12型-船式拖拉機變速箱傳動機構設計

充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙112 型-船式拖拉機變速箱傳動機構設計摘要為保證 12 型 -船式拖拉機在滑轉率、耕作速度和耕作深度等主要因素改變的條件下獲得最佳動力,基于機耕船原理與設計, 考察了驅動輪滑轉率、耕作速度和耕作深度等主要因素的影響,在機耕船原理與設計的基礎上進一步研究 12 型-船式拖拉機變速箱傳動機構設計,在原來的基礎上改進和完善變速箱的傳動機構，使得能夠更好地為推進農業(yè)機械化做出更好地作用。這是在各種機耕船研制中根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件、耕作方法、工業(yè)水平的不同，對機耕船使用進行改進，因地制宜地發(fā)展的一種具有新的特色的能夠滿足使用要求的機耕船變速箱傳動機構。關鍵字：傳動機構;因地制宜; 改進；使用要求充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙2Abstrac12 type - boat-type tractor in the changing conditions of the main factors of the slip rate, tillage speed and tillage depth for optimum power drive wheel slip rate, tillage speed and tillage depth study based on principle with the design of the boat tractor main factors, further research on the basis of the principles and design of the boat tractor 12 type - ship type the tractor gearbox transmission mechanism design, improve and perfect the original basis of the transmission mechanism of transmission, making it better able to promote agricultural The mechanized made a better role. This boat tractor in a variety of boat tractor research and development, according to local natural conditions, farming practices, industrial level, to improve local conditions to develop a new feature of boat tractor gearbox transmission mechanism.Keywords: transmission mechanism; adapted to local conditions; to improve and perfect充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙3目錄1 緒論 .51.1 拖拉機的應用概況 .51.1.1 機械化概況 .51.1.2 機耕船的誕生與發(fā)展 .61.2 船式拖拉機工作特性 .61.3 變速箱的性能特性要求 .21.4 設計任務和要求 .22 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設計 .42.1 船式拖拉機的主要參數(shù) .42.1.1 船式拖拉機的動力匹配 .42.1.2 船式拖拉機的行走速度 .42.1.3 船式拖拉機的輸出扭矩 .62.2 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設計 .62.2.1 船式拖拉機傳動系統(tǒng)方案 .63 變速箱分級變速傳動鏈設計 .133.1 傳動鏈轉速圖的設計 .133.2 傳動副齒輪齒數(shù)的確定 .143.3 變速箱傳動系統(tǒng)圖 .163.4 變速箱計算轉速的確定 .194 變速箱傳動件設計 .204.1 軸組件設計 .214.2 軸組件設計 .284.3 軸組件設計 .294.4 軸組件設計 .315 設計總結 .335.1 結論綜述 .335.2 存在不足 .335.3 船式拖拉機變速箱發(fā)展趨勢 .33參考文獻 .35致謝 .36充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙41 緒論1.1 拖拉機的應用概況1.1.1 機械化概況水稻是我國的主要糧食作物之一，其種植面積占全國耕地面積的的 29%，而產量缺占糧食總產量的進 1/2.因此，水稻的機械化問題就成為我國特別是南方各省農業(yè)機械化的重要方面。五十年代初期，我國就開始使用較輕的進口拖拉機下水田耕作。1958 年以后，水田機械化有了更大的發(fā)展，從而積累了豐富的使用經驗，為我國自行設計、生產水田拖拉機打下了良好的基礎。