第二章履带式水稻联合收割机虚拟模型的建立
１履带式水稻联合收割机转向原理及分析２
２１１转向机构的结构
课题所研究转向机构由广西农业机械研究院设计并试制，并于２００３年申请了国家专利。此转向机构为差速转向机构，主要由中央齿轮、左右职联齿轮、小锥齿轮、转向轴、齿轮轴、套筒和销组成。两个小锥齿轮通过销安装于中央齿轮内部且中心旋转轴熏台，小锥齿轮的旋转中心轴与中央齿轮的旋转中心轴在二轴所确定的平面内相互垂直；左右取联齿轮和中央齿轮通过套筒定位安装与转向轴上组成行星轮系；齿轮轴定位于转向器外壳并与中央齿轮外齿啮合，主要起制动作用。转向机构左右双联齿轮支持部分分别与履带行走机构的左右离合器齿轮啮合．通过与制动器和车辆离合器之间的配合实现车辆左右驱动轮的正、反转，并驱动左右两侧履带行走机构朝相反方向运动，从而实现转向目的。与传统农用履带车辆转向机构相比，转弯过程迅速、转向阻力较小、转向灵活且转弯半径小，此装置结构简单、紧凑，且便于生产制造．可广泛应用于农用履带车辆和工程履带车辆［２１。如图２—１，２．２转向机构结构图。
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图２－ｌ置于减速箱内的转向机构图２－２转向机构内部结构
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履带车辆
广’西大掌硕士掌位论文
２．１．２转向机构转向原理履带式水稻联合收割栅Ｌｊ皇速转向机构仿真研究
如图２．３所示为履带式水稻联合收割机传动结构示意图，ｌ为主传动齿轮，２为主传动轴，３为齿轮轴，４为中央齿轮，５和２５为小锥齿轮，６为左双联齿轮，７为转向轴，８为左离合器齿轮，９为左离合器，１０为离合器的主动齿轮，１１、１２、１４分别为左侧中间传动齿轮，１３为左中间传动轴，１５为左驱动轴，１６为左侧履带行走装置，１７、１８、１９为右侧中间传动齿轮，２０为右驱动轴，２１为右侧履带行走机构，２２为右中间传递轴，２３为右离合器齿轮，２４为右离合器，２６为右双联齿轮，２７为刹车装置。
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图２－３转向机构传动结构示意图
Ｆｉ醇－３Ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ
转向机构作为变速箱的一部分，安装于变速箱中。正常工作时，变速后的动力源从主动齿轮１传递至离合器主动齿轮１０，离合器主动齿轮通过左、右离合器９和２４将动力分别传至左离合器齿轮８和有离合器齿轮２３，左离合器齿轮通过左中间传动齿轮１ｌ、１２、１４将动力传递至左驱动轴并驱动左侧履带行走机构，同时左离合器齿轮８与转向机构左双联齿轮７直齿部分啮合，左双联齿轮７锥齿部分通过小锥齿轮５、２５带动中央齿轮４转动，中央齿轮４与齿轮轴３相啮合，右侧部分的动力传递与左侧类似，此时，车辆直线行驶，当向刹车装置２７施加制动力时，可实现车辆制动。转向过程以向右转为例说明，当车辆需要右转时，断开右离合器２４，动力无法传递至右侧履带行走机构，而
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Ｊ．’西大掌硕士掌位。沦文履带式水稻联合收割机差速转向机构仿真研究此时左侧履带行走机构仍正常运转，从而实现右转。此时若对刹车装置施２７加制动，使齿轮轴３停止转动，从而使中央齿轮４停止转动，左侧双联齿轮７将通过小锥齿轮５、２５带动右侧双联齿轮２６反向转动，右侧双联齿轮２６通过右离合器齿轮２３和右侧中间传动齿轮１７、１８、１９将动力传递至右驱动轴并驱动右侧履带行走机构朝与左侧相反方向运动，此时将实现快速右转。车辆左转时，与右转原理一样。
２．２转向机构模型建立
２．２．１ＰＲＯ／Ｅ软件简介
．ＡＤ．ＭｄＳ软件的动力学和运动学分析功能强大，但是其几何建模功能相对比较弱，鉴于本课题所需要创建的虚拟模型比较复杂，故选择采用ＰＲＯ／Ｅ野火版２．０建立整机模型并装配，然后通过ＰＲＯ／Ｅ野火版２．０和ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ２００５之间的接口ＭｅｃｈａｎｉｓｍＰｒ０２００５将模型导入到ＡＤＡＭＳ软件中进行仿真。
Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ（简称Ｐｒｏ／Ｅ）是美国ＰＴＣ公司于１９８８年推出的参数化建模软件１２７１［２ｓ】，经过２０多年的发展，其功能不断强大与完善，已成为全世界普及的３Ｄ、ＣＡＤ／ＣＡＭ软件。它广泛应用于机械、电子、航天航空、产品设计、模具设计等各行各业。Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ的功能强大，融合了零件设计、大型组建装配、模具开发、加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、自动测量、机构仿真设计、有限元分析、数据库管理、电缆布线以及印刷线路设计等功能于一体，其最为擅长的就是实体造型、加工及大型组件装配。
２．２．２转向机构模型建立
转向机构模型主要包括运动部件和壳体，运动部件主要包括中央齿轮、双联齿轮、小锥齿轮、转向轴、销和承套，壳体在虚拟模型中的作用主要是用来定位和安装转向机构，而其结构又比较复杂，为了节省建模时间和仿真时间，省去壳体的建模，在接下来的行走机构建模过程中，在机架的相应位置设计出定位孔来替代壳体的作用。转向机构建模所用的尺寸及参数均是通过测绘获得，其零件图及装配图如图２－４所示。
履带车辆
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（曲齿轮轴（ｈ）转向器总成
图２４转向机构零件及装配图
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建模过程中．齿轮的建模，特别是涉及到锥齿轮的建模相对要复杂。直齿圆柱齿轮的建模主要用到的ＰＲＯ／ＥＮＧＩＮＩＥＥＲ命令及步骤为例：首先，用“工具廖数”命令创建出齿轮的设计参数，主要有模数、分度圆压力角、分度圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径、基圆直径、齿数等：然后根据实际数据定义齿轮主要参数…．模数、齿数和分度圆压力角，其他参数则通过添加关系来确定，主要参数和其他参数的关系式见附录；第三步则是用“草绘曲线”命令为齿轮各圆创建基准曲线，基准曲线的尺寸由所定义的参