1关键系统结构设计
1．1行走系通过将发动机输出的动力传送至行走轮，实现机器行走。本设计采用后轮驱动，通过发动机经变速箱输出动力到置于变速箱两端的一对链轮，经链传动至布置在机架后端的两根传动轴，将动力传输至主动链轮。喷雾机转弯时，内侧车轮和外侧车轮转弯半径不同，外侧车轮转弯半径大于内侧车轮转弯半径，转弯时外侧车轮的转速要高于内侧车轮的转速。为此，发动机从变速箱输出的动力先经过差速器装置，通过差速器驱动两根半轴，通过安装在半轴上的主动链轮输出动力实现行走，结构如图2所示。1．2转向系采用转向梯形机构实现前轮转向，结构如图3所示。为使车轮在转动时只有纯滚动而无滑动，应以前轮轴线为转弯中心，后轮采用差速器实现差速传动。1．3制动系为实现机器安全作业，对前后轮分别设计有制动装置。前轮采用刹车片制动系统实现前轮的直接制动;后轮通过在驱动轴上安装刹车带制动装置，通过制动驱动轴实现后轮间接制动，结构如图4所示。1．4轮距调整系为适应不同玉米种植模式，扩大机器作业范围，自走式玉米高地隙喷雾机采用前后轮距独立调整方式，实现轮距可调。前轮采用将轮胎支撑横轴与车架摇摆支臂的横管进行横向收缩配合，实现轮距可调。后轮采用U型螺栓将轮胎纵向支撑臂与车架连接，通过移动纵向支撑臂实现后轮轮距调整，结构如图5所示。1．5喷杆系统1．5．1喷杆悬挂升降系统喷雾机喷杆悬挂系统由液压升降油缸、后尾车架升降支座及平行四杆升降架组成。机构参数依据方案的设计要求通过计算确定，通过液压系统驱动油缸运动实现悬挂系统的升降，结构如图6所示。1．5．2喷杆升降机构喷杆升降机构的作用是在喷杆悬挂升降系统的基础上进一步对喷杆进行升降，实现更精确的喷雾高度，提高农药使用效率，减少农药损失。该机构包括活动支架、固定支架、滑动杆和升降液压缸等，结构如图7所示。当固定支架在喷杆悬挂升降系统的作用下达到一定高度后，固定在固定支架上的升降液压缸带动滑动杆在导轨槽的引导下对活动支架进行升降，以达到要求的高度。1．5．3喷杆平衡机构喷雾机在工作中的喷雾效果，不但决定于喷雾器的性能，还取决于机器对作业环境的适应能力。喷雾作业时，由于地形变化，造成喷杆产生垂直摆动和振动，使得喷杆与地面垂直距离发生变化，造成喷雾机作业质量不稳定，严重时甚至造成喷杆整体横梁损坏，影响机器工作的可靠性。为此，在升降架下横梁处设置梯形四杆阻尼平衡机构，结构如图8所示。该机构由喷杆梯形支架、连接板和两个缓冲弹簧组成。当地形变化时，在缓冲弹簧作用下，使喷杆梯形支撑架缓冲地形变化造成的冲击，实现喷杆的自动平衡，降低喷杆的垂直振动。1．5．4喷杆液压折叠机构为实现喷杆的自动折叠，每侧喷杆上均设置有连杆机构，通过合理选择连杆构件参数，通过液压油缸实现喷杆的折叠和展开。当两侧喷杆折叠到位后，将其搭放在机架两侧的喷杆托架上，防止机器行走中喷杆的晃动，结构如图9所示。
2结论
采用Solidworks三维设计方法，进行自走式玉米高地隙喷雾机底盘系统关键结构的三维装配设计，直观地解决了设计中存在的结构干涉及装配不合理等设计问题。该设计现已用于样机的制作，由于采用三维数字化设计方法，对于制作过程中提出的问题能够及时快速修改，减少了设计时间，提高了样机开发效率。
作者：冯静安 王卫兵 陈永成 张泽龙 闫斌 单位：石河子大学 机械电气工程学院
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