六十年代，我國已生產了東方紅-20、30、40、泰山-25、豐收-27、35、37、東風-50 等水田型或水旱兼用型輪式拖拉機，為水田機械化提供了良好的條件。輪式拖拉機配帶鐵輪下淺泥腳水田，解決了膠輪附著力不夠的問題，基本上滿足了水田犁耕牽引力的需要，使淺泥腳水田耕整機械化得到了發(fā)展。但隨之來的是鐵輪在水田中運動是破壞硬底層，使一些地區(qū)的水田泥腳逐漸加深，以致機耕數(shù)年后，拖拉機不能再下田耕作；或者使阻力增大，效率降低，形成嚴重的問題。除破壞底層的問題外，輪式拖拉機在水田中作業(yè)還會形成較深的溝轍；轉向不夠靈活，是地頭轉向時間較長。這些問題都會影響生產率和耕作質量。在大面積水田中，大中型履帶拖拉機得到了應用。履帶式拖拉機下水田，與輪式拖拉機相比，牽引力大，接地比壓較小，生產率較高。但他不能在小塊水田中作業(yè)；其履帶行走機構在水田中磨損嚴重，作業(yè)中也會形成溝轍；對水田硬底層也有所破壞；地頭轉彎時挖坑嚴重。不論輪式或履帶式拖拉機均不能在深泥腳水田中作業(yè)。這是水田機械化面臨的一個難題。深泥腳水田的特點是泥腳深，有的甚至沒有底，土質較粘重；土壤稀軟，承壓能力極差。深泥腳水田在我國南方水田中占有一定的比例，如四川的冬水田占全省水田面積的 42%；湖北省的水田中，湖田占 13%左右；江蘇、浙江、廣東等省也都有大片的深泥腳湖田，和圍湖田。這樣的深泥腳田，土壤肥沃，增產潛力很大。但長期以來，生產方式極其落后，產量極低，機械化問題一直得不到解決。以前，深泥腳水田靠牛或人力耕種。牛下深泥腳水田，不僅腿腳深陷、行走艱難，使生產率極低；而且由于冬春寒冷、夏季酷熱，農緊時，農活重，致使不少耕牛死亡。有些地區(qū)，只能靠幾個強勞力拉一張犁進行耕作，勞動極其繁重。一些極深的田，則用戳眼插秧，土壤終年不得翻耕。有的地區(qū)試圖用拖拉機下深泥腳水田耕作，但是沉陷很大，以致后橋、半充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙5軸殼、發(fā)動機油底殼等均有沒入泥中而無法前進，更無法進行作業(yè)。機耕船正是深泥腳水田地區(qū)人民向大自然開戰(zhàn)所取得的卓越成果。機耕船的誕生解決了深泥腳水田機械化這一難題，使耕種深泥腳水田的勞動生產率得到大幅度的提高。1.1.2 機耕船的誕生與發(fā)展早在 1956 年，四川省人民群眾就提出了船式深泥腳水田拖拉機的設想。1958 年，江蘇省農村木工自行設計研制了一種人力腳式踏式漚田拖拉機。他們利用兩條水車龍骨作履帶行走機構，裝在一個船體上，用兩個人腳踏驅動，可以行走和帶犁耕作。這種人力機械的創(chuàng)制反映了漚田地區(qū)勞動人民迫切要求機械化的強烈愿望。在科研的幫助下，他們利用了小馬力的柴油機，并對整機布置作了調整，形成第一臺船形履帶式漚田拖拉機。隨著洪湖-12 型機耕船研制工作的發(fā)展，機耕船受到了國內有關方面的重視，湖北省個地和其他一些省市陸續(xù)獲得了樣機。自 1971 年開始，我國各地（特別是南方）相繼開展了各種機耕船的研制工作。數(shù)年來，各省的機耕船相繼定型投產，從數(shù)量到品種均獲得了大幅度的增長，迅速推進了這些省的水田機械化?，F(xiàn)將我國南方部分機耕船的簡要技術參數(shù)列出來了。在各省機耕船的研制中，根據(jù)各地自然條件（地形、土壤） 、耕作方法、工業(yè)水平的不同，對機耕船使用性能進行改進，因地制宜地發(fā)展了一批各具特色的新機型。從自然條件看，有的地區(qū)多山地丘陵，土壤和泥腳情況復雜，田塊面積小，高差大，機械轉移頻繁；有的地區(qū)水田土壤特別稀軟，泥腳特深，承載能力極小。這些地區(qū)發(fā)展了馬力小、重量輕、船體接地比亞小，爬坡能力強的湖北-6型，川豐 5-2 型鏵架導向式機耕船；適于狹小田塊耕作、空行率低的川豐 5-3型梭形耕作機耕船；以及牽引力大、越野性好、能適應多種土壤的萬縣-12 型四輪驅動機耕船。隨著機耕船研制工作的深入發(fā)展，各地正在研究皮帶無極變速、 “差速器-行走機構”等差速轉向機構，以探索使用性能更為完善的新機型耕船，并研制了機耕船配套收割機、插秧機的試驗樣機，向一機多用、綜合利用方向發(fā)展。機耕船在我國各地的廣泛應用和推廣，使一些地區(qū)的農業(yè)機械化水平不斷提高，雙季稻面積迅速增加，糧食產量穩(wěn)步上升。據(jù)調查，有的省機耕船、機滾船一成為機械化作業(yè)的主要機型之一，其作業(yè)面積占全省機耕面積的30%40%。一些處于山區(qū)的地區(qū)和縣，這一比例高達 85%以上。擁有大片湖田的湖北省監(jiān)利縣大力推廣簡易機耕船，1974 年以來已生成了四千多臺，基本上實現(xiàn)了水田機械化。19751977 年，糧食每年遞增五千萬斤以上。1.2 船式拖拉機工作特性機耕船在十多個省、市、自治區(qū)的廣闊地區(qū)得到發(fā)展，創(chuàng)制了多種型式，有些已獲廣泛應用。機耕船用船體和驅動輪分別承擔了一般拖拉機驅動輪所負擔的承重和驅動兩大作用。船體“浮”與“沉” 、滑行與驅動有級地結合起來。這樣的行駛原理，使機耕船的總體動力學與運動學發(fā)生了不同于拖拉機的變化，并因此構成了它在水田沉陷小、阻力小、轉向輕便靈活、勞動條件好，不破壞硬底層，適于深泥腳水田作業(yè)等獨特的行駛特點和使用性能。