大功率拖拉机悬挂机构有限元分析
任务书
1．设计的主要任务及目标
本课题将Pro/E软件与ANSYS软件结合起来，应用于工程实际中。针对拖拉机悬挂机构设计中存在的问题，以及实际工程情况，运用Pro/E软件构建拖拉机悬挂机构的三维模型，并将悬挂机构的下拉杆和提升杆三维模型导入ANSYS 中。根据获得的有限元分析结果，提出相应的解决措施，以期提高工程应用安全度。
2．设计的基本要求和内容
（1）主要设计内容：
针对拖拉机悬挂机构设计中存在的问题，以及实际工程情况，运用Pro/E软件构建拖拉机悬挂机构的三维模型。
（2）工作要求：
1）在调研及多方搜集资料及毕业设计实习基础上，明确所设计题目及内容，熟悉拖拉机液压悬挂系统的工作原理，对拖拉机悬挂机构进行受力分析，计算给定参数下的各杆件受力情况；并撰写开题报告一篇。
2）利用三维软件Pro/E建立悬挂机构三维模型及仿真模型；
3）利用ANSYS对悬挂机构下拉杆进行有限元分析，获得应力应变云图，分析结论，给出建议，并完成中期答辩报告一份。
4）撰写毕业设计论文一篇。
3.主要参考文献
1)娄秀华，大功率拖拉机液压悬挂机构作业机组虚拟样机技术研究[D]，2009
2)董鸿柏，悬链式链斗卸船机主体结构的有限元分析[D]，华中科技大学，2006
3)李丹，周志鸿，刘瑞华，基于ANSYS液压挖掘机动臂的有限元分析[J],建筑机械，2008（9）
4)孙恒，陈作模，葛文杰，机械原理[M]，北京，高等教育出版社，2006，5
5)刘申全，黄璟，工程力学（上册）[M]，北京，兵器工业出版社，2007，2
4．进度安排
审核人：年月日
功率拖拉机悬挂机构有限元分析
摘要：ANSYS是一种专用的有限元分析工具。目前，有限元求解算法已经比较成熟,因此，本技术的应用将有助于对机构的载荷与边界条件做出恰当校核，预测机构的强度与刚度上存在的致命缺陷。目前，我国的拖拉机制造水平相对较低，相比于国外的产品在质量和性能上都有较大差距。对于拖拉机的一些关键性技术问题还缺乏了相当多的系统性和深入的研究，没有形成可行的方案来解决问题。
本文根据拖拉机悬挂机构的设计尺寸数据，对拖拉机悬挂机构进行静力学分析后绘制受力分析图，并按照具体的数据进行一些必要的数据计算。同时用PROE 软件对拖拉机悬挂机构各个部件进行三维模型的绘制。最后，利用ANSYS软件对悬挂机构的下拉杆和提升件进行有限元分析，获得其在工作状态下的应力应变分布云图，给出合理解释。根据有限元的分析结果，提出对应的解决方法。
关键字：拖拉机，悬挂机构，Pro/e，有限元分析
I
High-power tractor hitch system finite element analysis
Abstract:ANSYS is a special tool for finite element analysis. Currently, the finite element algorithm has more mature, therefore, the application of this technology will help to make appropriate check for the load and boundary condition of mechanism, forecasting the fatal flaw that according to the Strength and stiffness of mechanism . At present, the manufacturing level of tractor is relatively low, compared with foreign products that has a large difference in the quality and in performance . For some of the key technological problem of the tractor, we lack of quite a number of systematic and in-depth research, and has not formed a feasible scheme to solve the problem.
Based on the design of tractor hitch system size data, This paper draws the stress analysis diagram after analyzing the static force of the suspension mechanism ,and calculated some necessary data according to the specific data. At the same time, By using the Pro/e software , the article build 3D model of tractor suspension https://www.doczj.com/doc/418770717.html,ing ANSYS software to analysis the upper pull rod and lifting lever of suspension mechanism by finite element analysis. To obtain the contour map of its work in a state of stress and strain, make a reasonable explanation. According to the analysis of the finite element, this paper puts forward the corresponding solutions.
Key words: tractor ，suspension mechanism，Pro/e，the finite element analysis
目录
1 绪论 (1)
1.1 设计目的及意义 (1)
1.2 国内外背景研究 (2)
1.2.1 国外对拖拉机悬挂机构的研究进展 (2)
1.2.2 国内对拖拉机悬挂机构的研究进展 (3)
1.3 应用软件介绍 (4)
1.3.1 实体建模软件Pro/ENGINEER简介 (4)
1.3.2 Pro/E的典型设计思想 (5)
1.4 ANSYS软件简介 (5)
1.4.1 ANSYS软件功能介绍 (5)
1.4.2 ANSYS软件的主要功能和用途 (6)
2 液压悬挂系统 (7)
2.1 液压系统的类型 (7)
2.1.1 分置式液压系统 (7)
2.1.2 半分置式液压系统 (7)
2.1.3 整体式液压系统 (7)
2.2 液压悬挂装置的使用 (8)
2.2.1 液压系统的用油 (8)
2.2.2 油泵的结合 (8)
2.2.3操纵手柄位置的选用 (9)
2.3 液压悬挂装置的功用与类型 (9)
2.3.1液压悬挂装置的功用与组成 (9)
2.3.1.1 液压悬挂装置的功用 (9)
2.3.1.2 液压悬挂系统的组成 (10)
3 悬挂机构受力分析与实体建模 (11)
3.1悬挂机构力学分析 (11)
3.2 构建悬挂机构三维模型 (15)
3.2.1悬挂机构提升臂 (15)
