标准四驱水田自走底盘转向驱动桥设计与工程结构 - Ingenta Connect.PDF

第 31 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.8 54 2015 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2015 标准四驱水田自走底盘转向驱动桥设计与工程结构分析 刘宏新，郑利双，徐高伟，王 晨 （东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030 ） 摘 要：为通过标准四轮驱动形式提高水田自走底盘的通过性，设计了一种转向驱动桥，因其壳体结构及受力非常复杂， 为保证在设计过程中精确控制刚度和强度，利用 CATIA 有限元分析模块，在桥壳 3D 图形上建立了各组成壳段间具有联 接关系和力传递特性的车轿装配体有限元分析模型，并根据底盘工况特点及力学分析的数据划分特征区域、施加约束及 载荷边界条件，计算出车桥的变形和应力分别为 0.218 mm、121 MPa，结合进一步的实物样机测试表明，该种结构铝制 车桥的刚度与强度满足设计要求及相关行业标准。该文为以轻量化和高通过性为目标而采用的标准四驱形式的底盘进入 性能验证阶段提供指导，也为类似具有复杂结构及复杂受力机构的设计提供参考。 关键词：农业机械；有限元法；设计；水田底盘；标准四驱；转向驱动桥；结构分析 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.08.009 中图分类号：S220.2; TH123 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-08-054-07 刘宏新，郑利双，徐高伟，等. 标准四驱水田自走底盘转向驱动桥设计与工程结构分析[J]. 农业工程学报，2015，31(8)： 54－60. Liu Hongxin, Zheng Lishuang, Xu Gaowei, et al. Design and engineering structure analysis on paddy-field chassis steering drive axle with standard all-wheel-drive[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(8): 54 －60. (in Chinese with English abstract) 的正确性与可靠性，为首次采用的标准四轮驱动形式的 0 引 言 底盘进入全面的性能验证阶段奠定技术基础。 2 中国水稻种植面积约为 3 300 万 hm ，占中国总耕地 1 结构设计 面积的 1/4 以上，产量占世界的37% 。中国约有 8 亿人以 稻米为主食，是世界最大的稻米消费国[1] 。在南方水田轮 该种转向驱动桥采用铝制分段壳体结构，其组成及 作区还出产油菜与小麦，水田的产能在中国粮油安全战 在底盘上的安装如图 1 所示。 略规划中占有极其重要的地位。但在主要粮食作物生产 中，水田的综合机械化水平最低，近年水稻平均机械化 程度约 50%，其中水田耕整 65%，栽植 13.7%，植保 55%， 收获 51.2% 。在总体水平不高的同时，还存在着诸如水稻 种植机械化这样“瓶颈”中的“瓶颈”问题[2] 。 对于种植机具插秧机，虽然中国已