一、 機耕船沉陷小，比一般水田拖拉機適應性廣充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙1機耕船船底的接觸面積大，對土壤的比壓小，從而限制了機耕船的下陷深度。機耕船的平均接地比壓約為 0.0250.07 公斤/ 。這一數(shù)值遠小于履帶2厘 米拖拉機的接地比壓，而能與水田表面土壤的承壓能力相適應。因此，機耕船船體下陷量一般不超過 35 厘米，這就保證了它能在深泥腳水田中工作。即使由于推進力不足，機耕船在水田中陷車時，也不會因驅動輪的挖土作用使整機越陷越深，因而有可能利用猛接離合器起步或利用“插杠子”的辦法使機耕船自行駛出陷坑。(二) 轉向輕便靈活，空行率低機耕船在水田作業(yè)時沒有導向輪，是利用履帶拖拉機的轉向原理，即利用改變左右驅動輪的推進力和轉速來實現(xiàn)轉向的。在轉向時，由于機耕船的轉向力矩較輪式拖拉機導向輪可能產生的轉向力矩為大，故在水田中能夠有較小的轉向半徑（名義轉向半徑接近 0.5B，B 為機耕船的輪距）和較短時間，對地頭的破壞也不顯著。根據(jù)某些資料的統(tǒng)計，機耕船在地頭從起犁到落犁的時間，每次一般為 26 秒；而拖拉機在不用單邊制動時每次地頭轉彎約為 1520 秒，在采用單邊制動時為1013 秒。(三) 比同功率手扶拖拉機有更好的牽引性能和更高的生產率1、由于機耕船在水田中運用先進的行駛原理，在陸上又有較大的使用重量，因此它在水田和陸地均可獲得較大的推進力，從而具有比現(xiàn)有同功率手扶拖拉機更大的牽引力。2、由于機耕船具有比手扶拖拉機更大的牽引力、更高的作業(yè)速度，且它在水田中的滑轉損失小，因此，它在水田中的牽引效率也較高。3、較大的牽引力使機耕船能夠配帶較寬幅的農具，因此其作業(yè)負荷系數(shù)高。4、綜上所述，機耕船與同功率手扶拖拉機相比，牽引力大，速度高，牽引效率高，空行率低，作業(yè)負荷系數(shù)高，從而獲得了比現(xiàn)有同功率手扶拖拉機更高的生產率。（四）機耕船制造容易，比手扶拖拉機具有更好地使用性能1、重心低，運行平穩(wěn)，爬坡越埂等通過性較好，轉向靈活。一些前輪驅動和四輪驅動型機耕船更能適應山丘、丘陵的作業(yè)條件。2、有船體和簡易駕駛棚，可以防止泥水飛濺和日曬雨淋，改善了駕駛員的勞動條件。3、結構簡單，制造容易，維修方便，一般縣級農機廠都可制造。1.3 變速箱的性能特性要求變速箱是機耕船的一個重要組成部分，布置在發(fā)動機和驅動輪之間。它的作用使把發(fā)動機的動力傳給行走機構或動力裝置，并且在機耕船進行不同作業(yè)時， 保證驅動輪和動力輸出軸得到適當?shù)霓D速和扭矩。變速箱的主要功用如下：1、減速增矩，將發(fā)動機的扭矩增大，降低速度，一適應行走機構的需要。2、變速變矩，獲得不同的驅動輪轉速和扭矩，一適應不同作業(yè)的要求3、改變驅動輪的旋轉方向4、改變動力的傳遞方向5、脫開發(fā)動機與驅動輪之間的傳動充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙26、平穩(wěn)地結合動力7、實現(xiàn)動力輸出1.4 設計任務和要求為保證 12 型 -船式拖拉機在滑轉率、耕作速度和耕作深度等主要因素改變的條件下獲得最佳動力,基于機耕船原理與設計, 考察了驅動輪滑轉率、耕作速度和耕作深度等主要因素的影響,在機耕船原理與設計的基礎上進一步研究 12 型-船式拖拉機變速箱傳動機構設計,在原來的基礎上改進和完善變速箱的傳動機構，使得能夠更好地為推進農業(yè)機械化做出更好地作用。這是在各種機耕船研制中根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件、耕作方法、工業(yè)水平的不同，對機耕船使用進行改進，因地制宜地發(fā)展的一種具有新的特色的機耕船變速箱傳動機構充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙32 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設計2.1 船式拖拉機的主要參數(shù)2.1.1 船式拖拉機的動力匹配額定牽引力是設計機耕船，配置發(fā)動機的主要依據(jù)。一臺機耕船的額定牽引力 ，是指代機耕船在一定的水田土壤條件下以基TnP本耕作速度作業(yè)，在允許滑轉率時所能發(fā)揮的最大牽引力。根據(jù)上述牽引試驗情況，我們建議，確定機耕船額定牽引力的條件是中等的泥腳深度（泥腳深250 毫米左右，在深 200250 毫米處的土壤抗壓強度為 12.5 公斤/ 作業(yè)）2厘 米的灌水稻茬田，允許滑轉率為 25%。在設計一臺新的機耕船時，確定其額定牽引力，要考慮下列因素：1、配套農機具的工作阻力機耕船的主要配套農機具有：犁、旋耕機、蒲滾、水田耙、拖車等。在各項農田作業(yè)中，旋耕機和蒲滾主要靠動力輸出軸帶動，犁耕作業(yè)則是最基本而又繁重的牽引作業(yè)。因而，應以犁耕作業(yè)時的工作阻力為依據(jù)，并考慮到工作條件和農具性能變化所引起的阻力變化，而留出 10%20%的儲備，從而確定機耕船的額定牽引力數(shù)值 ：TnP=（1.11.2） xR式中 犁耕時農具工作的水平分力，簡稱犁耕水平阻力。