3.2.2 悬挂机构左提升杆和右提升杆 (16)
3.2.3 悬挂机构下拉杆 (16)
3.2.4 悬挂机构侧向调节杆 (17)
3.2.5悬挂机构上拉杆 (17)
3.2.6悬挂机构机架 (17)
3.2.7 悬挂机构的销轴 (18)
4 对悬挂机构主要杆件的有限元分析 (20)
4.1 有限元分析步骤 (20)
4.2 主要杆件的有限元分析 (20)
4.2.1 对下拉杆有限元分析 (20)
4.2.2 提升杆有限元分析 (23)
5 总结 (27)
参考文献 (28)
致谢 (29)
1 绪论
拖拉机悬挂机构的主要用途就是用来把农用机械与拖拉机连接起来，并且它还保证了农机具能在正确的位置上进行工作。由于农具的特点及其在拖拉机上的悬挂机构位置的不同，悬挂机构的结构也是不同的。目前国产的拖拉机几乎所有的都是采用后悬挂的方式。这种悬挂机构是附属于拖拉机的，可以悬挂各种配套的作业机具，如犁、耙、播种机等等。
悬挂机构是由提升臂、提升杆、上拉杆、下拉杆和侧向调节杆等主要部件组成。拖拉机的悬挂机构，都是采用四杆铰链连接的形式。它与拖拉机的连接，在大多数情况下是采用三点悬挂，但是也可以采用两点悬挂。两点悬挂的方式，使作业机具在土壤中相对于拖拉机有摆动的可能性，从而避免机具和悬挂机构过载或损坏，同事也不破坏拖拉机的操纵性。
轮式拖拉机的悬挂机构，为了增加驱动轮的附着力，在结构上还设有专用的加载装置，这种机械式加载装置，是使上拉杆在拖拉机上的固定点能够沿着垂直方向移动，以便固定在不同的位置上，从而对拖拉机的驱动轮加载。
本文就是通过运用ANSYS软件对拖拉机悬挂机构主要杆件进行有限元分析，从而得出杆件的应力及应变分布情况，并对获得的应力、应变分布图进行分析，然后给出建议，最后就可以根据分析结果对悬挂机构进行优化设计了。
本文将PROE与ANSYS两个软件相互结合起来，应用在机械的制作和优化中。首先运用PROE软件建立拖拉机悬挂机构的三维简模，按照实物的外形特点对其进行合理的简化。然后将简模进行装配，最后将所建立的简模导入ANSYS 软件中，对其进行有限元分析，得到想要的结果。这个所得的结果就可以为悬挂机构的优化给出重要的理论依据。
1.1 设计目的及意义
拖拉机悬挂机构是拖拉机与农用作业机具相连接的一套杆件结构，主要由提升臂、提升杆、上拉杆、下拉杆和侧向调节杆等几部分杆件组成。拖拉机液压悬挂机构的作用就是把拖拉机所发出的提升力和牵引力传递给农机具。通过对拖拉机悬挂机构进行相关的静力学和运动学等等一系列的相关分析，仔细观察分析结果，逐渐熟悉拖拉机悬挂机构的整个提升过程内的一些相关的变化规律，这有这样才能对拖拉机液压悬挂机构进行合理的设计和优化评估。
拖拉机是通过液压悬挂装置与农机具相互连接来进行田间作业的,对拖拉机的悬挂机构进行相关的分析是非常的重要的。根据分析的结果，得到一些相关的变化规律。只要掌握了这些变化规律，便可以对悬挂机构进行合理的设计和优化评估。
对于大功率拖拉机悬挂机构进行有限元分析的意义就是通过对拖拉机悬挂机构进行有限元分析，得到拖拉机在提升过程中的一些重要变化规律，我们便可以依照这些变化规律来对拖拉机悬挂机构进行合理的设计和更好的优化评估。从而使拖拉机悬挂机构达到最理想的工作状态。
本文就是通过运用ANSYS软件对拖拉机悬挂机构主要杆件进行有限元分析，从而得出杆件的应力及应变分布情况，并对获得的应力、应变分布图进行分析，给出建议。
本文将Pro/E软件与ANSYS软件结合起来，应用于工程实际中。针对拖拉机悬挂机构设计中存在的问题，以及实际工程情况，运用Pro/E软件构建拖拉机悬挂机构的三维模型，并将悬挂机构的下拉杆和提升杆三维模型导入ANSYS中。根据获得的有限元分析结果，提出相应的解决措施，以期提高工程应用安全度。
本论文的主要研究对象是拖拉机悬挂机构，然后对悬挂机构进行静力学分析，再通过功能强大的工业三维制图软件Pro/E对悬挂机构进行三维简化模型的创建。最后，将三维模型图导入ANSYS软件中，对其进行有限元分析。
1.2 国内外背景研究
1.2.1 国外对拖拉机悬挂机构的研究进展
伴随着全球在科技方面的不断进步，特别是在电子信息和网络通信等高新领域的飞速发展，对拖拉机制造业的发展产生了相当巨大的影响。在国外，对拖拉机悬挂机构的研究和发展相对于国内来说已经相当的成熟。而且在比较早的就把拖拉机机组的机-电-液一体化的控制系统逐渐代替了传统的液压控制系统，并且国外的一些公司还在拖拉机的液压系统中安装了可以调节耕深和控制拖拉机驱动轮转率的控制系统，在根本上大大降低了油耗，提高了工作的速度和效率。
伴随着全球在科技方面的不断进步，特别是在电子信息和网络通信等高新领域的飞速发展，对拖拉机制造业的发展产生了相当巨大的影响。从上世纪70年代开始，随着电子和微机技术产生日趋成熟，在国外掀起了一股对机-电-液一体
化的研究狂潮。这种现象推动了电-液控制系统对传统控制系统的取代的大趋势。从而为提高拖拉机机组性能开辟出一条新的道路，在根本上提高了拖拉机工作机组的工作速率。
对传统的机械式的拖拉机液压悬挂系统的研究，在国外已经非常成熟。目前，机-电-液一体化技术在国外所生产的拖拉机上得了相当广泛的应用，并有取代传统机械式悬挂系统的趋势。目前，机-电-液一体化技术已经广泛应用在了拖拉机上，例如，麦塞·福格森、雷诺、萨姆、约翰·迪尔、菲亚特、钮荷兰、道伊兹等拖拉机生产公司正在销售的大功率拖拉机基本上都装备了电-液悬挂系统，这就意味着电-液控制系统已经进驻世界主流中了。还有一些拖拉机上还采用了基于CAN总线的多路传输网络系统，使得电-液控制系统在拖拉机上的应用达到很高的水平。但是，需要进一步深入研究的问题也还有许多。其中悬挂系统最主要的问题在灵敏度、可靠性和实用化等方面。
1.2.2 国内对拖拉机悬挂机构的研究进展
相比于国外的研究我多对于悬挂机构的研究起步时间比较晚。目前，我国的拖拉机制造水平相对较低，相比于国外的产品在质量和性能上都有较大差距。就国内拖拉机作业机组的生产条件和在实际中的应用而言，我国对于机-电-液一体化的控制技术的研究工作还处于起步阶段，对于一些关键性技术问题还缺乏了相当多的系统性和深入的研究，没有形成可行的方案来解决问题。液压悬挂机构的应用还不是很广泛，并且国内大多数对于液压系统的研究还主要是对传统液压系统的研究，并且仅仅停留在仿真和实验阶段，一直没有在实际运用阶段进行深入研究。
近年来，国内对于拖拉机的研究已经取得了相当大进步，但是于国外的先进技术相比我国还是存在着很大的差距，特别是在拖拉机悬挂机构这方面。我国的拖拉机悬挂系统存在的主要问题主要分为以下几方面：
1）对于力、位调节系统的动态性能仍然没有形成一个合理的评价方法和合理的评价指标体系。
2）在对系统的研究方面，更多的研究只是注重于构成一个系统、控制方法的实现和系统动态性能的分析，但是一直没有从实际出发深入研究其技术方案的合理性以及综合考虑对拖拉机其他的性能所带来的影响，如液压系统构成中没有很好的考虑到液压系统本身的功率损耗和发热问题，使得所构成的系统很难在实
际的工作中得到广泛应用。在对系统的动态性能的分析方面，往往只是注重着消扰性能和响应特性的提高，而对系统调节时，由于重量的转移对于驾驶员舒适性所带来的影响以及实际在田间耕作中真正需要的响应能力等的研究是相当缺乏的。
3）还没有开发出性能可靠的，适用于电-液悬挂系统控制的液压控制阀和力位控制传感元件。
4）在控制信号的传输方面相对于国外来说缺乏系统、深入的研究。
