基于随机森林算法拖拉机齿轮箱故障诊断研究

准确检测机械部件的故障是减少维修成本、生产损失和延长机器使用寿命的重要基础条件。在农业生产环境中,由于作业环境较差、干扰信号较多,导致传统故障传感器灵敏度降低,不能及时对故障进行判断与处理,故障频发。为此,选取拖拉机为研究目标,对其辅助齿轮箱进行智能故障诊断。在3种不同的转速(600、1350、2000r/min)条件下,收集了健康和故障小齿轮的振动信号,基于离散小波变换(DWT)作为信号处理,通过相关性特征选择(CFS)方法被用来进行特征选取,并采用随机森林(RF)和多层感知器(MLP)神经网络来对数据进行分类。研究结果表明:不使用特征选择的情况下,RF故障预测准确率为86.25%;在600r/min时,不使用特征选择的RF故障预测准确率为86.25%,使用CFS的最佳6个特征通过训练的RF的相应值,在600r/min时,RF故障预测准确率为92.5%;在1350r/min时,RF故障预测准确率为95.0%。

轮式拖拉机行走系典型结构及轮距计算和优化

国内外典型的轮式拖拉机行走系结构介绍;结合国内典型区域对拖拉机轮距的要求,介绍轮距与农艺、机具等的适应性;对两种典型行走系结构的轮距提出简便的计算方法,并提出优化措施。

热加工处理技术对拖拉机变速箱齿轮的影响研究

设计了拖拉机变速箱齿轮节曲线方程和齿廓,对其进行了运动学分析,并基于热处理加工技术对拖拉机变速箱齿轮变形影响进行研究,提出了具体的优化措施。SolidWorks仿真结果表明:拖拉机变速箱齿轮设计理论、建模方法和热处理加工工艺都符合要求,验证了整个设计的正确性。

基于参数化设计的拖拉机液压马达齿轮优化

针对目前拖拉机性能和可靠性较差,无法满足市场对于拖拉机日益严格的动力性和经济性要求等问题,基于参数化设计对拖拉机液压马达齿轮进行优化。拖拉机的液压机械无级变速器的控制系统主要包括液压机械无级变速器控制器、发动机、液压机械无级变速器和通信系统,而液压马达是液压传动装置的主要组成部分。为了提升变速器的传动功率和传动效率,对液压马达的齿轮参数进行优化设计,包括对系统传动比进行计算及齿轮参数优化设计。为了验证该拖拉机变速器的性能,对其进行无级调速特性试验和效率特性试验,结果表明:该变速器具有良好的无级调速特性及较高的传动效率。

串联式拖拉机液压功率分流无级变速箱的设计

为了在小功率拖拉机及其农业机械上实现无级调速,设计了一种串联式液压功率分流无级变速箱。首先,对无级变速箱的传动方案进行了介绍;其次,详细阐述了变速箱的参数设计和结构设计流程;再次,构建了该液压功率分流无级变速箱与静液压无级变速箱的效率计算模型,并通过试验获取了模型的关键参数;最后,根据效率模型的计算结果,对两种无级变速箱的传动效率和调速特性进行了比较。研究结果表明:所设计的无级变速箱不仅结构简单、成本可控,且具有较之于静液压无级变速箱更佳的效率特性。研究所得结论可为我国中小功率无级变速拖拉机和农业作业机械的研制提供理论依据和方法支撑。

农机具田间牵引特性测试方案设计与试验

为满足农机具在田间作业实际应用中能适时反应工作性能的需求,进一步在结构、材质优化上提供数据参考;设计一套田间农机具牵引特性测试方案,本文以5幅液压翻转犁为研究对象,通过改变犁耕深度、作业速度、拖拉机挡位、犁体材质等因素,来检测牵引特性的变换,牵引力测试系统的稳定性。

智能农机动力系统作业工况匹配与换挡优化

利用车辆经济性与动力性软件CRUISE,根据FJ1004智能无人驾驶拖拉机的动力传动系统搭建了整车模型,通过柴油机的特性曲线分析匹配动力特性,依据工况特征加载拖挂特性,模拟机具消耗。通过工况仿真分析了拖拉机整车的动力性与经济性,与实验数据对比分析,最高车速误差为-0.76%;犁耕油耗和旋耕油耗误差分别为-1.2%和-1.3%。最后通过分析柴油AMT拖拉机工作特性,结合MIGA算法对换挡策略进行优化,确定最优功率和燃油经济性的换挡规律,在田间转移工况下油耗优化9.21%;在保证需求动力性的轻负载作业工况下油耗优化1.28%。为后续自适应工况换挡策略提供参考与优化方向。

