我国作为一个农业大国,农业车辆的发展对于我国由传统农业向现代化农业的转型具有及其重要的战略意义。近年来,随着农业电气化的快速发展,电动农业车辆正逐步成为现阶段车辆动力研究的热点。当前,纯电动动力传动主要有固定速比传动和多级速比传动等结构形式。固定速比传动中,车辆难以根据实时路况来调节车速,容易造成能源浪费;多级速比传动调速范围小,容易因电机动力不足造成电机损坏,难以满足农业车辆的动力需求。本文结合我国农业车辆动力耦合机构的研究现状,基于行星齿轮耦合传动特性,设计了 一种适用于农业车辆的双行星排式动力耦合的试验台。该试验台采取双电机并联的耦合驱动形式,以双排行星齿轮作为动力耦合机构,在增大无极调速范围的同时,还可以根据不同工况实现多种驱动模式之间的转换,解决单电机驱动时调速范围小、动力不足以及运行过程中稳定性差等问题,从而提高了整车的经济性能,同时也为后续研究电动农业车辆的功率平衡匹配提供了试验研究平台。完成的主要工作归纳如下:1.基于行星齿轮耦合传动特性,设计了一种双行星排式动力耦合机构。选取双排行星齿轮作为研究对象,通过对双排行星齿轮可能存在的结构形式和传动特性进行对比分析,设计出一种适用于农业车辆的双行星排式动力耦合机构,并对该机构构型下前后排行星齿轮的特性参数、齿轮模数、齿数等主要设计参数进行计算选取,最后对提出的双行星排式动力耦合机构的运行模式进行分析,为后续模拟仿真和试验台测试试验方案的设计提供了理论依据。2.通过对双行星排式动力耦合机构的参数化建模与仿真分析,验证了该动力耦合机构设计的可行性和仿真模型的有效性。利用三维建模软件UG与动力学仿真平台ADAMS对双行星排式动力耦合机构进行参数化建模与仿真分析,绘制了动力耦合机构在不同运行模式下输出转速转矩值与输入转速转矩值之间的变化关系图。仿真试验结果表明:空载和负载情况下,不同运行模式下输出转速转矩与输入转速转矩的关系与理论推导一致,验证了双排行星齿轮动力耦合机构设计的可行性和仿真模型的有效性;与单电机运行模式相比,双电机耦合运行模式具有较大的调速范围和优异的动力性能。3.根据试验台设计目标,设计了试验台的硬件系统与软件系统。硬件系统设计主要包括四部分:驱动控制系统设计,采取双电机并联的耦合驱动形式,提高了直流无刷电机无级调速的稳定性,通过控制外接电磁刹车的通电与断电,可以实现试验台不同运行模式之间的相互转换;动力耦合系统设计,主要由双排行星齿轮箱组成,实现了双电机耦合输入单轴输出的动力传动形式;传感器检测系统设计,利用转速传感器对试验台输入输出端的转速进行实时监测与传输;模拟负载系统设计,主要包括磁粉制动器和张力调节器两部分,磁粉制动器安装在试验台输出轴的底端,张力调节器则固定在控制柜中。软件系统设计主要包括两部分:通讯系统设计,利用总线结构形式将电机控制与传感器检测汇总,采用Modbus传输协议实现与上位机的正常通讯;软件测控系统,以LabVIEW作为开发平台设计测控软件,对传感器采集到的试验数据进行实时显示。4.采用理论计算、模拟仿真和试验分析三者相结合的方法对双行星排式动力耦合试验台进行了测试与研究。试验结果表明:在空载和负载情况下输出转速实测值曲面与理论值曲面相互吻合,表明试验测试结果与理论计算和模拟仿真相一致,验证了试验台设计的可行性;由输出转速误差分析可知,试验台在空载试验中输出转速的相对平均误差小于5%,在负载试验中输出转速的相对平均误差小于6%,表明双电机耦合运行时的稳定性也得到增强;在农业车辆应用方面,双电机耦合运行时,电机M1作为主电机起到了很好的降速增扭的效果,满足了农业车辆在不同工况下的动力需求,电机M2作为辅助电机有着明显的调速功能,增大了无级调速范围,能够使农业车辆在较广的速度范围内稳定工作,无需频繁调整档位,提高了作业效率,达到了预期的试验设计目标。最后对试验台在农业车辆应用方面存在的问题进行分析,并提出了相应的改进方法。