从2000年开始，国内很多大学都开始对拖拉机悬挂系统进行了深入研究，取得了显著的成就，其中以中国农业大学为首，除此之外他们还对传统控制器进行了改进和优化创新，研制出了比传统控制器更好的电-液控制器。其他的高校和研究机构也进行了很多相关的研究工作。
总体来说，我国对液压悬挂系统的研究主要还是放在传统液压悬挂系统上，但是其中的缺陷还是很多的。目前来说，我国的主要研究对象还是传统的机-液控制系统。就当前的发展来讲，机-电-液一体化技术已经逐步走向主流，成为国内研究的焦点，但是就当前对于机-电-液一体化技术的研究而言还处于刚刚起步阶段，对于一些关键性技术问题国内还缺乏系统性的和深入的研究，而且没有形成具有可行性的解决方案。
国内外对于拖拉机悬挂机构的研究，大部分的研究成果都是针对悬挂机构的外形设计以及对悬挂机构的优化设计，但是对于悬挂系统进行有限元分析的研究很少很少。可是，随着拖拉机本身的工作功率不断提升，悬挂机构的作用也随之变得更加明显，以至于悬挂机构在工作状态下的应力分布、应变分布以及安全系数等相关数据都得到了相当的关注。随着有限元分析方法的日益完善，有限元分析会逐步推动其在悬挂机构方面作用，为悬挂机构的生产校核提供必要的技术支持和数据支持。
1.3 应用软件介绍
1.3.1 实体建模软件Pro/ENGINEER简介
Pro/ENGINEER是3D产品设计软件，是当今世界上最先进的机械设计软件之一。它集成的参数化3D CAD/CAM/CAE解决方案，让使用者能更快的操作，最大限度的提高了工作质量和速度。
Pro/ENGINEER的功能特点和优势如下：
1.强大、参数化的设计功能可实现卓越的产品差异化和可制造性。
2.完全集成的应用程序可让用户在一个应用程序中完成从概念设计到制造的所有工作。
3.将设计变更自动传播到所有下游交付件的能力可让用户满怀信心的进行设计。
4.完整的虚拟仿真功能可让用户提升产品性能和超越产品质量目标。
5.自动生成关联的模具设计和制造交付件。
1.3.2 Pro/E的典型设计思想
Pro/E的典型设计思想主要分为三种。
特征的划分有以下3个主要依据：
①特征创建的原理：如拉伸实体特征和混合实体特征；
②特征的用途：如实体特征和基准特征；
③特征的结构特点：如圆孔特征和筋特征。
参数化设计的原理：使用者在设计过程中不必太在意零件的尺寸，只需要抓住零件的特点来绘制零件。在绘制完成后再统一修改尺寸。
单一数据库思想：单一数据库思想就是在装配途中所用到的所有零件，都可以随意修改，而最终的装配图也会随着修改而更新。
1.4 ANSYS软件简介
1.4.1 ANSYS软件功能介绍
ANSYS软件应用范围广而且功能强大，其主窗口主要由五个部分组成，分别为：
（1）Utility菜单
这部分菜单主要通过ANSYS相关功能组件其作用，比如文件控制、参数选择、图像参数控制及参数输入等。
（2）InputWindows（命令输入窗口）
命令输入窗口（也称为命令栏）显示程序提示信息并允许用户直接输入命令，简化分析过程。
（3）Toolbar（工具栏）
工具栏主要由单击按钮组成，这些按钮都是ANSYS中非常常用命令。用户可以根据自己工作类型定义自己的工具栏以提高分析效率。
（4）MainMenu（主菜单）
主菜单包括了ANSYS最主要的功能，分为前处理器(Preprocessor)、求解器(Solution)、通用后处理器(GeneralPostprocessor)、设计优化(DesignOptimizer)。（5）GraphicWindows（图形窗口）
图形窗口显示分析过程的图形，在图形窗口中实现图形的选取。在这里可以看到实体建模各个过程的图形并察看到随后分析的结果。
1.4.2 ANSYS软件的主要功能和用途
ANASYS是一种综合性的CAE有限元分析软件，在各个行业中都被广泛应用。其基本功能可分为：
（1）结构静力分析：结构静力分析主要是处理一些对结构响应影响不明显的问题；
（2）结构动力学分析：结构动力学分析主要用于求解随时间变化的载荷对结构产生的影响，与静力学分析不同的是，这个过程需要注意载荷的变化和惯性等影响；
（3）结构非线性分析：结构非线性分析包括材料非线性分析、几何非线性分析和单元非线性分析，是结构的非线性导致结构或部件的响应随载荷不成比例的变化关系。
除了上述功能之外还有一些其他的基本功能，在此不做介绍。
本课题主要是利用有限元软件对拖拉机液压悬挂机构进行有限元分析，并得出相应的结果。
本章内容主要介绍了PROE和ANSYS两个软件的主要发展过程、用途、使用方法等等一系列关于这两个软件的介绍。
2 液压悬挂系统
2.1 液压系统的类型
2.1.1 分置式液压系统
油泵、油缸、分配器和油箱不是安装在拖拉机的同一位置上，他们之间用油管连接。具有布置灵活、保养检修方便、液压元件易于实现标准化等优点。但是，由于各元件分开安装，管路较多、较长，外漏的机会增加。（典型应用有:东方红—802、铁牛55C／600L）
分置式液压系统中都采用容积式齿轮油泵，按照技术性能的不同分为CB46、
厘米/3）。这些油CB32、CB10等型号（数字表示每转理论供油量，单位是转
泵的结构相似，大部分零件是可以通用的。这种油泵和其他类型的油泵相比较，具有结构简单、体积小、使用可靠、耐久、设有轴向间隙自动补偿装置、不需要专门润滑、维护修理方便等优点。因此，被广泛应用在拖拉机的液压系统中。如图2.1.a所示
2.1.2 半分置式液压系统
半分置式液压系统是相对于整体式和分置式液压系统来说的。在半分置式液压系统中，除油泵单独布置外，其他液压元件（油缸、分配器）和操纵机构都安装在后桥壳上，使用传动箱中的油液。半分置式液压系统具有管路短，工作可靠，性能比较完整，便于实现力的调节等优点，所以广泛应用于中小马力的拖拉机上。（代表应用有:铁牛650、东风50）
半分置式液压系统液压系统中，大部分采用的是CB3系列齿轮油泵。因为齿轮模数为3，所以称之为3系列齿轮油泵。3系列齿轮油泵根据排量的不同分为CB306、CB310、CB314三种规格，这三种规格的齿轮泵，它们的大部分零件是通用的。由于3系列齿轮油泵具有结构简单、体积小、重量轻、性能良好、使用可靠、制造和维修方便等特点，所以得到了广泛的应用。图2.1.b所示
2.1.3 整体式液压系统
整体式液压系统将油泵、油缸和分配器等全部液压元件以及操纵机构都安装
在后桥壳内。所有工作用油都是传动箱中的齿轮油。整体式液压系统的特点是结构紧凑，系统管路短，工作较可靠。但是，结构复杂，拆装不方便，液压元件无法通用，不易于标准化，在拖拉机上的布置受到限制。（代表应用有:上海50、丰收35）图2.1.c所示
小结：本章的主要内容是介绍目前主要应用在拖拉机上的液压系统。并介绍出这三个系统的主要应用对象和优点等等
2.2 液压悬挂装置的使用
2.2.1 液压系统的用油
分置式液压系统均有独立油箱，用以加注液压油。具有结构简单、体积小、使用可靠、耐久、设有轴向间隙自动补偿装置、不需要专门润滑、维护修理方便等优点。半分置式液压系统一般与传动箱润滑油共用，加注柴油机油，具有结构简单、体积小、重量轻、性能良好、使用可靠、制造和维修方便等特点。整体式液压系统采用齿轮油，要注意检查油面高度，保持液压油清洁，定期清洗滤清器，具有结构紧凑，系统管路短，工作较可靠等优点。
2.2.2 油泵的结合
分置式液压系统：在发动机起动前将油泵接合装置的手柄扳到结合位置，半
