现代农用汽车取力器设计与分析

论文摘要

农用汽车取力器Power take-off PTO是实现农用汽车与专有设备之间动力传递的关键装置。它具有传动效率高、稳定、成本低、性价比高、制造工艺成熟等优点。随着对农用汽车特定功能要求的发展,把取力器安装在农用汽车上,使得农用汽车具有传动和取力的双重功能,成为现代农用车辆一个新的发展趋势。因此对农用汽车取力器进行设计和分析具有现实意义。本文从取力器的参数化建模设计出发,在运用汽车动力学基本知识的基础上,用Matlab软件对取力器进行了仿真分析,进一步对装配有取力器的农用汽车进行了实车性能试验。具体研究主要内容如下:①从汽车动力装置匹配的计算出发,确定了农用汽车取力器的传动比分配,进一步确定了取力器齿轮的相关设计参数,在此基础上利用Solidworks三维设计软件对取力器进行了参数化建模,设计出一款农用汽车新型双轴式取力器;②根据农用汽车动力学性能要求出发,对以设计出来的农用汽车取力器的传动与取力两种功能进行了分析。进一步通过建立取力器两种功能的仿真模型,运用MATLAB仿真软件的Simulink模块,以农用汽车发动机扭矩为输入,对取力器动力学特性和响应进行了仿真分析。③参照汽车动力性指标,对装有取力器的农用汽车,在满足其动力学性能基础上,对车载取力器的特性进行了分析。④依据现有的国家标准和汽车行业标准,对取力器进行了台架试验。并根据车辆动力学试验方法及相关标准,对装有取力器的农用汽车进行了实车路况试验。通过上述研究分析、仿真计算和试验,表明本文所设计开发的农用车取力器是可靠的,具有实用性,同时能够满足市场需求。分析与试验结果的一致性也表明本文的仿真分析方法也是正确的,同时也为今后进一步的现代农用汽车取力器的设计开发奠定了较好的基础,具有一定的参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 研究的背景
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状概述
• 1.2.1 国外的取力器技术研究状况
• 1.2.2 国内的取力器技术研究状况
• 1.3 取力器的研究的主要内容和方法
• 1.3.1 取力器的功能和结构
• 1.3.2 论文研究的内容
• 1.3.3 论文研究的方法
• 1.4 本章小结
• 2 取力器动力参数的确定及实体模型的建立
• 2.1 农用汽车取力器动力系统匹配设计
• 2.1.1 取力器传动比的确定
• 2.1.2 取力器高挡位和低挡位传动比的计算
• 2.2 农用汽车取力器实体模型的建立
• 2.2.1 基于SolidWorks 软件的实体建模过程
• 2.2.2 农用汽车取力器三维实体模型的建立
• 2.3 本章小结
• 3 农用汽车取力器仿真分析
• 3.1 取力器仿真分析过程
• 3.1.1 装有取力器的农用汽车系统结构模型
• 3.1.2 农用汽车取力器仿真建模条件
• 3.2 取力器换挡机构的仿真分析
• 3.2.1 换挡机构工作原理
• 3.2.2 换挡机构力学模型的建立
• 3.2.3 换挡机构的仿真分析
• 3.3 取力器六工况仿真分析
• 3.3.1 六工况的工作原理
• 3.3.2 六工况数学模型的建立
• 3.3.3 六工况系统框图的建立
• 3.3.5 取力器的六工况仿真分析结果
• 3.4 本章小结
• 4 农用汽车取力器性能分析原理
• 4.1 汽车行驶动力学方程
• 4.1.1 汽车的驱动力
• 4.1.2 汽车的行驶阻力
• 4.1.3 装配取力器的汽车动力性分析指标
• 4.2 取力器齿轮噪声产生机理与振动噪声
• 4.2.1 取力器齿轮噪声产生机理
• 4.2.2 齿轮的振动噪声特征
• 4.3 上档和脱档性能分析
• 4.4 本章小结
• 5 农用汽车取力器试验结果分析
• 5.1 汽车试验目的分类与有关标准
• 5.1.1 汽车试验的目的和分类
• 5.1.2 试验标准
• 5.2 取力器台架检测
• 5.2.1 取力器台架实验内容与目的
• 5.2.2 取力器台架噪声实验
• 5.3 装配有取力器的农用汽车道路检测及其分析
• 5.3.1 实验条件
• 5.3.2 实验准备工作及实验器材
• 5.3.3 实车试验测试内容
• 5.3.4 实车试验测试结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A.作者在攻读学位期间发表论文
• B.作者在攻读学位期间所取得的研究成
• C. 取力器开发成品照片