12型-船式拖拉機半軸組件及驅(qū)動輪設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 1 摘要 我 國人民在長期實踐中 ， 發(fā) 揮自己的聰明才智，發(fā)明 創(chuàng)制了一種 運用“浮 式”工作原理的 在深泥腳水田中能很好工作的新 型水田動力機械 船式拖拉 機 (又稱機耕船 )，加速了我國農(nóng)業(yè)機械化事業(yè)的發(fā)展。 它在中國南北方十多個 省、市、區(qū)得到了推廣應用。 本文 通過對 船式拖拉機 半軸主件及驅(qū)動輪的設(shè)計 從而加強我們對機耕船的了解。隨著我國機耕船生產(chǎn)、使用、和科學研究的的 日益發(fā)展和深入，機耕船必將顯示出更加強大的生命力。 關(guān)鍵詞： 機耕船 ；半軸組件；驅(qū)動輪；設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 2 ur in to a n of of as to s In a by of of So as to of is a 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 3 目錄 摘要 . 1 . 2 第一章 緒論 . 5 式拖拉機的應用概況 . 5 船式拖拉機的工作原理及其行走機構(gòu) . 6 影響船式拖拉機牽引力的主要因素 . 6 設(shè)計任務及要求 . 6 第二章 驅(qū)動輪半軸組件設(shè)計 . 8 軸組件的作用和要求 . 8 半軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 8 半軸組件的零件設(shè)計 . 9 軸組件零件強度校核 . 13 第三 章 驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 21 . 21 . 27 . 28 驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 31 . 32 第四章 設(shè)計總結(jié) . 34 . 34 . 34 耕船發(fā)展趨勢 . 34 參考文獻 . 36 致謝 . 37 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 5 第一章 緒論 式拖拉機的應用概況 中國是一個盛產(chǎn)水稻的國家，而適于水稻種植的田地中，有 40007000 畝深泥腳田（等包括湖田、冬水田、海涂田）無法進行機械化耕作。這 些深泥腳水田的地下水位高、土質(zhì)粘重、承壓能力極差，其表層壓強度 一般均在 5 10下。 這樣的深泥腳田，土壤 肥沃，增產(chǎn)潛力很 大。但長期以來，生產(chǎn)方式極其落后，產(chǎn)量極低，機械化問題得不到解 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(chǎn)率極低；而且由于冬春寒冷、夏季酷熱，農(nóng)時 緊、農(nóng)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，土囊中年 不得翻耕 。有的地區(qū)曾試圖用拖拉機下深泥腳水田耕作，但是沉陷很 大，以致后橋、半軸殼、發(fā)動機油底殼等均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 著成果。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(chǎn)率得到大幅度提高。 隨著洪湖 12 型機耕船研制工作的進展，機耕船受到國內(nèi)有關(guān)方面 的重視，湖北省各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 來各地的機耕船相繼定型投產(chǎn)，從數(shù)量到品種均獲得大幅度增長，迅速 推進了這些省的水田機械化。各省在機耕船的研制中，根據(jù)各地自然條 件 、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 宜的發(fā)展了一批各具特色的新機型。