a.分置式
b.半分置式
c.整体式
1.油缸
2.分配器
3.油泵
4.油箱
5.提升
器 6.油泵
图2.1拖拉机液压系统分类
分置式、整体式：应分离离合器，扳动接合套使动力与油泵轴接合。
2.2.3操纵手柄位置的选用
分置式液压系统分为提升、中立、压降和浮动四个工作档位。压降档位只能在将工作部件强制压进土中的时候使用，进入以后要换到浮动档位，在作业时不能用中立档位。不可以将手柄强制固定在提升档位，以免对对系统造成损坏。
半分置式液压系统分为力调节和位调节两个操作手柄，在其中一个被使用时另一个必须要固定；在悬挂农具作短距离运输时，应将下降速度调节阀手轮拧到底。
整体式液压系统在牵引作业时，应将力、位调节手柄置固定在扇形板下方并锁定。在悬挂农具运输时需调节位置调节手柄于最高位，力调节手柄于最低位；在田间作业时，力调节手柄固定在所需的耕深位置；位调节手柄的主要作用是调节作业机具的升降速度；用液压输出作业时，将力调节手柄置于最上位置，位调节置于反应控制区段的任意位置。
本章节的主要内容是介绍液压系统的使用方法：是否有独立的液压油箱、液压系统于拖拉机机体的连接方法和液压操作手柄的位置的确定等。从而确定液压系统与拖拉机机体的连接方法。
2.3 液压悬挂装置的功用与类型
液压悬挂系统是利用液体压力来维持农具运动的悬挂装置，还可以输出液压功率。悬挂式连接还可以改变拖拉机的受力状态，有利于改善拖拉机的牵引性能。当今世界，液压悬挂系统已成为拖拉机不可缺少的组成部分。
2.3.1液压悬挂装置的功用与组成
2.3.1.1 液压悬挂装置的功用
1.连接和牵引农机具；
2.操纵农机具的升降；
3.控制农机具的耕作深度或提升高度；
4.给拖拉机驱动轮增重，改善附着性能；
5.输出液压能。
2.3.1.2 液压悬挂系统的组成
（1）液压系统：提升农机具的动力装置。由液压泵、油缸、分配器等液压元件和附属装置组成。
（2）操纵机构：用来操纵分配器的主控制阀，控制油流的方向。由手柄操纵机构和自动控制机构两部分组成。
（3）悬挂机构：连接农具，传递液压升降力和拖拉机对农具的牵引力，并保持农具的正确工作位置。
悬挂装置又分为两点悬挂装置和三点悬挂装置两种。两点悬挂：悬挂机构以二个铰接点与拖拉机机体联结；三点悬挂：悬挂机构以三个铰接点与拖拉机机体联结。
悬挂机构通过杆件来连接、牵引和升降农具。按农具悬挂在拖拉机上的位置不同，可分为前悬挂、侧悬挂与后悬挂三种。前悬挂用于连接在拖拉机前方的农具，如推土铲。侧悬挂机构连接在拖拉机的侧面，如割草机。但目前大部分农具都采用后悬挂的方式。本文主要分析对象为三点悬挂机构，农具通过上拉杆和下拉杆后端的三个球铰链挂在拖拉机的后部，上、下拉杆前端的三个球铰链则与拖拉机机体相连接，这种悬挂机构称为“三点悬挂”，这三个铰接点组成的三角形称为悬挂三角形。
本章的主要内容是对悬挂机构组成和主要功能的介绍。悬挂机构可以分为前悬挂机构和后悬挂机构，大部分拖拉机应用的是后悬挂机构。后悬挂又分为两点悬挂和三点悬挂两种。本文主要研究对象是三点悬挂。
两点悬挂机构三点悬挂机构
1.提升轴
2.提升臂
3.上拉杆
4.提升杆
5.下拉杆
悬挂机构分类图
3 悬挂机构受力分析与实体建模
3.1悬挂机构力学分析
通过对拖拉机悬挂机构进行运动分析和受力分析，确定拖拉机悬挂机构各杆件之间的传动情况以及受力情况，结合对液压系统的分析，建立出相应杆件的数学模型，为拖拉机悬挂机构的有限元法分析提供理论基础，结合相应的数据进行力学方面和运动学方面的相关计算，得出相应的结果。
拖拉机悬挂机构为空间杆件机构，为了研究方便，将拖拉机悬挂机构简化为如图（3.1-1）的平面杆件结构，对其进行运动分析从而确定各杆件之间的运动关系。在适当的时候将拖拉机悬挂机构平面杆件机构进行拆分，逐步进行静力学和运动学分析，并逐一进行计算，得到想要的结果，为以后的工作打下良好的基础。
上拉杆、下拉杆、犁架、机架四杆机构简化如图（3.1-2）。αA为上拉杆与垂直线之间的夹角；θ为犁架的旋转角度；1θ为犁架重心和铰链C连线与垂直线之间的夹角。
犁架运动简图如图（3.1-3），取坐标原点位于下连接点B的垂线与地面的交点处，y轴正向向上，x轴正向水平向右，设下悬挂点和重心坐标分别为：C()'
,'
c
c
y
x,P(p
p
y
x,)。
图 3.1-1 拖拉机悬挂机构及犁架简图图3.1-2 上拉杆、下拉杆、犁架、机架四
杆机构简图
农具受力简图如图（3.1-4），设外力的作用点R
与C
点距离L CR，φ为力作用线与x轴夹角，R D为上拉杆受力，Lcx为下悬挂点受力在x轴方向上的分力，Lcy为下悬挂点受力在y轴方向上的分力，Rw为土壤作用力，V D为农具在垂直面上的动态阻尼力。
提升臂、提升杆、下拉杆及机体四杆机构简图如图（3.1-5）
GF
α为提升臂与水平线之间的夹角；
F
α为提升臂与提升杆之间的夹角；
E
α为提升杆与下拉杆之间的夹角；
B
α为下拉杆与水平线之间的夹角。
下拉杆受力简图如图（3.1-6）。
E
R为提升杆受力；
L Bx为下连接点在x轴方向的分力；
L By为下连接点在y轴方向的分力。
图3.1-3 犁架运动简图图3.1-4 犁受力简图
图3.1-5 提升臂、提升杆、下拉杆及机体四杆
机构简图
图3.1-6 下拉杆受力简图
对B 点、E 点、C 点分别取距，则：
()B cx B cy E BE BC E L L L L R αααsin cos sin -=（3-1）
()
B E E Cx Bx R L L αα+-=cos （3-2） ()Cy B E E By L R L -+=ααsin （3-3）
选用如下结构参数对悬挂机构进行静力学分析：
提升臂长度L GF =0.39m ；提升臂L GK 段长度L GK =0.18m ；提升杆长度L EF =1.29m ；上拉杆的长度L AD =1.17m ；下拉杆长度L BC =1.38m ；下拉杆L BE 段长度L BE =0.72m ；犁架高度L CD =0.93m ；拖拉机上连接点与下连接点之间的水平距离b AB =0.225m ；在稳定点附近，提升臂与水平线夹角GF α=8°；提升臂和提升杆的夹角F α=135°；提升杆和下拉杆的夹角E α=65°；下拉杆与水平线的夹角B α=10°；上拉杆与重锤线夹角A α=75°；五铧犁质量为525kg ；犁具铰接点C 至外力作用线的垂直距离l R =0.45m ；土壤对犁具的作用力的合力设定R W =15000N ；V D =1000N ；作用线与水平线的夹角φ=15°；五铧犁犁架转角θ=20°；犁架重心P 点至下拉杆C 点的距离L CP =1.2m ；C 点至五铧犁重心的水平距离x CD =1.275m ；C 点至五铧犁外力作用点R 的距离l CR =0.6m ；设定犁具上铰接点D 的作用力合力与水平线夹角15°；犁的重心与下拉杆铰接点C 的水平距离X LD =0.9m ；犁架重心P 点至C 点的距离l CP =1.2m ；θ1=50°。
如图3.1-4，针对犁架，对C 点取距可得：
()θααθ?θ?sin cos sin cos sin sin cos 1w A A CD LD
D LD w cp R D L X V X R Wl l R R +-?--?=（3-4）
对C 点X 轴方向和Y 轴方向力求和可得：
A D W R R L α?cos cos cx +=（3-5）
