160～200马力拖拉机配前悬挂装置的设计 说明书

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ABSTRACTTractor 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.目录第一章前悬挂概述 (1)§1.1问题的提出 (1)§1.2前悬挂的发展 (1)§1.3前悬挂的评价 (2)§1.4前悬挂的主要结构型式 (3)§1.5前悬挂的主要作业方式 (7)第二章前悬挂机组对拖拉机操纵性的影响 (9)§2.1悬挂带支地轮的农机具 (9)§2.2悬挂不带支地轮的农机具 (12)第三章前悬挂杆件的布置方式与作业稳定性 (16)§3.1 横向稳定性 (16)§3.1.1水平瞬心在前 (16)§3.1.2水平瞬心在后 (18)§3.1.3上拉杆长度的影响 (18)§3.1.4水平瞬心的选择 (19)§3.2纵向稳定性 (20)§3.2.1上拉杆用链子 (20)§3.2.2上拉杆用刚性杆 (21)§3.3前悬挂犁纵向瞬心的合理范围 (29)第四章前悬挂装置的设计 (31)§4.1设计指导思想 (31)§4.2悬挂机构的设计 (31)第五章结论 (38)致谢 (39)主要参考文献 (40)第一章前悬挂概述§1.1问题的提出近年来，随着我国改革开放政策的深入实施，农业生产也得到不断发展，特别是国家现行的以联产承包责任制为基础的、统分结合的双层农业经营体制，为发展适度规模经营，实现农业集约化生产奠定了基础，也使得农业机械在农业生产和发展中的作用越来越重要。

另外，拖拉机平均功率的不断增大，也使得配套农机具越来越重。

目前，我国正在大力发展各种联合整地机、耕种机、播种施肥机和联合收割机与拖拉机配套，这种联合作业机组由于在一次工作行程内完成几项作业（如灭茬、施肥、耕地、耙地、播种、镇压等），从而大大地减少作业次数，也可减少机组对土壤碾压和滚动损失次数，还可减少滑动损失（由于旋耕产生推力，抵偿部分牵引阻力），农艺质量、作业效率和作业经济性较好，符合农业节本增效的要求，是发展方向。

与这种趋势相适应，就要求拖拉机能够配装前悬挂及动力输出装置，但现在我国生产的各型号拖拉中，绝大多数只有后悬挂和后动力输出轴，这种联合作业机组的缺点是：由于联合耕种机重而长，受悬挂提升能力的限制，不得不采用半悬挂或牵引方式用分置油缸操纵，使机组的机动性差，转弯时地头留得很长，同时，为保证机组的操纵性和稳定性，拖拉机前都要加很多配重。

又如对于联合收割机，收割台必须布置在拖拉机前部，这样就要从位于拖拉机后面的动力输出轴通过一系列的链条、齿轮、万向节、皮带轮再加上曲柄连杆机构，才能满足传动的要求，为使割台升降又要一套杠杆系，这样就使得整个机组结构复杂，可靠性下降，同时机组的总重量也上升了，从而就增加了对土壤的压实程度，而拖拉机若配有前悬挂及前动力输出装置，问题就会变得简单，可以轻而易举地满足前悬挂机组对传动和提升的要求。

§1.2前悬挂的发展前悬挂最早是1977年由当时法国的Ferranti（现在的Uni - Drive）公司在Stoneleigh向公众展示的，当时并没有引起特别的注意，它主要用来悬挂一些型的收割饲料和干草的收割机具，仅能满足提升和下降的要求，机具工作部分也不进入土壤。

随着现代拖拉机技术的发展，特别是承载能力大的前驱动桥的出现，为充分发挥四轮驱动的效能，一些公司开始尝试在拖拉机前部悬挂多种大型机具。

70年代末，法国一家公司设计了能够提升大型多行甜菜收获机的前悬挂装置，并获得成功，随后在这套装置上又进行了推式犁的实验。

由于前悬挂需要专门的配套农机具，故上述尝试多是在一些专门生产农机具的公司进行的，它们给拖拉机配装前悬挂装置并提供相应的配套机具，但它们的产品互不相同。

为提高互换性，方便用户，国际标准化组织(ISO)于1985年正式制订了相应的前悬挂装置标准，即IS08759/2-1985《农业轮式拖拉机——前悬挂装置和前动力输出轴第二部分：前悬挂装置》。

我国也于1989年制订了相应的标准GB10916-89《农业轮式拖拉机前悬挂装置第一部分：1、2类》。

几十年来，前悬挂装置在国外得到了充分的发展，各大拖拉机公司在新设计拖拉机时都考虑了装前悬挂的可能性。

前悬挂的配套农机具也日渐增多，它作为一种常用的选装部件，几乎在所有国外大功率拖拉机上都可以看到。

§1.3前悬挂的评价前悬挂装置提高了拖拉机的适应性，符合联合作业的要求，前后悬挂构成的复式作业机组同单纯的后悬挂机组相比，具有明显的优点，如：1．前后悬挂复式作业机组具有更高的生产效率，且保证驾驶员有良好的视野，方便操作。

2．前悬挂机组可以代替前配重，机组总质量减轻，使前后桥质量分配合理，从而可减少滚动阻力和对土壤的压实，提高拖拉机的牵引效率。

3．前、后机具可独立驱动，从而可简化机具驱动机构，保证合理的动力输出轴转速配置。

4．前、后机具都可采用全悬挂，在地头转弯时顺序提升和降落，机组机动性较好，可减少地头长度等。

5．前悬挂农具可用现有后悬挂农具简单改装而成，不需要专门设计后悬挂联合作业机具，使用上比较灵活。

特别是对大功率拖拉机(功率大于75KW)，可充分利用发动机的功率，前后犁耕机组能保证拖拉机前后桥有合理的负荷分配，降低驱动轮的滑转率，提高拖拉机的牵引效率。

据德国石勒苏维格一荷尔斯泰因(Schleswig-Holstein)州的使用经验表明，在同样犁体数进行耕地作业时，前后悬挂犁机组的功率消耗比后悬挂犁机组可节省15～20%。

1981年用一台DeutzDX -1拖拉机三铧前悬挂四铧后悬挂的七铧犁与一台七铧后半悬挂犁在砂壤土上耕地进行比较，前者比后者油耗节省2.2%，滑转率下降6.8%。

另外，Naud公司（生产前后悬挂犁）也在多种拖拉机上进行了试验，结果表明，在悬挂同样犁体数的条件下，前后悬挂犁同后悬挂犁相比，前者可使生产率提高45～50%，单位油耗降低30~50%(见表I-I) 表1-1在法国，前后悬挂犁耕机组使用的也很多，1982年法国有关部门对这种技术的使用情况进地了调查，主要结果如下：(1)前悬挂的犁体数：60～70%的用户在拖拉机前悬挂3个犁，前悬挂犁体数量有减少的倾向。