农用车辆座椅悬架减振机构优化设计与试验

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1、学校代码：10564学号：2016310804分类号：S232.5密级：硕士学位论文农用车辆座椅悬架减振机构优化设计与试验刘志翔第一指导教师：高锐涛副教授第二指导教师：王慰祖副教授学院名称：工程学院专业学位类别：农业硕士领域：农业机械化答辩委员会主席：中国·广州2018年6月华南农业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品成果。对本文的研究做出重要贡献

2、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南农业大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅或在校园网上发布并供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览（除在保密期内的涉密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本

3、人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。作者签名：日期：导师签名：日期：学位论文提交同意书本学位论文符合国家和华南农业大学关于研究生学位论文的相关规定，达到学位授予要求，同意提交。导师签名：日期：学科带头人签名：日期：摘要农用车辆主要用于完成与农业相关的具体工作任务。目前，人们对其功能、用途的研究较为充分，但对农用车辆对驾驶员身心健康影响方面的关注不足。随着国家对“三农”问题的重视，农用车辆使用者的身心健康和操作舒适性的研究日益成为人们关心并亟需攻关的重要课题。农用车辆行驶的路况复杂多变，与路面

4、行驶车辆相比，其产生的振动对人体健康的影响更为显著。传统的农用车辆驾驶座椅的结构设计简单，对其在工作过程中产生的振动缓解效果不明显，有的座椅甚至有放大振动的作用。为提高农用车辆工作者的舒适性，越来越多的科研工作者和企业针对农用车辆座椅的舒适性进行研究。本论文依据农用车辆座椅的振动特性，对农用车辆座椅悬架的减振机构进行了优化设计与试验。主要内容包含以下几个方面：研究了农用车辆工作时的振动特性情况。采用加速度传感器、姿态传感器和信息采集器对拖拉机座椅底盘的振动加速度、位移、角度变化进行实时采集，并对

5、采集的数据进行分析，得到座椅在作业过程中的振动规律。试验完成后将收集到的姿态数据输入至六自由度振动平台上模拟拖拉机的振动情况。优化设计了一种具有减振性能的非线性减振座椅悬架。在非线性减振机构原理及优越性研究分析的基础之上，对设计的悬架结构进行了优化，并对座椅悬架所采用的弹簧、凸轮等进行分析、推导设计，以及实体模型制作。试验分析了非线性悬架中的不同结构对减振效果的影响，主要研究非线性座椅悬架中的不同的凸轮与滚轮接触时的减振效果，试验在圆形凸轮（直径为38mm）基础上，将圆形凸轮改换成椭圆形凸轮，测

6、量座椅悬架加速度均方根值和幅值的衰减情况来评价座椅悬架中非线性悬架减振的效果。试验结果表明：1）控制椭圆凸轮的短轴不变（38mm），改变长轴（38-46mm），短轴每隔2mm变化一次，长轴为42mm时，在1Hz、2Hz、3Hz频段减振效果好；长轴为38mm时，在3Hz、4Hz、5Hz频段减振效果好。即在低频阶段长轴增加到42mm时，减振效果已经达到最好，在高频阶段是长轴为38mm时减振效果最好。该结果表明，在高频阶段随着长径的增加，减振效果会有所降低。2）控制椭圆的长轴不变（44mm），改变椭圆

7、的短轴（44-32mm），无论是3Hz、4Hz、5Hz还是1Hz、2Hz、3Hz，短轴为32mm时的隔振效果是最优的。即在长轴为I44mm,短轴在32-40mm之间连续变化的过程中，较小的短轴32mm具有稳定的减振效果，当短轴在该区间内增加时，减振效果反而降低。多数做振动试验的实验平台，只能做单向的振动试验，并不能实际模拟农用车辆在行驶中的实际运行情况。如果只做单向的振动试验，与实际的振动相差较远，易出现试验效果和实际效果相差较大的情况。本试验采用可模拟拖拉机振动的六自由度振动平台进行试验，能很

8、好的克服实验过程中存在的差别较大问题。在振动平台上通过试验优化了非线性座椅悬架的凸轮结构，也得到比圆形凸轮（直径为38mm）更适合的凸轮。试验结果表明，凸轮的长轴为44mm,短轴为32mm的凸轮更适合于该结构的非线性悬架。关键词：农用车辆；座椅悬架；非线性；减振机构IIOptimizationandTestofDampingMechanismforSeatSuspensionofAgriculturalVehicleLiuzhixiang(CollegeofEngineering,SouthCh