乘坐式高速插秧机后桥机构的研究与设计

摘要

乘坐式高速插秧机采取四轮驱动，后桥工作状况的好坏将直接影响到整个插秧机的行走速度和田间作业质量。齿轮动力学研究的目的是为了优化整个齿轮传动系统，通过动力学方程的模拟更准确的掌握齿轮传动过程中的动力学特性，从而为优化设计、提高齿轮的承载能力和安全性提供有效的理论参考。本文在简单的分析比较国内外水稻插秧机发展过程的基础上，依据机构学原理，采用理论分析与仿真分析相结合的方法，对后桥整体结构和关键部件进行了优化设计。本文主要研究内容及结论如下：
　　（1）在简单的分析比较当前国内外齿轮动力学研究的基础上，利用瑞利法原理推导出了齿轮与轴装配时的等效质量计算公式，并研究探讨了动力学模型建立过程中的相关参数：等效刚度、等效阻尼等。最后通过计算给出了矩阵形式的单级齿轮副动力学模型。对齿轮传动系统进行了深入研究。后桥齿轮传动系统由十个齿轮组成，为保证传动可靠性，对齿轮传动系统关键部件进行了动力学研究，分析了大负荷工况下传动系统受力情况，为设计可靠的齿轮传动系统提供了设计依据。
　　（2）设计了后桥轮边离合器减速制动系统，利用该系统能够完成插秧机左右轮的非同步制动，从而完成插秧机的原地转向，而且可以解决田间工作时动力不足的问题。
　　（3）对本文研究设计的后桥行走系统的关键零部件进行了三维建模和虚拟装配，并对建立的后桥齿轮传动系统进行了ADAMS运动学仿真，通过分析各级齿轮间啮合力的大小、各齿轮的角速度曲线，计算得该齿轮传动系统的传动效率，进一步验证后桥齿轮传动系统设计的合理性。
　　（4）为了了解插秧机后桥齿轮传动过程中，齿轮的振动情况，采用ANSYS有限元分析软件对插秧机后桥齿轮传动系统中的关键齿轮进行模态分析，通过研究其固有频率，并与插秧机田间作业时的实际工况下振动情况相比较，验证了小齿轮设计的可行性，为后桥齿轮传动系统中齿轮的结构优化设计提供理论依据。

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第一章 绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外水稻插秧机研究现状

1.3国内外齿轮动力学研究现状

1.4我国水稻插秧机的发展趋势

1.5课题主要研究内容

1.6本章小结

第二章 插秧机后桥总体结构及关键零部件设计

2.1 插秧机后桥总体设计方案

2.2 插秧机左（右）车轴箱总体设计

2.3 基于UG的后桥关键部件三维设计

2.4 本章小结

第三章 插秧机后桥齿轮动力学研究分析

3.1 齿轮系统动力学研究发展现状

3.2 齿轮系统动力学的模型建立

3.3 齿轮啮合力的理论计算

3.4 本章小结

第四章 乘坐式高速插秧机后桥机构关键零部件三维建模及

4.1 乘坐式高速插秧机后桥机构三维模型的建立与装配

4.2 基于ADAMS后桥齿轮传动运动学仿真

4.3 后桥齿轮传动系统仿真分析结果

4.4 本章小结

第五章 基于ANSYS的齿轮模态分析

5.1 ANSYS模态分析概述

5.2 建立有限元模型

5.3 划分网格

5.4 加载和求解

5.5 扩展模态

5.6 结果分析

5.7 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间公开发表的论文与专利