xR犁耕水平阻力 由下式確定x=Z KxR1b0h式中 Z犁鏵個數(shù)；單體犁鏵寬度1b2.1.2 船式拖拉機的行走速度機耕船的工作速度范圍、速度分檔和檔數(shù)安排，主要應根據(jù)機耕船所需要充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙4完成的各種作業(yè)的要求，以及生產率、勞動強度、地形等因素綜合考慮，以便獲得良好的作業(yè)質量和搞得生產率。根據(jù)機耕船從事的各種農業(yè)作業(yè)對工作速度、基本工作速度、運輸速度和倒行速度四種類型，對其計算速度（膠輪以靜力半徑、鐵輪以頂圓半徑計算的速度）的數(shù)值范圍加以討論。（一） 基本工作速度1、 速度范圍機耕船最基本的工作是水田耕整作業(yè)：犁耕、旋耕、滾軋、耙田等，這主要用基本工作速度來完成。因此基本工作速度是機耕船各種速度中較為重要、檔數(shù)安排較多的部分。機耕船在水田進行旋耕作業(yè)的速度可安排在 34 公里/ 小時。機耕船在水田中進行犁耕作業(yè)時，速度不能過低。過低的耕作速度將增加回垡，減少覆蓋率，影響耕作質量。四川省的試驗表明，犁耕速度在3.6 公里/小時以上時，回垡減少，耕作質量較好。當機耕船承受較大牽引負荷時，速度過低還將使滑轉加劇。水田作業(yè)速度也不能過高。由于水田田塊一般較小，工作行程短，地頭轉彎多且機耕船驅動輪阻力較大，而且配套的發(fā)動機功率較小，因此，過高的作業(yè)速度將造成機手精神緊張，操作忙亂，發(fā)動機功率也明顯不足。一般希望犁耕速度不超過 7.5 公里/小時，帶蒲滾、耙等作業(yè)不超過 89 公里/小時。小馬力機耕船作業(yè)速度宜選的小些。2、檔數(shù)1012 馬力機耕船總的前進檔數(shù)為 36 檔。對于具有 6 個前進檔的機耕船，一般安排一個旋耕檔，23 個犁耕檔（包括滾軋耙田作業(yè)） 。3 個前進檔，一般安排 23 個檔位基本工作檔，其最低檔可兼作旋耕用。56 馬力機耕船，一般要求結構簡單，采用簡單變速箱，前進檔數(shù)為24 個檔（個別有 6 個檔的） 。一般安排 2 個耕作檔，因功率較小，多不考慮旋耕而只考慮耕作和滾耙作業(yè)。 （二） 運輸速度1012 匹馬力機耕船在農閑期間兼作運輸作業(yè)。由于其重心低、牽引力大、操作方便，進行運輸作業(yè)比手扶拖拉機更為適宜。但其功率不大，一般為三個行走輪，行駛穩(wěn)定性稍差，建議機耕船的運輸速度控制在 20 公里/小時以下。運輸速度一般安排低速和高速兩個檔，低速運輸為 1215 公里/ 小時，高速運輸為 1820 公里 /小時，具有三個前進檔的機耕船，一般只安排一個運輸檔；或采用換裝高速皮帶輪的方法獲得 23 個運輸檔。（三） 倒行速度 機耕船的倒行速度一般作倒車和掛接農具用。因此，和拖拉機一樣，可設高速倒車和低速掛接農具兩個檔，其速度范圍為 4.56 公里/ 小時和 1.53 公里/小時。具有 3 個前進檔的機耕船，一般只安排一個倒檔。以上述說明選擇：項 目 基本工作速度（公里/小時）運輸速度（公里/小時）倒行速度（公里/小時）高速檔 6.1 13.6充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙5中速檔 7.6 17.3低速檔 8.9 20倒檔 3.4 7.6 3.4/7.62.1.3 船式拖拉機的輸出扭矩因設計任務給出發(fā)動機為 12 匹馬力，轉化為功率為 8825.3W取皮帶輪的傳動效率為 94%，直齒圓柱齒輪的傳動效率為 96%，滾動軸承的傳動效率為 98%從發(fā)動機輸出的扭矩為T= =70.232（N.m）8.25395010Pn扭矩輸出傳遞高速檔：T=114.4N.m 動力輸出軸 T=234.6N.m 中央軸 T=562.2N.m 輸出軸T=1641N.m中速檔：T=114.4N.m 動力輸出軸 T=274.9N.m 中央軸 T=658.9N.m 輸出軸T=1923.6N.m低速檔：T=114.4N.m T=255.8N.m 中央軸 T=829.4N.m 輸出軸 T=2420.9N.m倒檔：T=114.4N.m T=255.8N.m 動力傳動軸 T=586.3N.m 中央軸T=1405.1N.m 輸出軸 T=4101.6N.m則如下表：高數(shù)檔 中速檔 低速檔 倒檔輸出扭矩 1641N.m 1923.6N.m 2420.9N.m 4101.6N.m2.2 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設計2.2.1 船式拖拉機傳動系統(tǒng)方案一、傳動系的組成傳動系是裝在發(fā)動機和驅動輪之間各傳力部件的總稱。充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙6機耕船的傳動系包括皮帶傳動、離合器、變速箱、中央傳動和最終傳動五個部分。有時在傳動系中海油聯(lián)軸節(jié)，以聯(lián)接相隔較遠的兩個傳力部件。傳動系可按傳動比變化情況分為有級式傳動和無極式傳動。無極式傳動能在一定范圍內實現(xiàn)無極變速，即在發(fā)動機轉速不變的條件下，連續(xù)地由一個速度過度到另一個速度，也就是具有無限個檔。它能充分發(fā)揮發(fā)動機的功率，使機耕船具有較高的生產率和經濟性，操縱也較簡單。