前桥摆转转向四轮底盘转向机构的创新优化设计.pdf

第37卷第11期 中国农机化学报 V01．37No．11 ofChinese Mechanization NOV． 2016 2016年11月 Journal Agricultural 前桥摆转转向四轮底盘转向机构的创新优化设计* 吕莹1，李志伟2，张静2 摘要：解决农机底盘小地块作业效率低的问题，关键在于农机底盘须具有小的转弯半径且不用倒车操作即能实现转向的 目的。本文提出前桥摆转转向底盘的可行性研究，前桥摆转转向机构需要具有的转动与浮动功能。为确定机构的合理 性，通过采用机械运动方案创新设计的方案评价方法，对多方案优化设计进行对比，分析结果确定第三种方案是综合性较 佳的方案；将转向机构与底盘进行装配处理后进行Pro／E的干涉检查，确定方案的可用性，为后续的底盘转向时转向机构 动力学分析提供依据。 关键词：农业机械；四驱底盘；前桥摆转转向式；转向机构；优化设计 中图分类号：$219．032文献标识码：A 文章编号：2095-5553(2016)11-0107-04 Lv and on mechanismoffrontaxle Ying，LiZhiwei，ZhangJing．Innovationoptimizationdesignsteering swingsteering four-wheel ofChinese chassis[J]．Journal Mechanization，2016，37(11)：107～110 Agricultural 弯。为了解决这一问题，实现农机底盘转弯半径小，容 0 引言 易操作等要求，本文提出在底盘车架结构上加入铰销结 我国南方大部分地区农田，有许多不规则的小面 构，铰销结构的最大优势在于可实现底盘具有较大的转 积土地[1]。对于这种小面积土地，农机底盘在作业时 向角度，使前桥主动围绕着停转的驱动轮做大角度摆 由于转弯的操作复杂，导致农业机械作业效率低。为 转，带动机架转向，较传统拖拉机有更高的机动性。 使农机底盘在小面积地块作业时获得较高工作效率， 农机底盘应具有转弯半径小、构造简单、体积小、重量 轻的作业设计要求。前桥摆转转向底盘在转弯过程 中，一侧前轮停止转动，底盘车架能够和前桥中心进行 相对转动，后轮随动，最后实现整体转弯目的，其主要 特色是由其转向结构来实现。本文针对前桥摆转转向 底盘的转向结构进行设计分析。 1 前桥摆转转向底盘转向机构的设计 1．1 前桥摆转转向底盘采用铰接转向机构的必要性 现有的农机底盘大多数都是采用偏转式的转弯方 式[2]。这种底盘在小面积地块作业时不能进行直接转 图l 整体机构转向示意图 弯，若是在地头直接进行转弯时，当工作完一畦要进入 Schematicofthe Fig．1 diagramwholemechanism 下一畦转向的时候，农机底盘的后桥外侧轮会侧向滑 1．2铰接点位置的优化 动进入到上一畦，而后桥的内侧轮会进入到已作业的 1．2．1不同铰点位置对转向灵活性、转弯半径的影响 地块中，或者是后轮碰触到田埂，破坏已播种地块，如 铰接点的位置对整机性能、运行阻力、转向阻力和 图1所示。因此，偏转的农机底盘不能直接进行转弯 稳定性等均有显著影响[3。4]。国外大多数铰接式装载 而需要进行倒退等辅助方式才能实现在小地块的转 机[51的铰接点均布置在轴距的中