自走式山地果园单轨运输机的研制

论文摘要

目前我国柑橘的生产机械化程度低,引进的部分日本、韩国等国家的柑橘生产果园运输机械,由于成本过高等种种原因未能适应国情,未能在生产中发挥应有的作用。因此,为解决柑橘生产的机械化运输难题,研发了自走式山地果园单轨运输机。本论文结合国内外现有的果园类运输机械和非自走式山地果园单轨运输机的特点,设计并制造了一种自走式山地果园单轨运输机；自走式运输机结构小巧紧凑,自走式运输机的主机部分长1.1米,宽0.45米,高0.65米,运行速度0.7-0.8米／s,其中自走式运输机所用单轨道依据地形铺设,对地形的适应性较强,其中最小转弯半径2.66米,上坡载重500Kg,下坡载重1000Kg,最大爬坡角度45°。该自走式运输机实现了真正意义上的单轨道运输,采用单根梁形式的轨道,轨道结构简单,建设成本低,充分满足了山地果园中果实,农药,肥料及基本的建设物资的运输要求。自走式运输机采用13马力188F-L风冷汽油机作为动力,该汽油机自带一级二分之一减速机构,其额定输出轴转速仅有1800r/min,利于减速,且风冷汽油机整机重量较轻,外形尺寸小巧,震动和噪音均较低。自走式运输机设有前进、后退和空挡三个档位,可以实现自走式运输机沿轨道的前进后退和制动。通过四杆—杠杆撞击联动离合刹车机构的巧妙应用,自走式运输机实现了的无人驾驶功能,与国内目前的山地果园遥控单轨运输机和非自走式山地果园单轨运输机相比,稳定性和可靠性均较高。该论文中将自走式运输机分为动力传动系统,驱动系统,撞击联动离合刹车系统,轨道,主机,拖车等几部分来分别进行结构设计和理论分析。对四杆—杠杆撞击联动离合刹车装置进行机构设计和工作原理介绍,确定其大大简化操作的同时能满足可靠制动的要求。对单轨道进行受力分析,确定运输机在负载直行、爬坡、制动等各种情况下其强度均满足要求。研究自走式运输机在最大负载运行时轨道支脚受的最大应力均小于极限值,轨道的强度满足要求,安全可靠。对自走式运输机的关键部件进行静力学与动力学仿真分析,以确定其稳定性和可靠性要求。

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摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 问题的提出

1.1.1 国内柑橘生产情况

1.1.2 国内柑橘生产困境

1.2 研究的目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.3.3 国内山地果园运输类机械的特点

1.4 研究内容

1.5 技术创新点和难点

1.5.1 技术创新点

1.5.2 技术难点

1.6 技术路线选择

1.7 本章小结

第二章自走式山地果园单轨运输机整体方案设计

2.1 自走式山地果园单轨运输机的总体设计

2.1.1 总体设计要求

2.1.2 自走式山地果园单轨运输机主要性能指标

2.2 自走式运输机整机传动系统方案设计

2.3 自走式山地果园单轨运输机的整机结构设计

2.4 自走式运输机的工艺流程、工作原理及基本操作过程

2.5 本章小结

第三章自走式山地果园单轨运输机的主要参数计算

3.1 动力能耗计算及动力选择

3.2 运行速度及各传动比的选定

3.3 最大爬坡角度

3.4 本章小结

第四章自走式山地果园单轨运输机关键部件的研究

4.1 传动系统研究

4.1.1 带传动的选择及计算

4.1.2 减速箱的设计

4.1.3 链传动的设计计算

4.2 驱动部件设计研究

4.2.1 驱动机构驱动形式的选择

4.2.2 驱动机构参数设计

4.3 杠杆—四杆撞击联动离合刹车机构设计及研究

4.3.1 机构整体设计及工作原理

4.3.2 刹车机构受力分析

4.4 防上跳脱轨及侧倒装置、轨道末端防出轨装置设计研究

4.4.1 防上跳脱轨及侧倒装置设计及功能

4.4.3 轨道末端防出轨装置设计及功能

4.5 轨道结构设计及稳定性受力分析

4.5.1 轨道结构设计

4.5.2 轨道稳定性受力分析

4.6 本章小结

第五章驱动部件、齿带及轨道有限元分析

5.1 驱动轴应力分析

5.1.1 ANSYS静力分析的一般过程

5.1.2 驱动轴静力仿真及结果分析

5.2 齿带的受力仿真及结果分析

5.2.1 齿带受力仿真

5.3 轨道受力的静力学及模态分析

5.3.1 轨道的静力学分析

第六章自走式运输机样机试制及运行试验

6.1 自走式运输机样机制作及运行试验

6.1.1 自走式运输机负载运行速度及无人驾驶功能检验试验设计

6.1.2 运行试验数据

6.1.3 试验结果分析

6.2 自走式运输机其他性能检验试验

6.3 本章小结

第七章结论与讨论

7.1 结论

7.2 讨论

参考文献

致谢

附录

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