拖拉机动力输出轴性能试验台设计

摘要

农业现代化的一个重要部分是农业机械现代化，拖拉机作为大多数农业机械的动力源，其性能提高，功能完善对农业机械现代化有重大作用，直接影响着农业现代化的发展进程。随着农业机械的发展完善，越来越多与拖拉机配套使用的农业机械需要拖拉机提供动力，因而拖拉机动力输出轴(Power Take-off，PTO)配置也越来越普遍。通过对拖拉机动力输出轴进行测试，可以在整机状态下得到拖拉机的动力性，经济性，工作稳定性等重要性能指标数据。随着拖拉机技术进步，反映其技术指标的参数在种类和测量精度方面的要求也不断提高，对拖拉机动力输出轴性能测试设备的要求也随之提高。现有的相关测试设备类型较多，各有特点。但整体来看，在机械结构、测控精度、操作便利性、软件功能等方面都存在一定的不足之处。有的扭矩匹配不好，造成功率余量太大，成本高昂。有的受冷却能力限制，只能用于小功率拖拉机的测试。有的采用电网回馈式吸收能量，精度高，控制稳定，但控制系统复杂，价格昂贵，一般企业难以承受。有的台架不具升降功能，对中困难，费时费力。有的缺乏燃油温控装置，影响测量精度。 本文针对上述问题，总结其它拖拉机动力输出轴试验台的功能、结构、测控原理、评价标准和操作方式，设计了一种新型试验台。分析了现行标准和企业需求，确定了试验台测控系统的参数指标，完成了试验台的整体设计。对比多种方案，优化设计了试验台升降系统。对传动轴偏角对传递扭矩、转速的影响进行了分析。通过分析多种测功机的特性，选取直流电力测功机作为试验台加载主机，利用程控电源调节励磁实现制动力矩的控制。采用电阻耗能方式吸收能量，利用风冷散热，省却了冷却水系统。为提高测试精度，优化设计了油耗仪，采用软件算法提高测量准确度。设计了具有回油处理功能的燃油恒温系统，提高测试准确度。最后，利用Viusal C++软件平台，开发了上位机软件，实现了远程控制，自动调整工况等功能，处理、存贮试验数据并绘制特性曲线，打印测试报告。 试验台设计制造完成后，进行了实机测试，验证了本试验台预设的各项功能，能够满足拖拉机动力输出轴性能测试的要求。试验台各系统运行稳定，操作简便，自动化程度高，提高了试验效率，降低了劳动强度，具有良好的推广应用前景。 此试验台不仅可以对拖拉机动力输出轴性能进行测试，还可以作为一个工况控制平台，模拟拖拉机各种工况，对拖拉机其它零部件的匹配，其它外界因素对整机的影响进行综合评定，对中、大型拖拉机设计研发、性能改进等具有重大的现实意义。

目录

声明

摘要

符号说明

1．1选题的背景和义意

1．2拖拉机PTO试验台国内外研究的现状

1．2．1拖拉机PTO试验台的发展

1．2．2国外拖拉机PTO试验台研究现状

1．2．3国内拖拉机PTO试验台的主要生产企业及研究现状

1．2．4当前国内拖拉机PTO试验台主要存在的问题

1．3本文研究的内容

第二章拖拉机PTO试验台的方案设计

2．1拖拉机PTO试验台的技术指标及确定依据

2．2拖拉机动力输出轴试验台的功能设计

2．2．1拖拉机动力输出轴试验台的主要试验内容

2．2．2拖拉机动力输出轴试验台功能要求

2．3拖拉机动力输出轴试验台系统组成方案

2．4本章小节

第三章试验台的结构、模块设计

3．1拖拉机动力输出轴试验台机械部分设计

3．1．1试验台机械部分总体设计方案

3．1．2试验台底座升降系统的设计

3．1．3底盘结构的设计

3．1．4扭矩测量方案的设计

3．1．5传动轴夹角对转速、扭矩的影响

3．1．6外观与防护装置设计

3．2拖拉机动力输出轴试验台控制系统的设计

3．2．1测功机的选型

3．2．2励磁驱动及负载电阻参数设计

3．2．3主控板设计

3．2．4主控程序设计

3．3拖拉机动力输出轴试验台供油系统设计

3．3．1油耗测量原理

3．3．2油耗仪机械结构设计

3．3．3油耗仪电路设计

3．3．4燃油温控装置设计

3．4试验台测控软件的设计

3．5本章小结

第四章试验台的现场安装调试与功能测试

4．1拖拉机动力输出轴试验台的安装

4．2试验数据及结果分析

5．1总结

5．2展望

参考文献

致谢