水稻作为我国主要的粮食作物之一,其收获机械一般采用履带式联合收获机。随着我国超级稻的大面积推广,水稻单产量迅速提高,加上用户对于高效率收获的需求,使得大喂入量联合收获机逐渐成为市场主流。目前大喂入量履带式联合收获机整机质量越来越大,履带更宽,接地长度也更大,从而在土质黏重的水稻田间作业,采用传统单边制动的转向方式带来的土壤雍积会使得转向阻力急剧增加,转向能力大大下降,甚至会导致转向时发动机熄火,转向变得更加困难,已严重制约大喂入量履带式联合收获机的发展。本文对团队已经研发的一种差逆转向系统性能分析研究,结合Pro/E、Hpermesh前处理软件和Abaqus后处理软件,对齿轮啮合的传动进行动态模拟,与理论计算结果进行对比验证,传动系统可靠;进一步结合Pro/E、RecurDyn进行行走性能仿真实验,并进行田间试验,开展验证分析研究,旨在将该差逆转向系统投入到实际的生产中去。本文的研究工作主要有:1、基于渐开线齿廓的基本形成原理,进行行星齿轮和半轴齿轮的精确参数化建模。在Hpermesh中建立差逆轴整体满足啮合要求、符合计算精度要求的有限元网格模型,并在Abaqus中添加模型材料、接触、分析步、边界条件等设置,进行齿轮动态啮合强度与应力分析。分析在差逆转向工况下,齿轮副啮合过程中,包括啮合中齿轮副的冲击情况、齿根弯曲应力和齿面接触应力的的大小、分布规律以及行星齿轮强度分析。半轴齿轮和行星齿轮在整个啮合过程中,初始阶段,存在间隙冲击,进入双齿啮合阶段时,啮合过程也出现较大波动;载荷在齿轮齿面由齿根向齿顶不断移动,当接触线位于单齿啮合最高点处时,行星齿轮齿根弯曲应力、齿面接触应力均达到最大,最大齿根弯曲应力为1045.2Mpa,最大齿面接触应力为2136.74Mpa。行星齿轮的弯曲应力、齿面接触应力的理论计算值与有限元分析结果作比较,理论计算结果偏小,为有限元分析值的92.8%-98.9%。2、基于RecurDyn建立多体动力学模型。包括差逆转向系统和斜置切纵流联合收获机平台的精确三维模型及左、右两个履带的子模块。按照各零件之间的相互运动关系建立约束,主要为差逆转向系统差速部分的定义项、行走轮系部分的定义项以及软、硬路面的设置,按照实际转向机构工作原理设置输入参数。基于收获机的不同工况,设置不同输入参数的数值,进行运动学仿真。分析装配有该转向机构的整车,在转向过程中的各项性能,包括车辆最小转向半径、车辆转向角速度、消耗功率等性能参数。仿真结果表明,差逆转向的运动性能显著优于传统单边制动转向,较单边制动转向提高了71.4%和89.7%,差逆转向的转向半径分别为0.106m和0.091m,单边制动转向的转向半径分别为0.846m和0.953m,转向占用面积显著减小。但是,差逆转向的扭矩输出最大,重黏土地面下差逆转向输出扭矩最大达到4857.6N·m。3、进行斜置切纵流联合收获机试验样机平台的试制和装配,改进差逆转向机构的电液操纵系统,确定试验车上的测试方案、传感器类型以及数据采集系统的选择,最后组成差逆转向机构性能测试试验车。选择不同工况、不同路面进行试验研究,检测该转向系统的转向性能,包括车辆转向半径、车辆转向角速度、消耗功率,并进一步分析转向半径、整车车速、整机质量对于转向性能的影响。试验结果表明,驱动轮回转速度V0转向角速度的显著因素;驱动轮回转速度V0是影响差逆转向最小转向半径的极其显著因素。在水稻田地面条件下,得到各因素影响转向功率消耗的显著程度顺序依次为为:驱动轮回转速度V0、试验车的重量M、转向半径R。差逆转向消耗功率较大,相同驱动轮回转速度V0、试验车的重量M因素下,差逆转向消耗功率约比传统单边制动转向增加15%左右,单边转向功率消耗最小,约为传统单边制动转向的77.8%左右。差逆转向系统性能表现趋势与仿真试验走势一致,得到的转向角速度为田间试验数值的86%-97%,最小转向半径的仿真结果为试验数值的103.3%-124.4%。