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 6 船式拖拉機的工作原理及其行走機構(gòu) 船式拖拉機由于其工作的環(huán)境是在深泥腳水田而采用浮式工作原理 ,其要點 如下 : 將一般拖拉機的行走機構(gòu)的支承和驅(qū)動功能分別用船體 (或滑撬 )和 驅(qū)動行走機構(gòu)來代替 ,以保證不會發(fā)生滑轉(zhuǎn)下陷 ,使拖拉機始終 “ 浮 ” 在土 壤表層。 采用支承面積很大的、底面平滑的流線形船體 (或滑撬 )及拖板 , 使拖拉機的接地比壓降低到 斤 /厘米 2,從而保證即使是在 最松軟的土壤上工作 ,沉陷量也不超過 5厘米。 其 重心和在工作狀態(tài)下的 浮心虛盡可能接近接地面積的幾何中心 ,并能使前部稍為翹起 ,前部應有較 大的圓弧過渡部分 ,以降低其滑行咀力 。 采用具有較大剪切面積的驅(qū)動 行走機構(gòu) ,以保證產(chǎn)生足夠的土壤推進力 ;它最好是能垂直入出 影響船式拖拉機牽引力的主要因素 機 耕船的工作環(huán)境所致，船體工作時受土囊作用力比較復雜，因此土壤 的機械 組成及結(jié)構(gòu)、土壤含水量、稠度、土壤容量和孔隙率、土壤 的粘聚力、 土壤 粘 著性、 土壤 摩擦力、承壓能力和抗剪能力、船體線型 、發(fā)動機功率 以及驅(qū)動輪 結(jié)構(gòu) 等都對機耕船的牽引力有著影響。 設(shè)計任務及要求 12型 01、船式拖拉機動力參數(shù)：發(fā)動機功率： 12 馬力 發(fā)動機轉(zhuǎn)速： 1200 轉(zhuǎn) /分 02、船式拖拉機工作參數(shù)：緩行工作速度： 2.5 km/h 基本工作速度： 6.6 km/h 運輸工作速度： 15.0 km/h 倒檔工作速度： 3.0 km/h 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 7 03、變速箱最大輸出扭矩： 4、變速箱最大輸出功率： 第一章 緒論 式拖拉機的應用概況 式拖拉機工作原理及其行走機構(gòu) 響船式拖拉機牽引力的 主要因素 計任務和要求 第二章 驅(qū)動輪半軸組件設(shè)計 軸組件的作用和要求 軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸組件的零件設(shè)計 軸組件零件強度校核 第三章 驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 式拖拉機總體動力學分析（ 推斷出影響牽引力的各因素及其影響程度 ） 動輪運動分析（ 簡要說明基本形式及其對牽引力的影響程度 ） 動輪受力分析（ 具體分析、說明影響程度、土壤條件對入土深度要求等 ） 動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 第四章 設(shè)計總結(jié) 論綜述 在不足 動輪入 土深度調(diào)節(jié)機構(gòu)發(fā)展趨勢 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 8 第二章 驅(qū)動輪半軸組件設(shè)計 軸組件的作用和要求 半軸組件主要包括半軸齒輪、 連接半軸與半軸齒輪之間的花鍵，其中機耕 船半軸位于傳動系的末端，其基本功用首先是增扭，降速以及 改變轉(zhuǎn)矩的傳動 方向，即 增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的傳遞給機 耕船 車輪，其次還要承受作用于路面或機耕船船身之間的垂直力，縱向力和橫 向力以及制動力矩和反作用力矩等。 由于半軸的功用關(guān)系到機耕船的動力性和 經(jīng)濟性能，因此對半軸組件的設(shè)計 有如下要求： （ 1） 選擇適當?shù)闹鳒p 速比，以保證機耕船在給定條件下具有最佳的動力性和燃 油經(jīng)濟性。 （ 2）齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)。 （ 3）在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動效率。 （ 4）具有足夠的強度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和船體間的各種力和力 矩，減少沖擊載荷，提高船式拖拉機的平順性。 （ 5）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修調(diào)整方便。 半軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸結(jié)構(gòu)形式分析 半軸根據(jù)其車輪端的支撐方式不同，可分為半浮式、 3/4浮式和全浮式三種 形式。 半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的 內(nèi)孔，車輪 裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所 引起的全部力 和力矩。半浮式半軸有結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小，尺寸緊湊，造價低廉 的優(yōu)點，但所承受載荷復雜且較大 ，因此多用于質(zhì)量較小，使用條件較好，承 載負荷不大的轎車和微型、輕型貨車或客車上。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 9 3/4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套 管的端部直接支撐著車輪輪轂，而半軸則與其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接 。該 形式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般只用在轎車和輕型 貨車上。 全浮式半軸理論上只承受傳動系 的轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，但實際上由于加工 零件的精度和裝配精度影響以及橋殼、軸承支承剛度不足等原因，仍可能使全 浮式半軸承受一定的彎矩。具有全浮式半軸的驅(qū)動橋外端結(jié)構(gòu)復雜，需要采用 形狀復雜且質(zhì)量和尺寸均較大的輪載，制造成本高，故小型車和轎車不必采用 此結(jié)構(gòu) ，而廣泛用于輕型以上各種載貨汽車、越野汽車和客車。 軸結(jié)構(gòu)形式選擇 根據(jù)所設(shè)計機耕船的參數(shù)，分析所選半軸的結(jié)構(gòu)形式，由于機耕船工作環(huán) 境與越野汽車工作環(huán)境類似，再考慮到對半軸強度的要求，半軸結(jié)構(gòu)的簡單化 以及制造經(jīng)濟成本等多方面的因數(shù)，因此應 選用全浮式半軸，使得半軸受載單 一， 增加半軸使用壽命。 半軸組件的零件設(shè)計 浮式半軸計算載荷的確定 設(shè)計半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計時首先可根據(jù)其使用條件和載荷工 況相同或相近 的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布 置來看比較合適的半軸半徑，然后對他進行強度校核。 計算時首先應合理地確定作用在半軸上的載荷，應考慮到以下三種可能的 工況： （ 1） 縱向力2X(驅(qū)動力或制動力 )最大時，其最大值為2G ，附著系數(shù) 在計 算時取 有側(cè)向力作用。 （ 2） 側(cè)向力2最大值為21G（發(fā)生于汽車側(cè)滑時），側(cè)滑時輪胎 與地面的附著系數(shù)1在計算時取 有縱向力作用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 10 （ 3） 垂向力最大時（發(fā)生在機耕船高速通過不平路面時），其值為 （2 其中時不 考慮縱向力和側(cè)向力作用。 由于車輪承受的縱向力2X，側(cè)向力2限制，即有 222 2 2G X Y 故縱向力最大時不會有側(cè)向力作用，側(cè)向力最大時也不會有縱向力作用。 全浮式半軸 只承受轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩可有附著力矩 22.L r R r X r 求得，其中2取兩者中的較小者。 若按最大附著力計算，即 222. 2L r R r X r 式中： 輪胎與地面 附著系數(shù)取 m 機耕船加速或減速時的質(zhì)量系數(shù)，可取 處取 r 驅(qū)動輪滾動半徑 255G 入數(shù)據(jù)算的 3 4 0 m 400600宜鍛造的場合。 鑄鐵的抗彎及耐沖擊性能較差，主要用于低速、工作平穩(wěn)、傳遞功率不大 的對尺寸和重量無嚴格要求的開式齒輪。常用的材料有灰鑄鐵 墨鑄鐵 非金屬材料的彈性模量小，在承受同樣載荷作用下，其接觸應力小。