有級式傳動只能獲得一定數(shù)量傳動比的幾級速度；但它的結構較成熟，可靠耐用，效率高，制造方便?，F(xiàn)有機耕船絕大多數(shù)都采用有級式傳動。二、傳動系的方案設計傳動系設計是根據(jù)設計任務書的要求進行的，它一般分為方案設計、部件設計和零件設計等階段。方案設計包括分析整機及部件方案，繪制傳動系統(tǒng)簡圖，進行主要性能參數(shù)的初步計算，初步安排傳動系各部件間的相互位置和連接關系，避免運動件的干涉，繪制傳動系各部件結構草圖。在確定傳動系方案時，必須使其性能和結構滿足一下要求：1、結構簡單、先進，性能完善，操作、調整維修方便，能最大限度地適應使用中提出的要求；2、使用可靠，經久耐用。傳動系主要零件要有足夠的強度、剛度和表面的耐磨性，其使用壽命不低于 6000 小時；3、傳動效率高，盡可能減少傳動系統(tǒng)中的功率損失；4、工藝性好，即零件加工簡便、裝配容易、 “三化”程度高；5、經濟性好，要求制造和使用成本低，鋼材和其它材料、以及油料消耗量?。?、要考慮綜合利用、一機多用的要求（如配收割機、插秧機等對動力輸出、檔次安排和速度范圍的要求） 。在進行傳動系方案設計時，需從使用要求、生產條件和結構特點等方面加以考慮，同時設計幾種方案，并繪制傳動方案簡圖，在認真分析比較的基礎上選擇其中最佳的方案，作為部件設計的依據(jù)。傳動系簡圖用統(tǒng)一規(guī)定的簡化符號，表示機耕船傳動系中（有時也包括轉向、行走和旋耕機等）各零件之間的傳動關系。簡圖中有的還標出齒輪的齒數(shù)和軸承型號等，或用簡表列出傳動系的某些參數(shù)，如各檔的傳動比、齒數(shù)和模數(shù)、各檔的傳動路線、花鍵形式等。充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙7充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙8充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙9充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙10四、傳動系的總傳動比極其分配傳動系的總傳動比是指發(fā)動機轉速與驅動輪轉速之比，不同排檔時，總傳動比不同。（一）傳動系總傳動比的確定傳動系總傳動比是根據(jù)農藝要求的機耕船速度來確定的。用驅動鐵輪頂圓半徑 計算的某檔水田速度 與總傳動比的關系是：0RjV=j0621eniR因此，總傳動比應為 0.37enijV式中 某檔的計算速度（公里/小時） ；jV發(fā)動機標定轉速（轉/分） ；en驅動鐵輪頂圓半徑（米） 。0R機耕船在陸上配帶膠輪時，可用下式計算總傳動比： 0.37enjirV式中 驅動膠輪的靜力半徑， =0.94 （米） （ 為膠輪的名義半徑） ；jr j0R0用膠輪靜力半徑計算的機耕船某檔陸上計算速度（公里/ 小時） 。jV（二）總傳動比在各部件間的分配在確定了傳動方案和總傳動比后，需把總傳動比合理地分配到各個傳動部件上。傳動系總傳動比 等于各部件傳動比之乘積，即：i.pbizmi式中 皮帶傳動的總傳動比；pi變速箱第 i 檔傳動比；bi中央傳動的傳動比；z最終傳動的傳動比。mi充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙11在不使變速箱過于增速的情況下，傳動比分配應按前大后小、前密后疏的原則來確定。即在結構布置允許的條件下，盡量地把最終傳動、中央傳動的傳動比取大些，使零件數(shù)目較多的變速箱有較小的工作載荷和較小的重量，以達到減輕整機重量的目的。根據(jù)上述原則，參照一些機耕船的數(shù)據(jù)， 、 和 大致在下列范圍內：pizmi單級最終傳動時 =2.55；mi兩級最終傳動時 =58；中央傳動傳動比 =2.35.5；zi皮帶傳動傳動比 =12。p確定了 、 和 之后，即可確定變速箱的傳動比 ：pizmi bi=bi 0.37ienpzmpzjRciV式中C= 0.enpzmi根據(jù)上述原則，最后取得的傳動比分配如下：皮帶傳動比 =1.75pi高速檔：i=29.225單級最終傳動比 =3.07mi中央傳動比 =5.44z中速檔：i=34.3單級最終傳動比 =3.07mi中央傳動比 =6.37z低速檔：i=43.1單級最終傳動比 =3.07mi中央傳動比 =8.03z充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙123 變速箱分級變速傳動鏈設計3.1 傳動鏈轉速圖的設計變速箱的分級傳動鏈設計如下：充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙13傳動鏈轉速圖3.2 傳動副齒輪齒數(shù)的確定（一）傳動軸中心距中心距的大小直接影響到傳動箱的結構緊湊與否，其數(shù)值應根據(jù)齒輪的接觸強度來確定。在強度允許的條件下，應采用較小的中心距。機耕船傳動箱的中心距 A 可按下列經驗公式估算：A= 3AKM式中 A傳動軸的中心距（毫米） ；M所計算齒輪副的最大輸出扭矩（按常用耕作計算） ；系數(shù)，對于變速箱一般取 3050，中央傳動一般取 2535，最終AK充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙14傳動一般取 2033.