有限元法的理论基础

2．2 有限元前处理软件介绍

2．2．1 SolidWorks软件介绍

2．2．2 SolidWorks2010新特性

2．2．3 HyperMesh软件介绍

2．3 有限元分析软件介绍

2．3．1 ANSYS软件发展概述

2．3．2 ANSYS软件的特点

2．3．3 ANSYS的主要功能

本章小结

第三章 904型拖拉机底盘有限元分析及优化改进

3．1 计算分析前的准备工作

3．1．1 单元类型、接触方式的选择与设置

3．2 建立计算模型

3．2．1 建立三维几何模型

3．2．2 建立有限元模型

3．3 计算工况及边界条件

3．3．1 确定计算工况

3．3．2 施加边界条件

3．4 原机底盘计算结果与分析

3．4．1 前托架

3．4．2 离合器壳

3．4．3 最终传动壳体

3．5 改进方案及校核

3．5．1 前托架改进

3．5．2 离合器壳改进

3．5．3 最终传动壳体改进

本章小结

第四章 1254拖拉机底盘设计

4．1 1254型拖拉机底盘设计思路

4．2 904型拖拉机底盘结构优化对原机后桥壳受力的影响

4．3 1254型拖拉机后桥壳设计

4．4 1254拖拉机底盘有限元分析

4．4．1 前托架计算分析结果

4．4．2 后桥壳计算结果分析

4．5 后桥壳与变速箱壳体的连接刚度

4．6 1254后桥壳连接刚度改进

4．6．1 改进方案一

4．6．2 改进方案二

本章小结

第五章 全文总结

5．1 全文总结

5．2 进一步工作展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文