但它 的硬度、接觸強度和抗彎曲強度低。因此它常用于高速、小功率、精度不高或 要求噪聲低的齒輪傳動中。 (1)確定許用應力 查機械設(shè)計圖 3li m 1500H M P a ；查圖 360F M P a 。查 表 3m i n m i 1 , 1 . 5。12 6 / 2 6 1zu z 查圖 3 1；查圖 3 1買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 15 l i mm i 0 0 1 1 3 6 3 . 61 . 1Z M P l i mm i 0 2 1 6 1 3 . 31 . 5F S M P （ 2）驗算齒面接觸疲勞強度 工作轉(zhuǎn)矩 3 9 6 m m 確定載荷系數(shù) K ，取 ， ， ， ， 1d 1 . 2 5 1 . 1 0 1 . 1 1 . 1 1 . 6 6 K K K 查圖 3。查表 3 1 8 9 P a，因齒數(shù)較多，取 吃面接觸應力 2 3 312 ( 1 ) 2 1 . 6 6 3 4 0 . 6 ( 1 1 )2 . 5 1 8 9 . 8 0 . 8 6 2 6 . 61 4 4 3 . 1H H E H Z M P ab d u 故齒面接觸強度滿足要求。 （ 3）驗算輪齒彎曲強度 查圖 3 ， ，取 2 6 3 . 8F F a S a F Y Y M P 因此輪齒彎曲強度滿足要求。 浮式半軸的強度校核 首先是驗算其扭轉(zhuǎn)應力 ： 316此處 3 4 0 m d=33文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 16 最終求得扭轉(zhuǎn)應力 = ( 4 0 7 0 ) M P a 所以滿足半軸強度要求。 半軸扭轉(zhuǎn)角： 180 其中半軸長度 482l G 為材料剪切模量，等于 8032p ，最終求得 10 在 6 15之間，所以半軸尺寸符合要求。 1 圖 4 畫軸空間受力簡圖（ c），將軸上作用力分解為垂直受力圖（ d）和水平面受力圖（ e）。 分別求出垂直面上的支反力和水平面上的支反力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 17 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 4 3 9 162齒輪的圓周力： 224020810439322 322 齒輪的徑向力： 53 7 4 水平面內(nèi)的支反力 ： R 5973 得 直面內(nèi)的支反力 ： R 5973 得 A 18880 B 23360 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 18 畫彎矩、轉(zhuǎn)矩圖 分別作出垂直和水平面上的彎矩圖（ f）、（ g），并按 22進行彎矩合成，畫轉(zhuǎn)矩圖（ h）。 轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算， a= 則 3 0 8 1 21 8 8 4 6 8 按 22 )( 計算，并畫出當量彎矩圖（ i）。 一般而言，軸的強度是否滿足只需對危險截面進行校核即可，而軸的危險截面多發(fā)生在當量彎矩最大或當量彎矩較大且軸的直徑較小處。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當量彎矩圖可知， 截面尺寸也非常大，屬于危險截面。其它截面強度肯定滿足，無需校核彎扭合成強度。 8 2 7 7 3)( 22強度校核：考慮鍵槽的影響，查附表 6 33 a ， 則 M P 顯然 ， 故安全。 校核 （ 1）判斷危險截面 截面 （ 2）疲勞強度校核 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 19 彎曲應力幅： M P 2 扭轉(zhuǎn)應力幅： M P a 8 8 42 彎曲平均應力： 0m扭 轉(zhuǎn)平均應力： 據(jù) 50， 60，查表 6 ， 附表 6 825.1 附表 6表 6 ， ， 76.0r SS 故安全 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 20 的設(shè)計及其強度校核 半軸與半軸齒輪通常采用鍵聯(lián)接，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)以及軸的直徑，為了使結(jié) 構(gòu)簡單化，此處選用 A 型普通平鍵聯(lián)接。 