拖拉机电控液压动力转向系统的转向机构及液压系统设计

近年来,我国农业机械化事业迅速发展,农机装备总量、农机作业水平、先进技术应用水平不断提高,对促进粮食增产、农民增收、农业增效发挥了重要作用。 轮式拖拉机是实现农业机械化和现代化不可缺少的重要动力机械,随着新兴科学技术的不断发展,采用机电液一体化技术是拓宽拖拉机功能、提高其技术性能以及解决其所面临诸多技术难题的最佳选择方案,并且已经成为现代拖拉机的主要技术发展趋势。 本文选择了某一中等马力的轮式拖拉机为研究对象,设计一套电控液压动力转向系统的机械和液压部分。该套转向系统对于改善轮式拖拉机的操纵性、降低驾驶员的劳动强度具有重要意义。论文的主要工作包括： 分析了轮式拖拉机转向系统的发展过程,以及各种转向系统的特点及其工作原理,介绍了所设计的电控液压动力转向系统的结构及其工作原理。根据车辆的理想转向特性,设计了一套新的轮式拖拉机的转向机构,在所选轮式拖拉机的结构参数的基础上,确定了该套转向机构主要组成部分的结构尺寸,利用Solidworks软件支持鼠标动态拖动的功能,对所设计的转向机构进行了运动模拟,从而得到了优化后的转向机构的其余构件的结构尺寸。利用Matlab软件得到了所设计的转向机构的转向特性曲线。 分析了轮式拖拉机转向系统的力学特性,计算得到转向系统的工作时要能承受的最大阻力矩。采用虚拟样机技术,应用Adams软件对所设计的转向机构进行了动力学分析,得到转向机构工作时液压缸要能产生的最大工作推力。通过最大工作推力完成了转向动力缸的设计。至此,转向机构各组成部分的结构参数设计完毕,应用Pro/E软件建立了转向机构的三维模型,并进行了运动模拟仿真,证明了机械部分设计的正确性。 应用Ansys软件,把通过Adams仿真得到的力作为边界载荷条件施加在油缸活塞杆上,对活塞杆进行有限元分析,得出活塞杆在受力最大时刻的应力应变分布情况,为活塞杆材料的选择等提供了可靠依据。 设计了电控液压动力转向系统的液压系统,绘制了液压系统原理图,对液压系统的各个组成元件的结构和工作原理进行了介绍,对液压系统静态特性进行了分析。基于Amesim软件建立了液压系统的仿真模型,验证了模型建立的正确性,并对液压系统动态特性进行了仿真分析。 以学校的液压实验室为基础,搭建了液压系统的实验平台,介绍了所选用传感器的工作原理和基于Labview虚拟仪器技术的数据采集设备。得到了实验数据和图形,验证了液压系统设计的正确性。 最后,对本论文的研究工作和成果进行了总结,展望了下一步的研究工作。