A D W R W R L α?sin sin cy -+=（3-6） 22CY CX C L L R +=（3-7）
如图3.1-5提升臂、提升杆、下拉杆及机体四杆机构简图，对B 点取距可得：
()
B cx B cy B
C E BE E L L L L R αααsin cos sin -=（3-8） ()B cx B cy E BE BC E L L L L R αααsin cos sin -=（3-9）
把悬挂机构上拉杆、提升杆简化为二力杆，如图3.1-1 拖拉机悬挂机构及犁架简图，可求得：
F E D A R R N R R =-==,2095（3-10）
根据图3.1-1，对B 点X 轴方向和Y 轴方向求力平衡，可求得：
()
B E E cx Bx R L L αα+-=cos （3-11） ()cy
B E E By L R L -+=ααsin （3-12） 22BY BX B L L R +=（3-13）
根据图3.1-1，对G 点求力矩，可得：
()
F GF F GF GK K L R L R αα-=180sin sin （3-14） ()
GF GK F GF F K L L R R ααsin 180sin -=（3-15）
根据图3.1-1，对G 点X 轴方向和Y 轴方向求力平衡，可得：
()
GF F F Gx R R αα--=180cos （3-16） ()
GF F F Gy R R αα--=180sin （3-17） 22Gy Gx G R R R +=（3-18）
悬挂机构中铰接点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 铰链中的摩擦力矩的计算
取金属平面的摩擦系数f=0.12。
则
拖拉机在耕地作业中悬挂机构的技术调整 拖拉机悬挂机构是用以连接拖拉机和农具，并以液压为动力升降农具的杆件机构。拖拉机悬挂机构与农机具挂接的正确与否对机组的作业质量影响很大。正确地调整悬挂杆件及配套农具，可以提高工作效率，减小工作阻力，保证作业质量。这一点往往不被驾驶人员所重视。 拖拉机的悬挂机构是由一组杆件，包括提升臂、上拉杆、左斜拉杆、右斜拉杆和两根下拉杆等杆件所组成。这些杆件组成了一个空间机构，从而赋予拖拉机能够在纵向和水平面内控制农具处于准确位置的机能。作业时，驾驶员应正确地调整悬挂杆件与配套农具，提高拖拉机农具机组的工作效率。 125 型拖拉机挂接三铧犁的调整拖拉机挂接三铧犁的调整主要是耕深调节，由拖拉机液压升降机构来控制，一般由位调节，也可用力调节。当犁达到要求的耕探时，犁架的左、右、前、后方向必须调平。 25 型拖拉机在挂接农具前，应先使齿轮油泵处于工作状态，即踏下离合器踏板，将输出轴分离操纵手柄合上，松开离合器踏板。推下操纵手柄使下拉杆处于下降位置。缓慢倒退以接近农具，先将左下拉杆与犁的悬挂轴接好，再接右下拉杆。如果悬挂轴与下拉杆孔不对中时，可以调节右斜拉杆的长度去凑合，最后接上拉杆。因犁耕应使用力调节方法，所以上拉杆前端应接在拖拉机提升器尾端的中间孔上，并将各连接部位用锁销锁住。接着检查升降是否可靠，然后在提升位置将锁紧轴手柄合上（奔野-25 型应将截断阀旋入），推下操纵手柄。用慢
挡悬带三铧犁到待耕田后，再将操纵手柄置于提升位置，放开锁紧轴（奔野-25 型应旋出截断阀），推下操纵手柄，使三铧犁降下。 在未耕的田块上首先应把犁底调到相对拖拉机低落一个耕深减去后轮下陷值之差，并将犁架水平面调成与地面平行。当耕到田头转弯时，应将犁提升，转弯后再倒退一段距离放下，以减少未耕的田头田角。继续耕作直到外围四周耕毕。这时由于拖拉机的左边前、后轮虽仍在未耕田上，而右边前、后轮已落入已耕的犁底沟中，致使拖拉机向右倾斜。但犁体在耕作时总应使犁架保持水平，于是得重新调整悬挂杆件。先将左斜拉杆放长，右斜拉杆缩短；再调节上拉杆，使入土后的犁架平面与地面保持平行。如耕深还没有达到要求，可将操纵手柄放得再低些。 2小四轮拖拉机挂接双铧犁时的调整小四轮拖拉机带配套双铧犁耕地时，耕深调节采用高度调节，即犁的耕深可用限深轮调节。改变提升杆的长度可调整犁架的左右水平位置，改变上拉杆的长度可调整犁架的前后水平位置。调整是在作业中进行的，在耕第一犁时，首先调整限深轮，当其中一个犁耕至要求深度时，再调整上拉杆的长度。保证犁架与地面平行，最后调整提升杆长度，使左右犁铧耕深相同。在耕 第二犁时，因拖拉机右侧轮在犁沟里走，右犁耕深剧增，此时需重新调整右提升杆及拉杆的长度，使左右两犁耕深重新达到一致。 3上海-50 拖拉机挂接液压双向翻转犁时的调整液压双向翻转犁为三点式悬挂，下升降臂安装在犁的两个下拉耳后再挂中央拉杆，要注意把犁的中心调整在拖拉机的正中心。方法是调整两升降臂与拖拉机
拖拉机液压悬挂控制系统 1系统工作原理 约翰迪尔5-754型拖拉机配备的悬挂系统是半分置式三点悬挂力-位综合调节系统7。使用该系统时，驾驶员对机具位置的调整是通过操作关联提升器摇臂的操纵杆实现的，操纵杆位置与机具位置具有较为线性的对应关系，控制操纵杆位置即可实现机具位置的调整。综合考虑拖拉机自动驾驶系统在正常作业和地头转弯时对机具位置控制的实际要求8-13以及安装便利性，本文选择带有位置反馈的直流推杆电动机作为动力源，通过机械传动机构实现对悬挂系统操纵摇臂的驱动和位置控制，进而达到自动调节作业机具高度的目的。因为不同作业机具及作业项目对悬挂系统有着不同的状态位置要求，所以实现悬挂系统的自动调节功能就需满足这些广泛的工作要求。为此，采用点动控制和位置控制相结合的方式实现悬挂系统任意位置的设定和控制。点动控制方式主要用于适宜耕深和机具提升高度的目标位置设定。进入点动控制工作模式后，推杆电动机的单步运动距离可调，人工控制推杆电动机单步运动，便于寻找并设定目标耕深和提升高度。这种控制方式提升了三点悬挂控制系统的灵活性和可操作性。同时，大大减少了拖拉机自动驾驶系统的初始化设定工作量，提升了自动驾驶系统的性能。位置控制方式是拖拉机自动驾驶系统正常工作的主要方式，系统依据机具作业状态的切换要求，通过控制单元ECU接收上位机的机具工作状态位置指令，比较推杆电动机反馈的位置信息与作业状态初始设定值，控制推杆电动机调节作业机具到达目标位置。 2硬件系统设计 2.1机械传动设计图1为推杆电动机机械传动装置的实物安装图。推杆电动机的主体固定在固定支架上，通过推杆连接套、刚性推拉杆将推杆电动机推杆与悬挂系统操纵杆相连接，通过推杆电动机往复直线运动实现悬挂操纵杆的前后转动，从而控制悬挂系统的升降。推杆电动机内部设有电位器，其信号幅值反映推杆电动机的轴端位移，与机