(二） 齒輪的模數(shù)決定齒輪模數(shù)的大小的因素很多，最主要的是齒輪的材料和受力大小。選用材料較好時，模數(shù)可選小些；對受力大的齒輪，模數(shù)應取大些。當彎曲破壞是齒輪主要破壞形式時，應以彎曲強度來確定齒輪模數(shù)，其計算公式如下：m= 30.64jswmMyZ式中 齒輪所受扭矩；jsMZ頭檔主動齒輪齒數(shù)；齒寬系數(shù)；m材料許用應力；wy齒形系數(shù)。計算所得數(shù)值還需要按表針圓整。當疲勞點蝕是齒輪的主要破壞形式時，則應以接觸強度來確定模數(shù)，其公式為：m= 120.679()sinjmPEZ式中 P所計算的齒輪圓周力；E齒輪的彈性模數(shù)；齒輪材料的接觸許用應力；j分別為計算齒輪副的主、從動齒輪齒數(shù)；12Z、嚙合角。變速箱模數(shù)的選擇也可參照機耕船所選用的動力來估算：即m= 3max.epKMi式中 發(fā)動機的最大扭矩；maxeM皮帶傳動的傳動比；pi系數(shù)，一般取 1.62.0。mK在確定齒輪模數(shù)時應注意一下幾點：充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙15 在滿足彎曲和接觸強度的條件下，模數(shù)應適當?shù)匦⌒?。因為當中心?A不變時，齒輪齒數(shù)將隨模數(shù)的減小而增多，這不僅減小就了加工時切削的體積，且可提高嚙合精度，減小摩擦損失，增加重疊系數(shù)，從而提高傳動的平穩(wěn)性。 由于機耕船動載荷較大，工作條件惡劣，發(fā)動機經常滿負荷工作，同時傳動齒輪大都采用普通碳鋼制作，因此，其齒輪模數(shù)一般選得比同馬力手扶拖拉機的要大些。 整個傳動系的齒輪模數(shù)值不宜過多，以減少加工刀具的種類，降低加工工時。 選取模數(shù)時，應根據(jù)強度和中心距的要求，注意參照同類型樣機的經過考驗的數(shù)據(jù)。（三） 相嚙合齒輪副的齒數(shù)和 ZZ= 12Am二軸間有多對齒輪副時，若沒有采用角度修正，則其齒數(shù)間應滿足下述關系A= =123456()()()2mZZZ齒輪的最小齒數(shù)，由不產生根切考慮，通常取 17 齒；有時為使結構緊湊，也可采用變?yōu)樾拚椒?，獲得 1417 齒。當已知機耕船的計算速度 和變速箱的參數(shù) A（中心距） 、m（模數(shù)）和 Kjv值后，可首先按下式 0.37enbipmzjiRV根據(jù)前述選擇的傳動比計算得出如表所示 1Z23Z45Z67Z89Z101Z12齒數(shù)（Z）40 17 17 19 43 23 41 14 14 58 43 43模數(shù)（m）3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 4 4充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙163.3 變速箱傳動系統(tǒng)圖(一)變速箱的結構形式農藝要求變速箱應具有足夠的檔排數(shù)和合理的速度，以保證機耕船能擔任各種工作并具有良好的經濟性和較高的生產率。隨著農業(yè)機械化水平的不斷發(fā)展和機耕船作業(yè)種類的增多，將要求機耕船有更多的排檔。機耕船變速箱油簡單式、組成式和特種變速箱等不同的結構類型。1、簡單式變速箱這種變速箱包括二軸式和三軸式兩種。在二軸式簡單變速箱中，動力直接由第一軸傳給第二軸，大部分排檔只經過一堆齒輪的變速，因而簡單，傳動效率高。當前進檔數(shù)少于四個時，采用這種結構較為合理。但二軸式變速箱難以實現(xiàn)排檔數(shù)較多、傳動比較大的傳動方案。增加排檔數(shù)勢必會增加變速箱的長度和金屬消耗量，是不可取得。在三軸式變速箱中，動力由第一軸經過中間軸傳給第二軸，一般要經過兩隊齒輪油可能與第一、二軸上的某齒輪同時嚙合，成為公用齒輪。綜上述，在同樣速比和檔數(shù)的條件下，三軸式與兩軸式相比，可能有較小齒輪和軸，齒輪數(shù)量也可能少些。如湖北-12 和廣昌-12 型變速箱僅用七個齒輪獲得了三個前進檔、一個倒退檔。但由于采用公用齒輪，將使齒輪齒數(shù)的選擇受到較多限制，中間軸受力也較大，應考慮其剛度和支撐問題。2、組成式變速箱隨著機耕船作業(yè)范圍的擴大和排檔數(shù)的增多，新設計的機耕船較多的采用了組成式變速箱。這種變數(shù)箱可以看成是由兩個簡單式變速箱組合而成；一般將其中排檔數(shù)的一個稱為主變速箱，排檔數(shù)較少的稱為副變速箱。主、副變速箱可以放在 箱體內，也可以分開；多數(shù)情況下副變數(shù)箱置于主變速箱之后。組成式變速箱的優(yōu)點是，能用較少的傳動零件（齒輪、軸）獲得較多的排檔數(shù)，結構緊湊，速度范圍大，因而獲得到廣泛采用。中山-10、東方紅-12、廣西工農-12 東風 -12 和南方-12 均為組成式變速箱。但由于各檔傳動比的相互約束，在組成式變速箱設計中往往會出現(xiàn)個別檔的速度不夠理想的情況。組成式變速箱按組合方式的不同分為串聯(lián)式和并聯(lián)式。中山-10 采用串聯(lián)式變速箱。