丘陵山地果园轮式运输机液力缓速制动器的设计与试验

摘要

我国是柑橘的重要源产地之一，柑橘产地主要分布于东南山地地带。作为典型的丘陵山地农业，柑橘的种植缺乏规划化的管理，种植地集中在交通运输不够完善发达的山坡以及岗地上，有的甚至生长在立地条件比较差的梯田状陡坡地形上，导致常规运输机难以进入山地果园，致使柑橘果实在成熟时期运输效率不高。果农们只能用背篓或肩挑等人工方式运输，这样不仅劳动强度大，而且果品也容易损伤。山地果园轮式运输机灵活性强、低速高扭，特别适用于标准化程度低，地形较为复杂的小坡度果园果品、农药与肥料等物品的运输。而在山地果园运输机工作过程中，常会遇到各种不同的路况，如泥石路面、连续上下长坡等，连续频繁的制动操作容易产生驾驶疲劳并且影响行车安全，因此，本文所研制的能在山地果园农用运输车制动中，起辅助制动作用的液力缓速器在农业运输过程中有很大的应用发展前景。
　　液力缓速器装置一般是大型货车或是载客车上，本文通过相似设计原理，并利用山地果园运输机的相关传动技术参数，通过设计计算液力缓速器样机的各个关键尺寸。最后通过生产企业根据设计的尺寸定制液力缓速器新样机，并进行试验检测，测定设计的新型液力缓速器的制动力矩和时间、转速等参数的关系，由此验证设计的新样机的结构合理性。
　　本文设计及其试验的具体工作如下：
　　（1）在组织实际调研和对市场上其他型号的液力缓速器进行分析的的基础上，运用Pro/E三维建模软件根据设计的新样机尺寸，建立了新液力缓速器样机的结构模型，并利用Pro/E的绘图模块输出液力缓速器的结构透视图；最后的装配分解图通过模型编辑器功能输出。
　　（2）搭建新样机测试平台，把液力缓速器新样机、驱动电机、扭矩传感器等链接起来，通过驱动电机的调速旋钮控制调节驱动电机的转速，其间通过扭矩传感器的转速、扭矩测量显示测试过程中扭矩与转速的对应关系，验证设计的新样机能否符合制动要求。
　　（3）根据疲劳准则对车架载荷情况进行寿命计算，最后根据累积损伤理论判断运输机车架是否会发生疲劳失效。
　　（4）利用测试的各组数据，绘制转速力矩关系图，力矩时间关系图，以及在不同冲液量的情况下，制动力矩与制动时间、转速之间的关系。
　　结果表明，在液力缓速器充液量为70％的情况下，通过改变缓速器输入设定要求转速条件下时，当缓速器的输入转速到达350r/min时，便可以提供T=141.22N·m的制动力矩实现下坡缓速匀速行驶；当运输车以超过400r/min的转速开始使用缓速器时，缓速器能提供Tmax=166N·m的制动力矩，实现运输车的减速。

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第一章 绪论

1. 1 课题的研究背景

1. 2 辅助制动装置的研究意义

1. 3 辅助制动装置的类型

1. 4 国内外液力缓速器研究和发展现状

1. 5 液力缓速器存在的不足

第二章 缓速器设计原理

2. 1 液力缓速器的安装位置及工作方式

2. 2 液力缓速器的工作原理

2. 3 叶片倾角α因素计算结果与分析

2. 4 液力缓速器上的相似设计理论

2. 5 相似设计理论的相似定律

2. 6 液力缓速器设计的总体流程

第三章 液力缓速器的结构参数设计

3. 1 液力缓速器合理设计的意义

3. 2 液力缓速器装载的山地果园运输车

3. 3 制动力矩计算公式

3. 4 轮式运输车下坡时的受力分析

3. 3 液力缓速器的具体设计步骤

3. 4 液力缓速器冷却系统方案的研究

第四章 缓速器结构仿真

4. 1 液力缓速器循环圆的结构设计

4. 2 液力缓速器结构三维建模软件介绍

4. 3 本章小结

第五章 液力缓速器设计与样机试验

5. 1 试验内容与目的

5. 2 液力缓速器样机试验设备

5. 3 样机试验平台搭建

5. 4 液力缓速器样机测试试验

第六章 总结与展望

6. 1 全文总结

6. 2 课题展望

致谢

参考文献

附录：学位论文相关成果