第一章绪论 1.1 引言 拖拉机液压悬挂系统主要用来在使用过程中根据外界条件或者特定要求对农机具进行调节，对农机具调节的方式比较常用的有：位置调节，阻力调节，力位综合调节等，还有在非耕作情况下对农机具实现快速上升和下降的调节。在前面的调节方式中，位置调节则由提升器的位调节手柄或油缸限位卡箍来控制农具与拖拉机之间的相对位置，以保证农具在选定的耕深下工作。力调节的作用在于当土壤密度或地表面变化而使负荷增加时，提升器会自动将农具提升，当负荷减小时会自动将农具下降，通过自动升降农具保持工作负荷的稳定。同时考虑到在土壤比阻变化比较大的情况下，力调节只能保证发动机的负荷的稳定性而不能保证耕深的均匀性，因此提出了力位综合调节，综合调节法的基础是阻力控制法，在土壤比阻均匀条件下，还是要尽量保持发动机负荷稳定的，只是在比阻变化较大时，它才靠牺牲发动机负荷的稳定来保持耕深的比较稳定。传统的拖拉机液压悬挂机组的控制方式是机液控制系统，从70年代它逐渐被电液控制系统代替 [1]。进入21世纪后，拖拉机向低排放、低油耗、大功率、智能化、舒适性方向发展，机械式的控制系统在结构布置和性能方面已不适应现代农机发展的要求。将农业机械装备技术融合现代液压技术、传感器技术、电子技术和单片机控制技术，可极大地提高液压悬挂系统操作的舒适性和简捷性，准确、快速地使用和调节液压悬挂系统，可提高生产率和作业质量。因此，对传统式液压悬挂系统的技术改进势在必行。 1.2 研究背景和研究意义 1.2.1 研究背景 农业机械化是现代农业的重要技术基础，是农业现代化的重要标志和内容。世界发达国家己在上世纪60年代至70年代就实现了农业现代化，各国农业现代化发展历程表明，农业机械化、智能化是农业现代化不可逾越的阶段。农业机械化作为
大功率拖拉机悬挂机构有限元分析 任务书 1．设计的主要任务及目标 本课题将Pro/E软件与ANSYS软件结合起来，应用于工程实际中。针对拖拉机悬挂机构设计中存在的问题，以及实际工程情况，运用Pro/E软件构建拖拉机悬挂机构的三维模型，并将悬挂机构的下拉杆和提升杆三维模型导入ANSYS 中。根据获得的有限元分析结果，提出相应的解决措施，以期提高工程应用安全度。 2．设计的基本要求和内容 （1）主要设计内容： 针对拖拉机悬挂机构设计中存在的问题，以及实际工程情况，运用Pro/E软件构建拖拉机悬挂机构的三维模型。 （2）工作要求： 1）在调研及多方搜集资料及毕业设计实习基础上，明确所设计题目及内容，熟悉拖拉机液压悬挂系统的工作原理，对拖拉机悬挂机构进行受力分析，计算给定参数下的各杆件受力情况；并撰写开题报告一篇。 2）利用三维软件Pro/E建立悬挂机构三维模型及仿真模型； 3）利用ANSYS对悬挂机构下拉杆进行有限元分析，获得应力应变云图，分析结论，给出建议，并完成中期答辩报告一份。 4）撰写毕业设计论文一篇。
3.主要参考文献 1)娄秀华，大功率拖拉机液压悬挂机构作业机组虚拟样机技术研究[D]，2009 2)董鸿柏，悬链式链斗卸船机主体结构的有限元分析[D]，华中科技大学，2006 3)李丹，周志鸿，刘瑞华，基于ANSYS液压挖掘机动臂的有限元分析[J],建筑机械，2008（9） 4)孙恒，陈作模，葛文杰，机械原理[M]，北京，高等教育出版社，2006，5 5)刘申全，黄璟，工程力学（上册）[M]，北京，兵器工业出版社，2007，2 4．进度安排 审核人：年月日
摘要 拖拉机配前三点悬挂装置构成的联合作业机组，由于在一次行驶中可完成多种作业，节省农时，提高作业效率，扩大了拖拉机的通用性，因此在国外拖拉机(特别是大功率四轮驱动拖拉机)上获得了广泛的应用。但目前国内各种功率等级的拖拉机还很少配装前悬挂装置。前悬挂装置具有不同于后悬挂装置的显著特点，本文在理论分析的基础上，进行了轮式拖拉机前悬挂装置的设计。 文中首先归纳总结目前国际上各著名拖拉机产品的前悬挂装置结构特点及前后联合作业的主要作业方式，分析前悬挂机组在不同的耕深控制方式下拖拉机前桥的受力状况，得出相应的计算公式，指出前悬挂一般应采用带支地轮的浮动控制方式。 然后分析由不同的悬挂杆件布置方式决定的机组纵向瞬心和水平瞬心位置对前悬挂犁耕机组作业稳定性、入土能力、耕深稳定性、牵引性和通过性等性能的影响，从而给出可行的瞬心范围。 最后，在理论分析的基础上进行了前悬挂机构设计。 关键词：拖拉机，后悬挂，受力分析，瞬心，联合作业
ABSTRACT Tractor with front linkage consists of the combination of operating units, because in a driving can complete various task, save farming, raise working efficiency, expand the tractor of generality and so on foreign tractors (especially high power four wheel drive tractors) on a wide range of applications. But there is few at present domestic various power levels of tractor equipped with front suspension device. Front suspension device has the remarkable characteristics different from rear suspension, on the basis of theoretical analysis, this paper has carried on the wheeled tractor front suspension device design. Firstly summarizes the current of each tractor products famous on the internat- ional front suspension structure characteristics and joint before and after the opera- tion the main operation mode, the analysis of front suspension unit under different tillage depth control ways of tractor front axle stress state, the corresponding calcu- lation formulas, points out front suspension generally take the ground wheel floating control mode should be adopted. Then analysis determined by the different way of hanging bar decorate unit lon- gitudinal instantaneous center and horizontal position of instantaneous center of fr- ont suspension deep tillage unit operation stability, the grave ability, stability, tracti- onal and through sexual behavior, and gives the feasible range of instantaneous center. Finally, on the basis of theoretical analysis for the front suspension mechanism design. Key words: tractor, front linkages, rear linkages. force analysis instantaneous center, combination operation.