一個具有三個前進檔、一個倒退檔的主變速箱和一個具有高低檔的二軸式副變速箱前后串聯(lián)排列，用 12 個齒輪獲得了六個前進檔和兩個倒退檔。由于傳動元件較多的主變速箱前置，使其工作載荷減少，零件尺寸較小，結構更加緊湊。但串聯(lián)布置使其軸向尺寸較大，支撐剛度較差。并聯(lián)組成式變速箱（如廣西工農-12）由兩個二軸式簡單變速箱并聯(lián)組合而成。主、副變速箱并聯(lián)在一個箱體內，三根主要的軸成三角形空間布置，中間軸由主、副變速箱公用，可設公用齒輪。這種結構布置使軸可以較短，支撐剛度較好；可用最少的齒輪獲得更多的排檔數(shù)，使結構更為緊湊。廣西工農-12 僅用十個齒輪就能獲得六個前進檔、兩個倒退檔。但這種變數(shù)箱徑向尺寸較大，中間充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙17軸受力較大，傳動比較難合理分配，操縱機構的布置也較復雜。屬于這種類型的還有東方紅-12、南方-12 等變數(shù)箱。3 特種變數(shù)箱凡因特殊要求專門設計的變速箱稱為特種變速箱。如梭式作業(yè)的機耕船要求其主要工作檔在前進和倒退時具有相同的檔數(shù)和速度，川豐 5-3 型變速箱就設有三個前進檔和兩個具有相應速度的倒檔。萬縣-12 型四輪驅動機耕船為了能在田間轉向，采用了正反轉轉向機構；其變速箱則設計成一個只有前進檔的組成式變速箱，與正反轉機構配合，獲得了六個前進檔和六個倒檔。(二)后橋的結構型式1、后橋的結構布置方案機耕船的后橋包括中央傳動、最終傳動、轉向和制動機構等部件，其結構布置方案有如下幾種： 一級中央傳動和一級最終傳動。這種方案有兩種情況。一種是最終傳動在傳動箱體內，結構緊湊，殼體支撐剛度大；但由于傳動箱內零件較多，使布置較困難，拆裝不方便，也無法實現(xiàn)驅動輪的入土深度的單邊調整。廣昌-12、川豐 5-2、川豐 5-3 都是利用這種類型的。另一種是最終傳動置于傳動箱外，設有單獨的殼體，可利用改變最終傳動箱與傳動箱體相對位置的方法來調整驅動輪入土深度；但其結構較復雜，單獨殼體的強度和剛度較差。湖北-6 和中山-10 采用這種型式。 一級中央傳動和兩級最終傳動，如湖北-12、廣西工農-12、東風-12 等。這種方案有較大的最終傳動比，可以減輕傳動系中最終傳動以前各部件的載荷；但其齒輪齒數(shù)較多。 可調的二級最終傳動，如湘江-5 型。它具有較大的中心距，使驅動輪入土深度的調整范圍大，但殼體的強度、剛度和支撐的合理性均較差。2、中央傳動的結構型式由于機耕船所選用的動力大部分是臥式柴油機，采用橫置式變速箱，不需要改變扭矩的傳遞方向，因而圓柱齒輪式的中央傳動在機耕船上得到廣泛的采用。這種型式的中央傳動結構簡單，加工和安裝方便，沒有軸向力、不需要調整。圓錐齒輪式中央傳動目前僅在中山-10 型和東方-10 型機耕船上得到采用。其原因是該機耕船選用了縱置直立式柴油機，需要改變扭矩傳遞的方向。由于螺旋錐齒輪較直齒錐齒輪具有承載能力大，重疊度大，嚙合平穩(wěn)，噪音較小，不產生根切的最小允許齒數(shù)較小等特點，因此在相同的傳動比下其結構尺寸較小，要求有較高的軸承承受能力和剛度，安裝調整較復雜。3 最終傳動的結構型式外嚙合圓柱齒輪式最終傳動在機耕船上得到了廣泛的應用。它的優(yōu)點是結構簡單，制造和裝配方便，且有較好的剛度。內嚙合圓柱齒輪式最終傳動僅在個別試驗樣機上試用。它的結構緊湊，徑向尺寸較小，為將最終傳動置于驅動輪輪轂內創(chuàng)造了有利條件。但其加工、安裝和結構均較復雜，成本較高，支撐剛度較差。（三）帶扭矩傳感器的皮帶無極變速器用于機耕船的設計簡介在機耕船上采用無級變速器，與傳統(tǒng)的齒輪傳動變速器相比，具有結構簡單，操作方便，能夠根據(jù)作業(yè)要求和工作條件任意選擇最合理地作業(yè)速度，從而獲得較為理想的技術經濟指標等優(yōu)點。這里介紹一種可與現(xiàn)有的簡易機耕船配套的無極變速器設計方案。充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙18這種結構保留了原機的第一級三角皮帶傳動，并采用了二級圓柱齒輪減速的最終傳動，以減輕皮帶無極變速器的負荷。無級變速器的速比范圍是0.5731.748，相應的整機總速比為 21.766.3。當采用外徑為 850 毫米的鍥型鐵輪時，機耕船相應的計算速度為 4.2212.9 公里/小時。這一速度范圍可以適應水田耕整和田間轉移等主要作業(yè)項目的要求。考慮到更低的收割速度和更高的運輸速度范圍，可增設一個速比為 i=3 的副變速箱，使速度范圍擴大為1.414.30,4.2212.9,12.6638.7 公里/小時等三個區(qū)間。為提高機耕船的經濟性和皮帶的使用壽命，在這一設計中考慮設置一種扭矩傳感器。在傳統(tǒng)的皮帶傳動中，都是按最大載荷的要求來確定、皮帶預張力值的，結果在正常工作條件下，皮帶往往不必要的處于過高的張力下，使壽命降低。設置扭矩傳感器就可以根據(jù)不同的工作扭矩來調節(jié)皮帶的張緊程度，使之始終處于最合理地狀態(tài)。這樣既能保證皮帶不打滑，又可避免過高的張力，從而大大提高皮帶的壽命。