【类型】学位论文
【题名】轮式丘陵山地拖拉机扭腰姿态调整装置的设计与试验
【作者】 张斓
【关键词】 田间试验 多目标优化设计 丘陵山地拖拉机 扭腰姿态调整装置 多工况动力学分析
【学位授予单位】山东农业大学
【摘要】“十三五”以来,丘陵山区的农业机械化水平不断提高,作为最主要的农业动力机械,丘陵山地拖拉机的需求量持续增加。目前针对姿态调整式丘陵山地拖拉机的研究大部分处于理论研究分析阶段,主要实现静止状态下拖拉机车身差高调平功能,但是由于拖拉机车身属于刚性连接,当通过障碍物时,轮胎出现抓地力不足的情况,在作业过程中容易出现滑移倾翻的危险,此类拖拉机不能很好地适应丘陵山地的作业环境。针对目前姿态调整式丘陵山地拖拉机只能实现静态差高调平、调平精度低等问题,设计了一种轮式丘陵山地拖拉机扭腰姿态调整装置,通过理论分析、仿真模拟和田间试验等研究方式验证该装置的可靠性与姿态调整式拖拉机的优良性,为丘陵山地拖拉机的研究及未来丘陵山区的农业机械化发展提供参考。主要研究内容如下:（1）设计了丘陵山地拖拉机扭腰姿态调整装置。进行了拖拉机在横、纵向坡地的运动状态研究,得到了影响拖拉机坡地作业稳定性的因素,提出了拖拉机扭腰姿态调整要求,为扭腰姿态调整装置的设计提供了理论支撑;设计了姿态调整装置及液压控制系统,阐述了丘陵山地拖拉机整机结构及姿态调整装置工作原理。（2）进行了扭腰姿态调整装置结构优化设计。对姿态调整装置的关键部件滚架进行了静力学仿真,依据分析结果,为了满足轻量化的设计目标,在不改变结构的基础上进行了基于响应面法的多目标优化设计,最终优化结果滚架质量降低了4.51%;对优化后的滚架进行了模态分析,确保了滚架不会产生共振。（3）开展了丘陵山地轮式拖拉机多工况仿真。对扭腰姿态调整装置工作过程进行仿真,得到姿态调整装置的最大转动角度为15.2°;对拖拉机进行了坡地稳定性仿真,得到拖拉机横、纵向坡地行驶最大稳定倾角分别为19.8°和23.2°;对拖拉机进行了多工况动力学仿真,分析仿真结果可知,丘陵山地拖拉机能够适应不同的路面状况。（4）进行了丘陵山地扭腰轮式拖拉机田间适应性试验。以平均单位作业耗油量和平均生产率为评价指标,探究作业坡地角度及作业耕深两个因素对拖拉机作业性能的影响,并根据正交试验结果,确定了拖拉机最佳工作参数:横向旋耕（12.3°,10cm）平均单位作业耗油量11.35kg/hm~2,平均生产率0.72hm~2/h,横向犁耕（10.6°,31cm）平均单位作业耗油量21.43kg/hm~2,平均生产率0.62hm~2/h。
【学位年度】2022
【分类号】S219
【导师姓名】张开兴
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