大功率拖拉机驾驶室的设计与研究

摘要

拖拉机是一种广泛应用于农业和林业的动力机械，由于其作业环境的复杂性和特殊性，驾驶员的驾驶环境相当恶劣，所以保障拖拉机驾驶的安全性和舒适性就显得尤为重要。好的拖拉机驾驶室能够给驾驶员提供一个舒适的驾驶环境，驾驶室内的噪音、振动、微环境气候、操作舒适性等都将得到保证，可以减少对驾驶员生理和心理的危害。本论文分析了拖拉机驾驶室设计的主要内容和方法，对拖拉机驾驶室的造型、色彩、人机工程、结构强度等进行了研究与设计，并用Pro/E Manikin模块和Pro/Mechanica软件对驾驶室的人机环境和结构强度进行了仿真分析和评价，最终完成了拖拉机驾驶室方案设计，并用Pro/E建立了驾驶室三维模型。所完成的主要工作归纳如下:
　　 1.对拖拉机驾驶室的发展历史和现状进行了分析，根据拖拉机驾驶室的造型、色彩、结构安全性以及人机环境设计的重要性，提出了拖拉机驾驶室设计的要求。
　　 2.结合拖拉机驾驶室设计的形态要素和功能要素，根据拖拉机造型设计的一般原则和方法，对拖拉机驾驶室的整体造型进行了分析与研究。通过分析KT1804拖拉机驾驶室的功能、结构、使用环境及使用人群的文化和审美等方面的因素，对KT1804拖拉机新驾驶室的设计进行了定位，结合产品造型设计的创意方法，对拖拉机驾驶室进行了新的造型，并对选定的设计方案进行了分析与评价，运用Pro/E软件建立了拖拉机整体造型的三维实体模型。
　　 3.通过对国内外26个知名品牌拖拉机色彩的统计与分析，总结了国内市场中拖拉机色彩的现状与流行趋势，分析了影响拖拉机色彩的主要因素，根据这些因素对KT1804拖拉机的色彩设计进行了详细的定位。结合拖拉机色彩设计的基本原则和方法对KT1804拖拉机驾驶室进行了色彩设计，运用Keyshot软件对几个色彩创意方案进行了渲染，最后通过对各色彩设计方案的评价分析，选定了色彩设计最终方案，并制定了色彩的标准参数，以方便企业的色彩管理。
　　 4.根据拖拉机驾驶室人机工程学评价体系，对KT1804原驾驶室各部件的空间布局和驾驶员的驾驶舒适性进行分析，提出了现有驾驶室设计中的不足与需要改进的地方，运用拖拉机人机工程学相关理论知识对拖拉机驾驶室的H点位置，各操纵装置的尺寸和位置关系进行了设计和布局，并建立了驾驶室的内室布局的详细三维模型。最后，运用Pro/E Manikin人机评价模块，对驾驶员在驾驶拖拉机的操作过程中的坐姿舒适性、视野性能、操纵范围进行了人机评价与仿真分析。分析结果表明，优化设计后的驾驶室舒适性、视野性能及易操作性都得到了改善。
　　 5.分析了拖拉机驾驶室的结构特点与强度要求，结合材料、加工工艺、力学性能等对驾驶室整体结构进行了设计，用Pro/Mechanica软件，按照OECD试验方法和标准，对拖拉机驾驶室结构模型进行了后推、后压、侧推、前压、前推五项试验仿真分析。通过分析得出，所设计的驾驶室结构能够达到OECD试验标准。
　　 本论文系统性地研究了拖拉机驾驶室设计的总体内容和设计方法，并在Pro/E软件平台下，建立了驾驶室三维模型，运用Pro/E Manikin模块和Pro/Mechanica模块对拖拉机驾驶室的人机工程学及结构强度进行了仿真分析与评价，可为后续相关课题的研究提供了参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 课题的研究背景

1．1．2 课题的研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究的目标和内容

第二章 拖拉机驾驶室的造型设计

2．1 拖拉机驾驶室造型设计的综合因素

2．1．1 拖拉机驾驶室造型设计的美学因素

2．1．2 拖拉机驾驶室造型设计中的文化因素

2．1．3 拖拉机驾驶室造型设计品牌形象

2．1．4 拖拉机驾驶室造型设计的经济因素

2．2 拖拉机驾驶室造型设计的方法与手段

2．3 KT1804拖拉机驾驶室造型设计

2．3．1 前期准备

2．3．2 创意构思

2．3．3 方案具体化

2．3．4 方案分析

2．4 本章小结

第三章 拖拉机驾驶室的色彩设计

3．1 拖拉机驾驶室色彩设计的重要性

3．2 拖拉机驾驶室色彩设计前期调研与分析

3．2．1 拖拉机驾驶室色彩现状分析

3．2．2 拖拉机驾驶室色彩设计趋势

3．2．3 KT1804驾驶室色彩设计应考虑的因素

3．3 拖拉机驾驶室的色彩定位

3．3．1 根据拖拉机驾驶室产品属性的定位

3．3．2 根据使用者的定位

3．3．3 根据企业的定位

3．3．4 根据市场的定位

3．4 KT1804驾驶室的色彩设计与评价

3．4．1 拖拉机整体色彩方案效果图

3．4．2 拖拉机色彩方案的确定

3．6 本章小结

第四章 拖拉机驾驶室人机工程学分析与研究

4．1 KT1804拖拉机驾驶室介绍

4．2 拖拉机驾驶室H点位置的确定

4．2．1 H点的定义

4．2．2 拖拉机驾驶室H点的确定

4．3 驾驶室各装置的空间布置

4．3．1 驾驶室各装置的空间布置的人机工程学原则

4．3．2 驾驶室各装置的空间布置

4．3．3 驾驶室模型的建立

4．4 Pro／E人体模型的建立

4．4．1 Pro／E人机分析模块简介

4．4．2 PROE人体模型的建立

4．5 驾驶室人机工程学分析

4．5．1 驾驶员坐姿舒适性分析

4．5．2 驾驶员操纵空间分析

4．5．3 驾驶员视野分析

4．6 本章小结

第五章 拖拉机驾驶室结构强度仿真分析

5．1 驾驶室结构强度的重要性

5．2 驾驶室的Pro／E结构模型的建立

5．3 驾驶室有限元模型的建立

5．3．1 Pro／Mechanica分析模块简介

5．3．2 基于Pro／Mechanica的驾驶室有限元模型的建立

5．4 驾驶室的有限元仿真分析

5．4．1 仿真工况与载荷

5．4．2 仿真计算结果分析

5．4．3 仿真结论

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