小型履带拖拉机行走系统设计分析与实验研究

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1、小型履带拖拉机行走系统设计分析与实验研究齐英杰孙志刚马岩方彦东北林业大学摘要：基于目前乔灌木采收设备生产效率低、设备少的现状，设计了一种小型乔灌木采伐橡胶履带式拖拉机。为此，介绍了拖拉机行走系统的设计，主要部件有驱动轮、履带及支重轮，并针对关键部件驱动轮进行力学分析。通过理论计算和ANSYS力学分析，结果表明：驱动轮的变形量小于屈服强度，变形量在可接受范围内，可以满足驱动轮对履带拖拉机行走系统的使用要求。最后，进行了整机试验，分别在不同路面情况对拖拉机实际行走速度与理论行走速度进行了比较，并得出结论。关键词:履带拖拉机;行走系统;驱动轮;AMSYS;作者简介：齐英杰（1954-）,男，哈尔滨

2、人，教授，博士生导师，（E-niail_）QYJ_CN@sohu.com。作者简介：马岩（1955-），男，吉林榆树人，教授，博士生导师，（E-ma订）myan@vip.163.com。收稿日期：2016-11-29基金：国家林业行业公益性行业科研专项（201504508）DesignAnalysisandExperimentalResearchontheWalkingSystemofSmallCrawlerTractorQiYingjieSunZhigangMaYanFangYanNortheastForestryUniversity;Abstract：Basedonthecurrents

3、ituationofthelowproduct!onefficiencyandcquipmentoftheshrubandshrubharvestingequipment,asmallarborshrubcuttingrubbercrawlertractorwasdesigned.Thispaperonlydescribesthedesignofthetractorwalkingsystem,themaincomponentsaredrivenwheel,track,supportheavywheel,andthekeycomponentsofthemechanicalanalysisoft

4、hedrivingwheel.ThroughtheoreticalcalculationandANSYSmochanicalanalysisresuItsshowthatthedeformationofthedrivingwheelislessthantheyieldstrength,deformationintheacceptablerange,canmeettherequirementsofwalkingtractordrivingwheelsystemuse.Attheendoftheexperiment,thewalkingspeedandthewalkingspeedofthetr

5、actorarecomparedindifferentsituations,andtheconclusionisdrawn.Keyword：caterpillartractor;walkingsystem;drivingwheel;ANSYS;Received：2016-11-290引言我国林用设备的研制一直落后于发达国家，有些技术甚至于落后发达国家相关二三十年，林业生产设备转型迫在眉睫。履带拖拉机是一种传统的行走装置，自诞生以来，已经有200年多的发展历史。履带拖拉机和轮式拖拉机相比，有着更加出色的牵引性、通过性及行驶稳定性，抓地能力比轮式强，因此较多的应用于坡地和山区以及沙地上，至今仍是

6、一种行走机械的基本形式，在农业和林业的生产屮，扮演着重要的角色。笔者所设计的一种小型橡胶履带式拖拉机，结构紧凑、外形尺寸较小，仅为1465mmXl007mmXI160mm,可以实现对乔、灌木的采伐工作［1-3］。小型橡胶履带拖拉机的研制，一定程度上提高了我国林用机械的现代化程度，具有积极的影响。1总体结构小型履带乔灌木采伐机主要由变速箱、汽油机、行走机构总成、电控箱、切削刀具、车座及张紧机构总成6个部分组成，如图1所示。整台小型拖拉机的动力来源于小型汽油机，小型汽油机带动发电机转动，发电机输出交流电给铝材型散热整流桥和整流器，然后把直流电输送给电瓶和电路。两台直流无刷电机给整个行走机构提供动

7、力，驱使履带驱动轮运转，实现拖拉机前进和转向。座椅、变速箱及电控箱和机架焊接起来。拖拉机可以实现刀具升降和刀具运转的功能，刀具升降是由一台直流无刷电机和电机控制器组成;刀具运转由一台直流有刷电机驱动。履带由橡胶制成，具有很好的减震效果，适合在林区及复杂地形工作。行驶系统采用双履带的行走方式，结构上仅使用了支重轮、驱动轮及履带。由于篇幅原因，笔者仅介绍行走系统中行走系统的设计，行走系统如图2所示。2履带行走系统