机场牵引车自动脱挂钩装置的设计与仿真

目前在机场中,行李牵引车与平板车之间的连接方式多采用插拔式,该脱挂方式效率低、劳动强度大。针对此问题,提出了一种由连接系统、分离系统和挂钩系统3个部分组成的新型牵引车自动脱挂钩装置。依据现有车型的数据,对脱挂钩装置的结构进行了设计,使其可以实现自动上钩且快速脱钩的功能,并采用ABAQUS对该装置主要零件的强度和刚度进行了有限元分析,验证了方案的可行性,研究结论为解决机场的行李运输中存在的问题提供了参考。

高原重载牵引汽车电动轮驱动系统减速装置优化设计

文章从对重型牵引汽车电动轮减速装置优化角度出发,分析减速装置的载荷条件以及工作状况等因素,将NGW行星齿轮减速器的体积、效率以及齿轮重合度作为目标函数,根据可靠性理论对减速装置进行优化设计。通过把齿轮的轮齿齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度的校核结合可靠性理论使用到优化设计中的约束条件中,计算减速装置零部件参数的最优解,使得在质量最轻、体积最小的同时传动效率依旧可靠。通过一系列的优化设计,使得减速装置可以满足牵引汽车电动轮模块的特殊要求,也为今后重型牵引汽车电动化设计以及相关研究提供一定的参考依据,助力创建绿色、节能、低碳、环保的现代交通运输体系。

1404型拖拉机故障数据统计与分析

江苏泰州地区部分1404型拖拉机用户调研数据表明,1404型拖拉机可靠性较低,产品一致性较差,年度故障率达到434.8%,主要发生故障有渗漏油、动力输出挂档异响与挂不上档、无法起动与难起动、消声器损坏、液压不提升、变速箱挂挡异响等,根据实际工作经验,对如何提高1404型拖拉机使用可靠性、降低拖拉机使用中的故障率提出了一些改进建议。

拖拉机驾驶机器人换挡机械手运动分析

针对小型四轮农用拖拉机变速箱换挡阻力呈现时变、非线性特性,且换挡后需要松开换挡杆的特殊要求,设计了拖拉机驾驶机器人换挡机械手,该机械手为关节型结构,采用D-H方法建立机械手坐标变换矩阵,对机械手进行运动学分析,并通过拉格朗日动力学方程建立简化机械手的动力学模型。利用Solid Works建立换挡机械手虚拟样机模型,并采用多体动力学仿真软件ADAMS进行运动学和动力学仿真;为保证换挡平顺性,设置机械手末端执行器与拖拉机变速杆端部间位移小于50 mm为约束条件,将换挡过程中末端执行器抖动速度绝对值最小作为目标函数进行参数优化,当换挡机械手长度为220.0 mm、末端高度为393.25 mm时目标函数最优,此时机械手末端执行器抖动速度平均值较优化前减小28.18%,位移和加速度平均值变化率分别为49.55%和52.05%,位移、速度和加速度的峰值变化率分别为60.22%、66.24%和81.66%,通过仿真初步验证了所提机械手参数优化及所建模型的合理性和科学性。最后,在JINMA 300E型拖拉机上对优化后的换挡机械手进行实验研究,实验结果表明机械手可实现不同挡位的换挡动作,平顺性好,并可模拟拖拉机驾驶员换挡完成后对变速杆的松手动作,有良好的工程和应用价值。

步行轮机构原理

介绍一种用于软地面车辆的新型行走机构——步行轮的基本原理,所阐述的步行轮机构的运动学和动力学特点及理论分析结果,可为其开发应用和合理设计提供最基础的理论依据。

拖拉机NGW型行星式最终传动多目标可靠性优化

应用建立在可靠性理论和最优化技术基础之上的可靠性优化设计方法,将应力和强度等均视为随机变量,综合考虑拖拉机NGW型行星式最终传动的承载能力、结构紧凑、重量轻和传动效率等问题,以机构的体积最小和效率最高为目标函数,以行星传动的可靠性条件、齿轮疲劳强度的可靠性条件、行星传动的配齿和结构条件等为约束,建立有别于现有模型的多目标可靠性优化设计数学模型,并应用Matlab优化工具箱中的序列二次规划法求解。可靠性优化设计方案比原设计方案和常规优化设计方案的体积分别减小41.65%和8%而效率未降低,表明该优化方法符合工程实际且可靠有效。

