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大型拖拉机液压机械无级变速器的设计及有限元分析的研究
| 论文题名： | 大型拖拉机液压机械无级变速器的设计及有限元分析的研究 |
| 关键词： | 大型拖拉机;液压机械无级变速器;机械设计;传动方案;三维建模;有限元分析 |
| 摘要： | 液压机械无级变速器(HMCVT)是将机械传动系统与液压泵控马达传动系统并联，首先通过定轴齿轮副（或行星齿轮副）对发动机功率进行分流，然后利用行星齿轮副（或定轴齿轮副）实现液压与机械功率的汇流，运用泵-马达的无级调速特性，使得变速器输出转速全程可变。该类型变速器利用了机械传动的高效率和液压传动的无级调速特性，传动功率大且具有良好的操作舒适性和燃油经济性，尤其适合大功率拖拉机的复杂工况要求，是未来大型拖拉机变速器的重要发展方向。 本论文对液压机械无级传动理论进行了较为全面的研究，详细分析了国内外典型设计方案。分析了传动方案的选取。设计了五段式HMCVT，并进行了三维建模和有限元分析。研究内容主要包含以下几个方面: 1.通过阅读大量的国内外液压机械无级传动的文献，较清楚的理清了国内外的理论和实践研究现状，得出液压机械无级变速器是大型拖拉机传动机构的必然选择。 2.对两大类传动方案的传动比特性、功率特性及转矩特性进行分析;并分析了单、双行星排传动方案的理论可行性。得到最适合做液压机械无级传动的双行星排方案，并依据行星排参数取值限制及等比、等差传动的特点等要求，优选传动方案。 3.确定了本研究选择的方案为五段式分矩汇速型等比式双行星排HI方案;通过对HMCVT传动总方案的描述，详细介绍了该方案的结构和传动原理;并通过数学建模、参数关系的分析及大型拖拉机的使用特性等要求，确定了相关参数值;把液压机械无级变速器设计的理论模型应用到了大型拖拉机的实际案例中。 4.运用SolidWorks等软件建立了三维实体模型，并完成了三维零件图的虚拟组装，三维图的制备为后来的ANSYS结构分析和优化设计创造了条件。 5.介绍了ANSYS静力学分析和模态分析的相关理论及基本流程。以HMCVT箱体为研究对象，用Workbench对之进行有限元静力学分析及模态分析等。根据静力学得出的HMCVT箱体的总应变图及等效应力应变图，判定其刚度与强度都满足要求，并为液压机械无级变速器的优化提供证据。利用模态分析求出HMCVT箱体前十阶固有频率以及各频率对应的振型图，在与发动机的输入激励频率比较之后得知HMCVT不会与外界激励发生共振，箱体的振动稳定性满足要求。 |
| 作者： | 张守宝 |
| 专业： | 农业机械化 |
| 导师： | 缪培仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京农业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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