最終的傳動系統(tǒng)圖如下充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙19變速箱傳動系統(tǒng)圖說明：1、軸上的滑移齒輪可與動力輸出軸的中間齒輪嚙合2、軸上的滑移齒輪可中央軸上的中間齒輪嚙合3.4 變速箱計算轉速的確定由設計任務可知發(fā)動機的轉速為 1200 轉/分鐘，根據(jù)傳動比可計算出每一檔的轉速傳動比：高速檔 =29.2251i中速檔 =34.282低速檔 =43.163i充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙20倒檔 =76.914i則轉速可由公式 in高速檔 = =1200/29.225=41.06 轉/分鐘1ni中速檔 = =1200/34.28=35 轉/分鐘2i低速檔 = =1200/43.155=27.807 轉/分鐘3ni倒檔 = =1200/76.91=15.6 轉/分鐘4i高速檔 中速檔 低速檔 倒檔轉速（轉/分鐘）41.06 35 27.807 15.64 變速箱傳動件設計4.1 軸組件設計充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙21軸的設計計算及校核1、軸的選材極其許用應力2、按扭矩估算最小直徑3、軸的結構設計由機械零件設計手冊中的圖表查得選 45 號鋼，調質處理，HB217255， =650MPa，b=360MPa， =280MPas1= = =22.8(mm)1d31pcn38.24567若考慮鍵 =22.8*1.05=23.94（mm）選取標準直徑 =25（mm ）1d根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設計為階梯軸，如圖所示=25（mm）1d軸及齒輪的零件圖充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙224、危險截面的強度校核（1）軸的強度校核圓周力 = = =9150.16（N）tF120Td*14.3725徑向力 = tan =9150.16*tan20°=3330.39（N）rt由于為直齒輪，軸向力 =0aF作軸受力簡圖L=179.5mm= = =9150/2=4575（N）HARB2tF=451.78（N.m）179.540CLM36()rVAB（N.m）197.54.220CLR扭矩 T=114.377（N.m）充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙23軸的齒輪設計計算及校核校核 222451.786.4cHCVM480.77(N.m)=2222()0.(.1.37)ecT485.64(N.m)由圖表查得， =55MPa1bd =21.233312.6800.5ebM考慮鍵槽 d=25.42*1.05=26.691（mm）則 d=26.691mm30mm則強度足夠軸的齒輪選用 45 號鋼，調質處理，HB=236由機械零件設計手冊查得，=580MPa， =1limHlimHS則 =215MPa， =1liFliF=580MPa1H=244MPaF（1） 軸齒輪的轉矩 T=114.4N.m（2） 選擇載荷系數(shù) K由 K= Av式中 =1.75=1.2=1.2vK=1.3得出 K=3.276（3） 計算齒數(shù)比= =2.3531u3/Z= =2.535充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙24= =2.4147uZ(4)選擇齒寬系數(shù) d根據(jù)齒輪為軟齒面和齒輪在兩軸承間為不對稱布置。查機械原理與機械零件 ，取 =1.1d（5）計算齒輪分度圓直徑 d3d12()76dHKTu=766 =52.332.4.(351)0=57.34d132()76dHKTu（6）確定齒輪模數(shù) mm= 3ax.mepMi式中 發(fā)動機的最大扭矩；=65.37N.mmaxe皮帶的傳動比；pi=1.75系數(shù)，一般取 1.62.0.mKm= =1.8 =3.113ax.epMi365.71取標準化模數(shù) m=3（7）確定齒輪的齒數(shù)=d/m=52.3/3=17.4 取整 =173Z3Z= =17*2.35=39.95 取 =4011u1= =17*2.52=42.84 取 =4353 5=d/m=57.3/3=19.1 取整 =194Z4Z充值購買-下載設計文檔后，加 Q-1459919609 免費領取圖紙251、校核齒輪的彎曲強度2、齒輪的幾何尺寸計算（8）計算齒輪的主要尺寸=m =3*17=51（mm）3dZ=m =3*43=139（mm）5=m =3*40=120(mm)1=m =3*19=（mm）4dZ中心距 =1/2（ + ）=85.5 （mm）31a13d= =（ + ） =90（mm）4755齒輪寬度 = = =1.1*51=56.1 取4B31d56（mm）= +(510)=(6166)(mm)53取 62（mm）= +(510)=(6166)(mm)1B3取 62（mm）（9）計算圓周轉速 v 并選擇齒輪精度v= = =1.83（m/s）160dn.4568.70查表應取齒輪的等級精度為 9 級（1） 確定齒輪的彎曲應力由機械零件設計手冊中的圖表，查得齒輪的彎曲疲勞極限為=215MPaF最小安全系數(shù) =1minFS相對應力集中系數(shù) =0.88srY齒輪的許用彎曲應力為=215/0.88=244.3（