拖拉机液压悬挂机构工作原理与使用维护 doi ：10.14031/jki.njwx.2018.07.033 拖拉机是由液压悬挂机构将农具连接到拖拉机上，并以液压为动力升降农机具，使农机具按要求保持一个固定位置，如地头转弯时要将所挂接的旋耕机或深松犁提升起来，以免损伤机械；作业时又需要将机具放下，并保证犁有一定的入土角。农具在拖拉机上的挂接方式有三种，分别称前悬挂、后悬挂和侧悬挂。推土机的推土铲与拖拉机的挂接方式属于前悬挂，侧悬挂有割草机，后悬挂有深松犁、旋耕机、播种机等。大多数拖拉机都采用后悬挂装置。为了更好地发挥拖拉机的作业效率，减少故障的发生率，我们要了解拖拉机液压悬挂系统结构特点与使用维护技术。 1拖拉机液压悬挂机构主要组成部件拖拉机悬挂机构由液压部分、悬挂部分和操纵部分三部分组成。液压部分主要由油泵、分配器和油缸等件组成。油泵由发动机驱动，油缸中的活塞通过连杆、外提升臂带动悬挂机构上下摆动。悬挂部分由提升臂、上拉杆、右斜拉杆、左斜拉杆、下拉杆组成。提升臂是悬挂机构的主动件，左、右斜拉杆是下拉杆和提升臂的中间传力杆件。斜拉杆的长度可以通过自身的螺纹连接部分进行调整，调整是为了控制农具的极限升降高度和在水平方向的倾斜程度。上拉杆有调节螺纹，可以改变长度，在升降农具时是传力杆件。在力调节时既是传力杆件又是讯号的传感件，改变其长度是为了控制农具在水平方向的前后倾斜程度。下拉杆主要是传递牵引力和升降时起杠杆作用。操纵机构有两个手柄：力调节手柄和位调节手柄。两
个手柄分别转动力调节偏心轮和位调节偏心轮，通过液压系统和悬挂机构的各阀启闭，以及各杠杆传力作用，达到升降农具或操纵液压输出的目的。 2悬挂机构工作原理农机具通过悬挂机构挂接到拖拉机上进行农田作业，根据作业要求对耕深进行调整，调整原理方法如下：（1）高度调节法。采用高度调节法的机组，其耕深调节是，提高限深轮的高度则增加耕深；反之，则减少耕深。当犁达到要求耕深时，要求限深轮有适当的土壤支反力。据经验，先使犁达到要求耕深，而后将限深轮升离地面3?4 cm时，则认为是较合适的，否则应重新选取挂结孔位。这种耕深调节法，工作部件对地面仿形性好，容易保持耕深一致。 （2）力调节。力调节耕深方法，就是利用耕作中的土壤对农具的阻力变化，来达到耕深的自动调节。这种控制耕深方法的一个显著优点，就是能自动调节耕深，使发动机的负荷变化较小。还能使后轮增重，即增加后轮的附着性能以提高牵引力。这种方法现在已被广泛应用。25 型拖拉机的液压悬挂系统也具有这种功能。 3）位调节。位调节与力调节不同，位调节是利用提升轴（提升臂和内提升臂的共用轴）的转角变化来达到调节耕深的目的。由于有些农具入土较浅或仅在地表滚动，例如驱动耙等农具。只要求农具与拖拉机保持一定相对高度不变就可以，不必用土壤阻力来调节耕深。该调节方法就是用控制农具对拖拉机的相对高度来调节耕深或控制高度的方法。这种方法也能使后轮增重以提高牵引力。 3使用维护要点（1）每班保养时，应检查油箱油位和液压系统密封的可靠性，不得有漏油部位。液压泵、分配器和液压油缸是精密
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920201936.9 (22)申请日 2019.02.15 (73)专利权人 山东福尔沃农业装备股份有限公 司 地址 261000 山东省潍坊市坊子区北海南 路2065号 (72)发明人 冯彦杰 栾科之 戴维莹 周小东 梁磊 刘海生 (51)Int.Cl. A01B 63/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种拖拉机的悬挂机构 (57)摘要 本实用新型公开了一种拖拉机的悬挂机构， 包括安装板， 所述安装板的右侧壁滑动连接有滑板，所述安装板的右侧设有凹槽，所述凹槽内设 有用于对滑板进行升降的升降机构，所述滑板的 右端下侧转动连接有横板，所述横板与滑板之间 设有用于对横板角度进行调节的调节机构，所述 横板的右端固定连接有用于对拖拉机后托进行 固定的固定机构。本实用新型便于对后拖进行安 装拆卸并可以调节后拖所处位置。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209594233 U 2019.11.08 C N 209594233 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209594233 U 1.一种拖拉机的悬挂机构，包括安装板(1)，其特征在于，所述安装板(1)的右侧壁滑动连接有滑板(2)，所述安装板(1)的右侧设有凹槽(3)，所述凹槽(3)内设有用于对滑板(2)进行升降的升降机构(4)，所述滑板(2)的右端下侧转动连接有横板(5)，所述横板(5)与滑板(2)之间设有用于对横板(5)角度进行调节的调节机构(6)，所述横板(5)的右端固定连接有用于对拖拉机后托进行固定的固定机构(7)。 2.根据权利要求1所述的一种拖拉机的悬挂机构，其特征在于，所述升降机构(4)包括两根与凹槽(3)内侧壁竖直转动连接的第一螺纹杆(8)，两根所述第一螺纹杆(8)之间通过传动机构(9)传动连接，其中一根所述第一螺纹杆(8)的上端转动贯穿安装板(1)并同轴固定连接有第一转柄(10)，两根所述第一螺纹杆(8)外均螺纹套设有升降块(20)，两块所述升降块(20)远离凹槽(3)内底部的一端均与滑板(2)固定连接，两块所述升降块(20)均与凹槽(3)内侧壁滑动连接。 3.根据权利要求2所述的一种拖拉机的悬挂机构，其特征在于，所述传动机构(9)包括两个皮带轮(11)，两个所述皮带轮(11)之间通过皮带传动连接。 4.根据权利要求1所述的一种拖拉机的悬挂机构，其特征在于，所述调节机构(6)包括倾斜设置的第二螺纹杆(12)，所述第二螺纹杆(12)外螺纹套设有螺纹块(13)，所述螺纹块(13)的左端和下端均转动连接有调节板(14)，两块所述调节板(14)远离螺纹块(13)的一端分别与滑板(2)的右端和横板(5)的上端转动连接，所述第二螺纹杆(12)的下端转动连接有转动块(15)，所述转动块(15)的上端与滑板(2)的下端固定连接，所述转动块(15)的下端与横板(5)的左端转动连接，所述第二螺纹杆(12)远离转动块(15)的一端同轴固定连接有第二转柄(16)。 5.根据权利要求1所述的一种拖拉机的悬挂机构，其特征在于，所述固定机构(7)包括固定板(17)，所述固定板(17)的左端与横板(5)的右端固定连接，所述固定板(17)的右端固定连接有两块卡接板(18)，两块所述卡接板(18)上均上下贯穿有通孔，两个所述通孔相匹配，两个所述通孔内设置有同一根插销(19)。 2
拖拉机的主要组成部分使用了哪些简单机械？它们是怎样工作的？ 现代拖拉机一般都由发动机、传动系、转向系、制动系、行走系、液压悬挂装置、牵引装置、动力输出装置以及驾驶室和座位等组成。 发动机 拖拉机普遍采用柴油机作为动力，小型手扶拖拉机上也有装用汽油机的。拖拉机用柴油机一般为高速中小型柴油机，转速一般为2000～2800转／分。75千瓦以上的大型拖拉机往往采用增压柴油机或增压兼中冷柴油机。由于拖拉机在田间或工地大负荷工作，发动机必须具有较大的扭矩储备系数和良好的滤清系统。传动系 用以将发动机的动力传给驱动轮和动力输出轴的机构。根据不同作业的需要，传动系能使驱动轮和动力输出轴获得不同大小和不同方向的扭矩和相应的转速。同时，它又能切断动力，使拖拉机停车或停止动力输出轴的转动。按传动比的改变方法，传动系可分为有级式和无级式两种。 有级式传动系 轮式拖拉机的有级式传动系(图1)一般由离合器、变速箱、中央传动、差速器和最终传动组成。履带式拖拉机的有级式传动系（图2）用转向机构（如转向离合器）取代差速器，其余部分与轮式拖拉机基本相同。手扶拖拉机的有级式传动系（图3）除少数采
