山地拖拉机变速箱传动系参数化研究

发布时间：2020-05-21 04:10

【摘要】：山地拖拉机是满足山区耕作作业的重要机械,变速箱是山地拖拉机的关键部件,其工作的稳定性对山地拖拉机运行的可靠性有着重要影响。传统的机械设计方法设计周期长,设计精度低,可靠性差,难以满足市场需求。为了解决这些问题,本文对山地拖拉机变速箱传动系进行了研究和设计,在Visual Basic环境下开发了变速箱传动系的参数化设计系统,建立其三维参数化模型,并对其进行尺寸优化。主要研究内容有:(1)对现有的山地拖拉机变速箱进行结构分析和传动特性分析,依据山地拖拉机耕作条件和要求,提出变数箱设计的工况参数,按照传统设计方法初算各挡齿数、模数、中心距等参数,合理分配各挡总传动比。(2)利用Pro/E软件建立了山地拖拉机变速箱传动系骨架模型,在骨架模型基础上对拖拉机传动系进行参数化造型,实现参数驱动的变速箱传动系三维模型,降低了造型的工作量,提高了设计效率。(3)基于Visual Basic语言,编写山地拖拉机变速箱计算机辅助设计系统,将传动系零件设计中的线图和图表进行程序化处理,根据输入参数,计算各挡数比和各轴齿数,对各齿轮、轴和花键进行强度校核,并利用Solidworks对齿轮进行了抗弯强度校验。(4)利用第三方软件接口Automation Gateway,对山地拖拉机变速箱的Pro/E模型进行二次开发,利用参数化驱动技术自动建立变速箱传动系的三维模型,并通过零件三维模型生成二维工程图,实现了变速箱传动系的参数化设计。(5)分别以变速箱齿轮总体积最小,轴向长度最小和侧面面积最小为目标函数,以强度条件、不发生轴向和齿向干涉为约束条件,调用Matlab中的遗传算法,对变速箱传动系整体尺寸进行优化,优化后变速箱齿轮总质量减小4.31%,变速箱轮廓总体积减小了41.7%。该优化结果减小了变速箱总体质量和体积。通过对变速箱传动系的参数化设计及尺寸优化,实现其整体的快速设计、校核、建模及优化,同时生成优化后的变速箱传动系三维参数化模型,缩短了开发时间,降低了开发成本,对于提高变速箱传动系的设计效率、降低设计者劳动强度,有着重要的实用价值;将变速箱传动系整体进行设计和建模,提出了其整体参数化设计的新思路,对于山地拖拉机变速箱的参数化研究和二次开发有着重要的理论意义。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S219.85

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本文编号：2673714