軸端直徑為 40慮到鍵在軸中 部安裝，故選取鍵 16 70 003， 12b ， 70L ， 8h 。 選擇 45 號鋼，其許用擠壓應力 100p M 鍵聯(lián)接的主要失效形式是齒面壓 潰（靜聯(lián)接）或磨損（動聯(lián)接），通常只進行聯(lián)接的擠壓強度或耐磨性的條件 計算： 由于此處是驅(qū)動半軸與半軸齒輪的聯(lián)接，屬于靜 聯(lián)接 所以只進行 鍵聯(lián) 接表面壓強的計算： 2 2 3 4 0 . 6 7 8 . 84 0 5 4 8 0 . 5p T M P a M P ad l k 1 0 0p p M P a 式中， T 為軸所受轉(zhuǎn)矩 l 為平鍵的接觸長度， l L b k 為鍵與輪轂的接觸高度，一般 p為平鍵聯(lián)接工作表面所受擠壓應力 p 為許用擠壓應力 綜合上述， 此平 鍵 的 強度足夠， 設(shè)計符合要求 半軸與驅(qū)動輪轂相連接時同與半軸齒輪相連接時同樣采用平鍵聯(lián)接，設(shè)計 同半軸齒輪平鍵聯(lián)接。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 21 第三章 驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 本節(jié)著重討論機耕船水田作業(yè)狀態(tài)的受力分析。機耕船水田作業(yè)狀態(tài)即是 拆去前橋，船底浮于水田土壤表層，驅(qū)動輪刺插入土壤，配帶懸掛農(nóng)具進行作 業(yè)的工作狀態(tài)。 （一）機耕船船體的滑行阻力 機耕船運動時，船體是在水田表層上滑行的，其滑行阻力 力的一部分。船體滑行時，其阻力可能來自以下幾個方面： 壓實土壤形成溝轍所需的力； （二） 縱向平面內(nèi)的受力分析 驅(qū)動輪后置的機耕船懸掛農(nóng)具進行耕作，當機組做等速直線運動時，在其縱 向平面內(nèi)作用的外力如下圖所示 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 22 圖 3 驅(qū)動輪后置時機耕船機組縱向平面內(nèi)的總體受力分析 用 重量 作用于機耕船重心處 ，與驅(qū)動輪軸線的水平距離為a 。 作用于農(nóng)具重心處， 與驅(qū)動輪軸線的水平距離為 合力驅(qū)動輪軸線的水平距離為,和滑行阻力的合力 驅(qū)動輪軸線的垂直距離 m）； 驅(qū)動輪軸線的水平距離為,和水平推進力與驅(qū)動輪軸線的垂直距離即是驅(qū)動輪的動力半徑于穩(wěn)定作業(yè)時，土壤對驅(qū)動輪非驅(qū)動面的水平阻力較小，一般可忽略不計。 在縱向平面內(nèi)的分力可分解為水平方向和垂直方向上的兩個分力其中水平分力作用于（ 1223）0文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 23 其中0直分力可近似認為通過農(nóng)具的重力線，它是土壤對犁曲面的垂直阻力和對犁底的向上反力的綜合反映， 當鏵尖鋒利、土壤 稀軟時，之可能向上。 的縱向水平阻力作用線可近似看作與x x P為機耕船的牽引阻力。 通常認為土囊對犁側(cè)板的垂直反力為零。 在耕作過程中，懸掛農(nóng)具與機耕船構(gòu)成一個整體，只進行位調(diào)節(jié)。機耕船 的下陷深度為動輪軸與船尾的水平距離為 根據(jù)上述受 力狀況，可列出機耕船在水田中穩(wěn)定耕作時所受各力在水平和 垂直方向的平衡方程式： 水平方向：q x x c T F P P P (3 垂直方向：s n Z c R Y Y (3式中 將機耕船在水田中穩(wěn)定耕作時所受各力對驅(qū)動輪軸線 寫出下列 力矩平衡方程式： ( ) ( )2 os x x c c c c q q q d n n z a R F h m P m Y l Y a X r G a R a 上式各參數(shù)中，鑒于水田犁耕耕深不大，可以近似的認為2o ch h； 將犁的工作阻力看作是水平作用的，即 0；同時代入q q d q r Y a, 上 式即可簡化為： s q c c q n nG a X m Y l M G a (3綜合分析式 (3（ 3（ 3可以得出以下結(jié)論： （ 1） 式 (3明，驅(qū)動輪的推進力滑 行阻力 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 24 （ 2） 機耕船使用重量具重量的力矩。 (三 ) 驅(qū)動力矩向平面的受力分析 機耕船懸掛農(nóng)具進行耕作時，一般右側(cè)驅(qū)動輪走在犁溝中。但由于左右兩 驅(qū)動輪的入土深度本已大于耕深，且有船體支撐著機耕船的大部分重量，因 此，一側(cè)驅(qū)動輪走在犁溝，不會引起船體橫向的明顯歪斜。船體的橫向水平位 置繪制其受力分析圖（圖 3當機組做等速直線運動時，在其橫向垂直平面 內(nèi)作用的外力有： s; c; ,Y; 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 25 在橫向平面內(nèi)的分力 由上述受力狀態(tài)，可以寫出機耕船等速直線運動時，橫向垂直平面的力和力矩 平衡方程式： 水平方向： （ 3 垂直方向：（ 3 對 ) ( ) 5 B ( Y)R( （ 3 在式（ 3，若設(shè) e=0,且 ,可得 5B ( （ 3 我們可以就式（ 2 2行如下討論： 能由于機耕船的結(jié)構(gòu)特點決定了左右輪入土深度大致相同，但左輪全部入土深度都與土壤接觸，受到土壤的反作用；而右輪走在 犁溝中，只有輪尖部分接觸下層土壤，所受土壤反力要小些。當然，由于水田下層土壤機械強度較大，1 2知，當其它條件不變時， e 增大，可使此，有時機耕船有意將整機重心偏向未耕地一些。 （四） 水平平面的受力分析 機耕船懸掛農(nóng)具進行耕作，當機組等速直線運動時，在水平平面所外力如 下 圖 （ 2所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 26 ,P。和土壤對左右驅(qū)動力的滾動阻力,P。 3. 土壤對犁鏵總的阻力 由上述受力狀態(tài)，水平平面的力和力矩平衡方程式： 縱向方向： 12P（ 2 橫向方向： 對 )0 . 5 B (-) 5 B ( P 2f q 1 可將上式化簡為 )5 B ( X 2 在式（ 2， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 27 由于P 偏離機耕船縱向?qū)ΨQ平面，將造成整個機組向已耕地偏轉(zhuǎn)的 力矩。由于機耕船在耕作時，一般右輪走在犁溝中，雖兩輪入土深度一樣，但 因接觸圖層的高度不同，土壤對左右輪的水平推進力仍然是不同的，且 12 X ，這樣不僅不能依靠 )(來平衡上述偏轉(zhuǎn)力矩，而且又造 成了機組向已耕地偏轉(zhuǎn)力矩。 綜上所述，影響驅(qū)動輪牽引力的主要因素 是驅(qū)動輪的驅(qū)動力矩、機耕船船 體所受阻力、驅(qū)動輪所受阻力以及懸掛農(nóng)具所受阻力等。 機耕船水田作業(yè)的驅(qū)動輪目前大都具有剛性輪刺，當有輪緣時，其輪緣是 不入土的。現(xiàn)采用的輪刺 形狀有楔形、單葉片形和曲面型幾種，無論哪種的輪 刺，其運動規(guī)律都是相同的。機耕船在水田運動時，可以認為它的船體總是保 持在某一水平面上運動，其垂直位置不受驅(qū)動輪滾動的影響 ，因而驅(qū)動輪軸也 總是保持在某一水平面上運動。這樣可以把驅(qū)動輪看作是一個具有一定半徑的 剛性輪，沿一假想平面作純滾動。當驅(qū)動輪在驅(qū)動力矩作用下 在土囊中滾動 時，其輪刺與土囊相互作用而產(chǎn)生對驅(qū)動輪的推進力，與此同時驅(qū)動輪將出現(xiàn) 一定程度的滑轉(zhuǎn)；而當驅(qū)動輪作為被動輪時，則需由一定的外力推動才能滾 動，這時驅(qū)動輪將產(chǎn)生一定程度的滑移。驅(qū)動輪無滑轉(zhuǎn) 無滑移的滾動狀態(tài)，則 是一種理想的滾動狀態(tài)（自由滾動狀態(tài)），這時土囊作用在驅(qū)動輪上的水平合 力為零。 在理想滾動狀態(tài)下，驅(qū)動輪軸的運動速度即機耕船的理論速度，用示，由于驅(qū)動輪作純滾動，其理論滾動半徑驅(qū) 動輪角速度為q時，機耕船理論速度為 : l l 在機耕船實際工作中，驅(qū)動輪總有一定程度的滑轉(zhuǎn)，即使在空負荷 (牽引力 為零 )行駛時也是如此，因此驅(qū)動輪的實際速度 此機耕 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 28 船實際運動情況 受驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)作用影響，從而影響到機耕船牽引力的作用。