旱地驱动叶轮牵引附着性能的试验研究

摘要

轮式拖拉机特别是小型轮式拖拉机在旱地进行重负荷作业时，牵引附着性能差，驱动轮滑转严重，造成牵引效率低，油耗大是普遍现象。近几十年来，国内外许多学者、专家对如何提高拖拉机的牵引附着性能作了大量的工作，取得了较好的效果。研究新型行走装置，对提高轮式拖拉机动力性和经济性改善其牵引附着性能，有一定的理论意义和实用价值。　　根据旱地农业增产技术对耕作所提出的农艺要求，应用土壤-车辆力学和拖拉机及其机组形态理论，吸收国内外先进技术，利用平行四杆机构原理，设计出一种新的叶轮，作为本论文的研究对象，它的特点是叶片入土角度和入土深度可以在一定范围内调整。　　本文对比了两种旱地驱动叶轮特点并进行了动力学分析，探讨了影响叶轮驱动力和行驶阻力的土壤参数、叶轮结构参数和使用条件，为改进叶轮设计提供了理论依据。　　结合使用条件，利用多元旋转组合试验设计方法详细探讨了本叶轮的结构参数优化问题，即寻找叶片最佳入土角度和入土深度的组合。采用单驱动叶轮试验装置通过田间麦茬地试验，结合牵引负荷和作业速度，定性定量的分析叶片入土角度和入土深度对叶轮滑转率的影响。通过对滑转率回归模型的分析表明：在一定牵引负荷下，入土角度和入土深度对驱动叶轮的牵引附着性能有明显的影响，其中，入土深度为负效应，入土角度为正效应，即入土深度愈大，滑转率愈小，而入土角度愈大，滑转率愈大。通过对滑转率回归模型的优化分析求得叶轮在驱动力为1435N时入土角度和入土深度的最佳组合值为：入土深度为70毫米，入土角度为76°，此时的滑转率为7.88﹪。　　利用该试验装置还进行了单胶轮、单叶轮、胶轮叶轮并装的牵引附着性能对比试验，从驱动力、牵引功率和附着系数几个方面进行比较，通过对比可知，叶轮胶轮并装后，与单胶轮相比，牵引力增加了10.3﹪，牵引功率增加了12.5﹪，附着系数提高了33.3﹪。因此，小型轮式拖拉机并装叶轮可提高旱地作业特别是重负荷作业的牵引附着性能，这给小型轮式拖拉机广泛用于农田作业注入了新的活力。　　本研究是在陕西杨凌的沙壤土上进行的，所得结论是否适合于其它土壤条件和其它的叶轮还有待于进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明、导师承诺及关于论文使用授权的说明

第一章引言

§1.1选题的目的和意义

§1.2研究现状与动态

§1.2.1国外新型行走装置研究的状况

§1.2.2国内新型行走装置研究的状况

§1.2.3新型行走装置研究手段的发展状况

§1.3研究内容

第二章驱动叶轮的特点和动力分析

§2.1一般叶轮的特点

§2.2本叶轮的特点

§2.2.1驱动叶轮的构造及工作原理

§2.2.2驱动叶轮的动力分析

§2.2.3驱动叶轮行走阻力

§2.2.4小结

第三章多元旋转组合试验设计

§3.1回归设计

§3.2多元旋转组合试验设计

§3.2.1旋转组合试验设计中的几个基本问题

§3.2.2多元旋转组合试验设计分析过程

第四章多元正交旋转试验设计在旱地驱动叶轮结构参数优化试验中的应用

§4.1试验方案

§4.1.1试验因子的确定

§4.1.2单驱动叶轮牵引附着性能评价指标的确定

§4.1.3各试验因子水平的确定

§4.1.4试验设计方案

§4.2试验设备

§4.2.1试验装置

§4.2.2试验装置的受力分析

§4.2.3主要测试装置

§4.2.4被试叶轮

§4.3试验实施

§4.3.1试验场地

§4.3.2试验方法

第五章土壤参数的分析与测定

§5.1土壤参数的分析

§5.2土壤参数的测定

§5.2.1粘聚力系数C和土壤的内摩擦角φ的测定

§5.2.2土壤剪切变形模量k的测定

第六章多元旋转组合试验结果及其分析

§6.1试验结果

§6.2回归方程

§6.3回归方程的显著性检验

§6.4对模型进行分析讨论

§6.4.1主效应分析

§6.4.2单因素效应

§6.5寻找最优组合

§6.5.1统计选优

§6.5.2回归方程的优化分析

第七章叶轮与单胶轮牵引附着性能的对比试验

§7.1试验设备

§7.1.1试验装置

§7.1.2测试装置

§7.2试验条件和试验方法

§7.2.1试验条件

§7.2.2试验方法

§7.3结果及分析

§7.3.1单胶轮在不同路面上和麦茬地中试验结果及分析

§7.3.2各轮在麦茬地中试验结果及分析

§7.4小结

第八章结论和展望

§8.1结论

§8.2展望

文献综述 行走机构牵引附着性能的研究现状

参考文献

附录

致谢

作者简介