拖拉机行星齿轮箱故障响应特性动力学仿真及验证

针对目前农业机械设备少有从振动机理方面研究行星减速轮系的故障特性,且缺乏对不同故障程度下系统故障特性的研究等问题,该文以拖拉机传动系统中的行星齿轮减速箱为研究对象,建立了行星轮系动力学模型,考虑了其在运行时振动传递路径时变效应对振动信号的影响;推导了行星轮故障下的啮合刚度变化表达式,并引入故障因子,得到了不同故障程度下的啮合刚度;采用变步长的Runge-Kutta方法求解行星轮系动力学模型,分析得到了行星轮分别出现裂纹及断齿故障时系统响应的频谱特性。模型分析结果表明,由于振动传递路径时变效应对响应信号的调制作用,行星轮系频谱中的啮合频率及其倍频附近出现了以行星架转频为调制频率的边频带;当行星轮出现裂纹或断齿故障时,啮合频率及其倍频附近不仅出现了以行星架转频为调制频率的边频带,同时还会出现以行星轮故障频率为调制频率的边频,且断齿故障状态下的边带幅值较裂纹故障下更加明显。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,分析发现,试验与模型响应信号对应频率的最大相对误差分别为4.65%和2.32%,决定系数R2分别为0.999 6和0.999 8,所得试验结果与模型结果基本一致,验证了所建立模型的准确性。该文可为农机设备中行星轮系的故障机理及系统健康监测研究提供参考。

拖拉机自动换挡规律研究

拖拉机作业工况复杂,影响换挡的因素较多,不能照搬汽车自动变速器的换挡规律。为了制定拖拉机换挡规律,依据发动机能量方程和其他车辆理论基本计算公式,推导出了拖拉机换挡规律的数学模型,然后以东方红-1302R型履带拖拉机为例,把相关参数代入数学模型,再利用Matlab软件作出相关图形,结合拖拉机牵引特性和挡位选择规律,确定了换挡时机。最后总结了动力性换挡和经济性换挡的特点。

手扶拖拉机配套用小型开沟机的研制

根据葡萄园生产实际的需求,研制了一种小型开沟机,使之与8.8kW手扶拖拉配套,可在狭小空间的葡萄园里使用。开沟机最大开沟宽度为400mm,深度为400mm,机组工作速度为1km/h。

大功率拖拉机中的行星齿轮有限元分析

行星齿轮具有结构紧凑、承载能力大等优点而被广泛应用于重型机械的传动系统中。以大型拖拉机中2K-H型行星齿轮为例,在Pro/E中建立三维几何模型,通过无缝连接接口导入ANSYS中,采用二次六面单元,使用扫掠网格划分法,并对齿根和齿顶进行精细的网格划分,得到质量较高的有限元模型。有限元分析结果显示,重载机械的齿面塑性变形是主要的失效形式,验证了此种网格划分方法能够更清晰地显示齿轮的形变,提高有限元分析的计算精度。

山地拖拉机变速箱齿轮的模态优化

针对山地轻型拖拉机变速箱工作中常遇到的振动严重、无法模态优化等问题,确定了模态优化目标,基于序列二次规划法,利用Mat Lab对该变速箱齿轮进行模态优化,并应用ANSYS对优化模型进行模态分析。分析表明,优化后的变速箱齿轮模型具有更高的低阶固有频率,验证了模态优化的正确性。本研究对优化山地拖拉机变速箱的齿轮模态及降低振动提供了有效方法。

拖拉机二轴齿轮热处理工艺的改进

为了提高齿轮的接触疲劳寿命,缩短热处理生产周期及降低废品率,对拖拉机变速箱二轴20CrMnTi钢齿轮气体碳氮共渗复合催渗热处理工艺进行改进,并进行了试样性能试验和齿轮台架试验。结果表明:改进后的二轴齿轮热处理工艺共渗温度从930℃降至860℃,共渗时间从7h缩短至4.5 h,提高了产品耐磨性、表面硬度,正品率达92%,平均使用寿命提高50%,新工艺已应用于工业生产中。

剃齿修形及检测CAD／CAM系统的理论研究

为消除拖拉机变速箱齿轮副在剃齿加工过程中产生的齿形中凹和畸变，研制了剃齿修形及检测的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，建立了剃刀修形曲线方程，导出了左、右啮合线相对位置方程，研究解决了剃齿啮合周期内奇数点接触概率、数据处理与曲线拟合等问题。本系统经多年实践证明，效果良好。