用离心式或片式离合器与发动机直接传动方式外，普遍采用皮带传动作为第一级减速，并采用牙嵌离合器（嵌入离合器）作为转向机构。拖拉机拖拉机 ①离合器。用于传递和切断发动机传给传动系的动力。在中小型拖拉机上一般采用干式摩擦离合器，在现代大功率（75千瓦以上）拖拉机上已大多改用寿命更长、工作柔和的湿式离合器。变速箱中的负载换档离合器也大多采用多片湿式离合器，其衬面一般为铜基粉末冶金材料。农用轮式拖拉机大多采用双作用离合器，其特点是把动力传给驱动轮的主离合器与把动力传给动力输出轴的副离合器结合为一体。有的离合器共用一个脚踏板操纵,随脚踏板行程的下移，先使主离合器分离,然后再使副离合器分离，这种结构称为联动操纵式双作用离合器。有的用脚踏板和手拉杆分别操纵主、副离合器，这种离合器称为独立操纵式双作用离合器。轮式拖拉机大多采用联动操纵式离合器。 ②联轴器。用于联接离合器轴和变速箱输入轴,有刚性联轴器和弹性联轴器两种。刚性联轴器是一个花键套筒；弹性联轴器因用橡胶块作为弹性元件，能减少冲击，应用广泛。但一般用途的轮式拖拉机多由各箱体直接联接而形成无架式机体，由于其刚度好，一般将离合器轴和变速箱输入轴制成整体而不需要加装联轴器。 ③变速箱。拖拉机的变速箱（即变速器）传统上采用齿轮传动结构的组成式变速箱,一般由1个3～6前进档、1个倒档的主变
拖拉机在耕地作业中悬挂机构的技术 调整 拖拉机悬挂机构是用以连接拖拉机和农具，并以液压为动力升降农具的杆件机构。拖拉机悬挂机构与农机具挂接的正确与否对机组的作业质量影响很大。正确地调整悬挂杆件及配套农具，可以提高工作效率，减小工作阻力，保证作业质量。这一点往往不被驾驶人员所重视。 拖拉机的悬挂机构是由一组杆件，包括提升臂、上拉杆、左斜拉杆、右斜拉杆和两根下拉杆等杆件所组成。这些杆件组成了一个空间机构，从而赋予拖拉机能够在纵向和水平面内控制农具处于准确位置的机能。作业时，驾驶员应正确地调整悬挂杆件与配套农具，提高拖拉机农具机组的工作效率。 125 型拖拉机挂接三铧犁的调整 拖拉机挂接三铧犁的调整主要是耕深调节，由拖拉机液压升 降机构来控制，一般由位调节，也可用力调节。当犁达到要求的 耕探时，犁架的左、右、前、后方向必须调平。25 型拖拉机在 挂接农具前，应先使齿轮油泵处于工作状态，即踏下离合器踏板，将输出轴分离操纵手柄合上，松开离合器踏板。推下操纵手柄使下拉杆处于下降位置。缓慢倒退以接近农具，先将左下拉杆与犁的悬挂轴接好，再接右下拉杆。如果悬挂轴与下拉杆孔不对中时，可以调节右斜拉杆的长度去凑合，最后接上拉杆。因犁耕应使用力调节方法， 所以上拉杆前端应接在拖拉机提升器尾端的中间孔上，并将各连接部位用锁销锁住。接着检查升降是否可靠，然后在提升位置将锁紧轴手柄合上（奔野-25 型应将截断阀旋入），推下操纵手柄。用慢挡悬带三铧犁到待耕田后，再将操纵手柄置于提升位置，放开锁紧轴（奔野-25 型应旋出截断阀），推下操纵手柄，使三铧犁降下。 在未耕的田块上首先应把犁底调到相对拖拉机低落一个耕深减去后轮下陷值之差，并将犁架水平面调成与地面平行。当耕到田头转弯时，应将犁提升，转弯后再倒退一段距离放下，以减少未耕的田头田角。继续耕作直到外围四周耕毕。这时由于拖拉机的左边前、后轮虽仍在未耕田上，而右边前、后轮已落入已耕的犁底沟中，致使拖拉机向右倾斜。但犁体在耕作时总应使犁架保持水平，于是得重新调整悬挂杆件。先将左斜拉杆放长，右斜拉杆缩短；再调节上拉杆，使入土后的犁架平面与地面保持平行。
拖拉机液压悬挂机构自动控制系统 王会明侯加林赵耀华李东民 【摘要】在原拖拉机半分置式液压悬挂机构中改进设计了自动控制系统。分别阐述了自动控制系统的组成、工作原理、土壤阻力传感器、农具提升高度传感器、主控制阀位移传感器信号的测取与处理以及单片机控制的实现。控制系统试验表明,拖拉机液压悬挂系统的自动控制是有效的。 关键词: 液压悬挂机构换向阀传感器油缸自动控制中图分类号:S219;O32.4 文献标识码:A StudyonAutomaticControlSystemforHydraulic HitchEquipmentofTractor WangHuiming1 HouJialin1 ZhaoYaohua2 LiDongmin 1 (1.ShandongAgriculturalUniversity 2.ShandongTractorManufactory) Abstract Asimplestructureofsemi-partitionhydraulichitchequipmentandconstitutingofautomatic controlsystemwasprovided.Thesignalofsoilresistancesensorandtheimplementliftheightsensorandt hecontrol-valvesensorweremeasuredandmanaged.Thesystemwasunderthecon-troloftheSCM.Fina lly,theanalyticresultswereprovided,whichshowedthattherelationshipbetweentractionandthecultiv atingdeepnesswasthelinear,andthehydraulichitchsystemoftractorwasautomaticcontrolled.Theresu ltsofexperimentshowedthatthedesigningplanisre-liable,theautomationofthesystembasicallyrealiz ed,operationcouldbemadeeasily,produc-tioncosthasbeenreducedanditissimpleandconvenienttoin stall. Keywords Hydraulichitchequipment,Changevalve,Sensor,Cylinder,Automaticcontrol 收稿日期:2005 0729 王会明山东农业大学机械与电子工程学院教授,271018 泰安市侯加林山东农业大学机械与电子工程学院教授 赵耀华山东拖拉机厂工程师,272000 泰安市李东民山东农业大学机械与电子工程学院硕士生 引言 现有的多数农用拖拉机的液压悬挂系统,其农具的提升和下降的控制部分是机械式的,由驾驶员通过操纵手柄和一套杆件机构以位移量的形式输入信号,输出量则是通过弹簧、凸轮和力、位调节杠杆 机构转换成的位移量,从而实现操纵主控制阀对农具位置的调整。机械控制的液压悬挂系统采用杆件和弹性元件,结构比较复杂,弹性元件的迟滞、机械 摩擦和杆件的胀缩会影响调节性能。进入21世纪后,拖拉机向大功率、低油耗、轻排放、智能化、密封和舒适性方向发展,机械式的控制系统在结构布置和性能方面已不适应现代农机发展的要求。 将农业机械装备技术融合现代液压技术、传感器技术、微电子技术和单片机控制技术,可极大地提高液压悬挂系统操作的舒适性和简捷性,准确、快速地使用和调节液压悬挂系统,可提