由 于驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)，引起機耕船速度的遺失，因此驅(qū)動輪運動時，滑轉(zhuǎn)越嚴重， 機耕船速度損失越嚴重，機耕船的牽引性能也就越差。另外牽引性能也受土囊 性質(zhì)、驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)參數(shù)以及發(fā)動機功率的影響。 機耕船的驅(qū)動輪在水田作業(yè)時的主要作用，是產(chǎn)生船體運動的推進力。 驅(qū) 動輪在土囊中滾動時，還會受到一些其他力的作用，因此，應對驅(qū)動輪受力狀 態(tài)作一分析，并以此來衡量驅(qū)動輪性能的好壞和某些因素對它的影響。 驅(qū)動輪在驅(qū)動力矩作用下，在土壤中滾動時，作用在它上面的外力如 下圖 所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 29 （ 1） 驅(qū)動力矩隨驅(qū)動輪上所受其他外力的大小而變化 ； 它與發(fā)動機有 效力矩 q c i eM i M c為傳動系統(tǒng)效率；總傳動比 （ 2） 機耕船重量（包括驅(qū)動輪重量）分配到驅(qū)動輪上的垂直載荷是隨 機耕船工作狀況而變化的； (3)船體對驅(qū)動輪的水平阻力驅(qū)動輪推動船體運動時所受到的船體水平 作用反力； （ 4） 土壤 對輪刺的作用力。 土壤 對輪刺的作用力是輪刺在運動時擠壓 土壤 所 產(chǎn) 生的反作用力 。反作用力的來源，主要是輪刺頂端和兩側(cè)面對土囊 的剪切作 用所產(chǎn)生的 土 壤 抗剪力，和形成刺孔時對 土壤 的壓實或擠開作用的抗力，此外 還有 土壤 對輪刺的吸附摩擦作用力。 作用驅(qū)動平面上的水平力方向是與機耕船運動方向一致的，垂直力方向在 入土時向上、出土時向下，其合力仍應向上并作用在驅(qū)動輪軸的前方。作用在 輪刺非驅(qū)動面上的力與輪刺非驅(qū)動面傾角和滑轉(zhuǎn)率有關(guān)。 在圖 3qX、力，作用點距離驅(qū)動輪軸 qa。mX、用在輪刺非驅(qū)動面上的水平力和垂直力的平均合力，作用點距離輪軸 O 點的垂 直和水平距離為 驅(qū)動輪的力和力矩平衡方程式為： q q Y（ 3 q q X（ 3 q q d q q m m m r Y a Y a X r （ 3 式（ 3明機耕船分配在驅(qū)動輪上的重量是隨土囊對輪刺的垂直反力 變化的，而垂直反力qY、土壤 性質(zhì)、驅(qū)動輪陷深、機耕 船的工作負荷和滑轉(zhuǎn)率等因素有關(guān)。從已有的一些試驗知道，當驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)參 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 30 數(shù)一定時，在 土壤 機械強度較大、驅(qū)動輪入土較深的水田中，機耕船工作負荷 和滑轉(zhuǎn)率較小時，驅(qū)動輪的承重是比較大的。一些試驗指出：在正常工作狀態(tài) 時，驅(qū)動輪的承重約為整機重量的 35 55；在空載起步時瞬時最大承載可達 整機重量的 70左右；而當驅(qū)動輪完全滑轉(zhuǎn)時驅(qū)動輪幾乎不承重。 式（ 3說明，土囊作用在驅(qū)動輪上水平作用力之差（，是用 來平衡船體和農(nóng)具的阻力的。壤 對驅(qū)動輪的前 進阻力。 推動船體 的水平力用來克服船體滑行阻力和產(chǎn)生牽引力（用來克服農(nóng)具阻 力）。式（ 3可寫成下列形式： q m q m c F X P P (3式中 可見，為了充分利用機耕船的推進力來牽引農(nóng)具，應盡量避免或減少驅(qū)動 輪前進阻力別是當機耕船在表層 土壤 機械強度較大的水 田中工作時， 時應注意減少這種會降低 土壤 推進力的阻力。 式 (3映了驅(qū)動力矩的的分配情況 。可以看出，由垂直力qY、的對驅(qū)動輪軸 q q m mY a Y a）是阻礙驅(qū)動輪滾動的，稱為驅(qū)動輪滾 動阻力矩，它們將消耗一部分驅(qū)動力矩并造成功率損失。 由于阻力矩受 土壤 條件影響，故驅(qū)動輪入土深度在設(shè)計 時應有一定要求， 要求如下： （ 1） 保證船底與 土壤 盡量水平接觸，而不致由于輪刺扎不進 應有的深度而將 機 耕船拱起 ，使機耕船行駛阻力增加。 （ 2） 在能獲得所需水平推進力的前提下，應盡量減少輪刺入土深度，以使?jié)L 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 31 動 阻力最小 。 由于減少了入土深度，從而減少了輪刺與 土壤 的接觸高度和面積，使其擠 壓、剪切 土壤 所產(chǎn)生的應力減小，而且隨著入土深度的減小，土囊的機械強度 一般逐漸減弱，也能使?jié)L動阻力減小。但隨著入土深度的減小，水平推進力也 逐漸減小，可見為了使在獲得所需一定牽引力的同時，使?jié)L動阻力最小的有效 措施是采取入土深度可調(diào)。 入土可調(diào)有如下優(yōu)點： 在保證獲得所需水平推進力的前提下，能使行駛阻力最??；若采用單邊可 調(diào)，可有助于克服偏牽引，使機耕船直線行駛性有所改善；減少入土深度，既 減小了滾動阻力，又有助于克服整機翹頭。故，若采取驅(qū)動輪入土深度可調(diào)， 對機耕船的縱向、橫向平衡，對牽引效率的提高等均有好處。 驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 機耕船一般都配備兩種驅(qū)動輪，一是作為道路轉(zhuǎn)移、運輸作業(yè)和旱地作業(yè) 用的橡膠輪；另一種是適應水田用的水田鐵輪。橡膠輪是采用一般國產(chǎn)拖拉機 用的輪胎或力車車胎，這里不再贅述。以下僅僅就水田鐵輪的 結(jié)構(gòu)設(shè)計問 題進 行介紹。 水田 土壤 系多層結(jié)構(gòu)，上層系稻根、雜草和稀泥；中層為流質(zhì)層，機械強 度低，承壓能力差；下層為硬底層，有較高的機械強度和承壓能力。裝有水田 輪的拖拉機在水田中作業(yè)，其輪齒或輪胎花紋抓著硬底層，才能發(fā)揮一定的驅(qū) 動力。 一般旱地用的輪式拖拉機下水田時，下陷深度較大，滾動阻力大，附著力 不足，輪胎壓溝嚴重，影響作業(yè)質(zhì)量。采用水田輪在一定程度上克服了上述缺 點，改善了牽引性能。目前我國使用的水田輪 主要有高花紋輪胎和塑料鑲齒輪 胎。 高花紋輪胎與普通輪胎相比，胎紋的高度和間距都較大，其布置角較小。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 32 這種 輪胎在泥腳較淺地區(qū)能抓著硬底層，可獲得較大的驅(qū)動力；平順性較好， 沖擊負荷較小，拖拉機可作遠距離轉(zhuǎn)移，但輪胎壓溝較嚴重，影響田面平整。 塑料鑲齒鐵輪的特點是輪緣較窄，抓土能力強，壓溝不顯著，附著性能較好， 但道路行駛平順性差，鑲齒的壽命短。 以上兩種水田輪在泥腳較淺的水田中適應性能較好，但不適宜深泥腳田的 使用，深泥腳田應采用楔形水田輪。 現(xiàn)有機耕船驅(qū)動輪頂圓直徑大都在 750米范圍內(nèi)。直徑增大后，對 于減小滾動阻力和增大推進力都是有利的。但由于驅(qū)動 輪軸與船體的相對位置 受到驅(qū)動輪入土深度的限制 ，因而從結(jié)構(gòu)布置上不允許驅(qū)動輪直徑太大。此外 當直徑增大后，將使傳動系統(tǒng)載荷增加，整機的結(jié)構(gòu)重量也增加。一般來說， 在深泥腳、土壤稀軟的使用條件下，要求驅(qū)動輪的入土深度大些，驅(qū)動輪直徑 應取較大值。 輪刺驅(qū)動面傾角 對滾動阻力和土壤推進力都有影響， 角應選擇的大 些，參考現(xiàn)有一些驅(qū)動輪 角范圍一般在 6到 25范圍內(nèi)，考慮到 這一問題 的解決，可選擇變角方式進行選擇，因此可采用雙葉片輪的方式。 3 度以及數(shù)目 現(xiàn)有驅(qū)動輪輪刺寬度在 180340毫米范圍內(nèi)，寬度增大后可以提高土壤推 進力，但同時也增加了滾動阻力，還會增加機耕船的輪廓尺寸。寬度應根據(jù)上 述幾個方面考慮。輪刺的數(shù)目增多后會增大驅(qū)動輪滾動阻力，而對土壤推進力 影響不大，輪刺數(shù)目過少會影響行駛的平順性 ，現(xiàn)有機耕船輪刺一般都在 69 個（對）之間。 設(shè)計驅(qū)動輪時，除了應滿足結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、制造容易、壽命長等一般 求外，還應具有滾動阻力小、土壤推進力大的特點，這就要求合理的選擇驅(qū) 動輪結(jié)構(gòu)參數(shù)。在如下表中列出了一些機耕船驅(qū)動輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 1197