12型-船式拖拉機傳動系統(tǒng)操縱機構(gòu)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 本文分析了本課題研究的目的及意義，對機耕船傳動系統(tǒng) 操縱機構(gòu) 的發(fā)展現(xiàn)狀與研究趨勢進行了初步探討。在對機耕船的作業(yè)環(huán)境以及農(nóng)藝需求進行研究分析之后，進行了離合器的選型和動力輸出方式的選擇。在此基礎(chǔ)上選擇機耕船 分離器 與 傳動系統(tǒng)操縱機構(gòu)的設(shè)計 方案。依照所確定的方案，展開 分離器與 傳動系統(tǒng)操縱機構(gòu) 具體結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部零部件的設(shè)計計算，包括傳動齒輪、軸以及換擋裝置的設(shè)計。該 傳動系統(tǒng)操縱機構(gòu) 主要根據(jù)我國目前機耕船的發(fā)展現(xiàn)狀而設(shè)計 。隨著我國機耕船生產(chǎn)，使用和科學(xué)研究的日益發(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，離合器，操縱機構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 of of on In of to on of of On of of In of of is to of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 目錄 第一章 緒論 . 5 船式拖拉機的應(yīng)用概況 . 5 船式拖拉機工作特性 . 5 變速箱的性能特性要求 . 6 設(shè)計任務(wù)和要求 . 6 第一章 緒論 . 6 第二章 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設(shè)計 . 7 式拖拉機的主要參數(shù)（動力匹配、行走速度、輸出扭矩等） . 7 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設(shè)計（方案比較、傳動形式、傳動系統(tǒng)圖、傳動比分配等） . 8 變速機構(gòu)傳動系統(tǒng)圖設(shè)計 . 14 第三章 離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計 . 16 離合器作用及其結(jié)構(gòu)形式 . 16 合器機構(gòu)及其構(gòu)件設(shè)計 . 19 離合器操縱機構(gòu)設(shè)計的基本原 則 . 28 第四章 變速箱操縱機構(gòu)設(shè)計 . 29 操縱機構(gòu)的基本要求 . 29 換擋機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 . 29 鎖定機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 . 35 互鎖機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 . 36 聯(lián)鎖機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 . 39 第五章 設(shè)計總結(jié) . 40 論綜述 . 40 在不足 . 40 參考文獻 . 42 謝辭 . 43 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 船式拖拉機的應(yīng)用概況 水稻是我國的主要糧食作物 之一，其種植面積占我國耕地總面積的 29%，而產(chǎn)量卻占糧食總產(chǎn)量的近 1/田的機械化問題就成為我國特別是南方各省農(nóng)業(yè)機械化的重要方面。這就為機耕船的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，也為機耕船的創(chuàng)新提供了良好的動力源泉。 中國是農(nóng)業(yè)大國，所以地域性非常強，地區(qū)水田狀況和水田環(huán)境的不同，給各種機耕船的發(fā)展提供了有力條件。 從自然條件看，有的地區(qū)多山地丘陵，土壤和泥腳情況復(fù)雜，田塊面積比較小，高度差大，機械轉(zhuǎn)移比較頻繁；有的地區(qū)水田土壤特別稀軟，泥腳特別深，所以承載能力就非常差。這些地區(qū)發(fā)展了馬力小、 重量輕、船體接地比壓小、爬坡能力強的機耕船；適用于狹小田塊耕作、空行率地的機耕船；以及牽引力大、越野性好、能適應(yīng)多種土壤的機耕船。 但中國當時的工業(yè)水平是比較低的。因此從工業(yè)水平看，有的地區(qū)有比較好的手扶式拖拉機的基礎(chǔ)，因而發(fā)展了由手扶拖拉機變型的農(nóng)工 、東風(fēng) =12 型、廣西工農(nóng) 等機耕船，以及用手扶拖拉機改裝的機型。有的地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)比較薄弱，就著重發(fā)展便于制造、推廣的簡易型機耕船，如湖北 易型、湘江 和 等。 隨著機耕船的研究工作的深入發(fā)展，各地在研 究皮帶無極變速、差速器行星機構(gòu)等差速轉(zhuǎn)向及正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向機構(gòu)，以探索使用性能更為完善的新型機耕船，并研制了機耕船配套的收割機、插秧機的實驗樣機，向一機多用、綜合利用的方向發(fā)展。 隨著機耕船在我國的各地的廣泛應(yīng)用和推廣，使這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)機械化水平不斷提高，雙季稻面積不斷增加，糧食產(chǎn)量穩(wěn)步上升，穩(wěn)定了國家糧食的供應(yīng)，為我國的發(fā)展奠定的了良好的基礎(chǔ)。 船式拖拉機工作特性 船式拖拉機的工作大都是在水田當中，水田中行走的阻力跟船體結(jié)構(gòu)與水田中土壤狀況決定的。 但機耕船的船體機構(gòu)對拖拉機的工作效率影 響很大。機耕船的船體的主要作用是： 1、 承受機耕船的大部分重量，并將重量支撐在承壓能力較低的水田表層上，控制力驅(qū)動輪的下陷深度。 2、 船體是機耕船行走機構(gòu)的一部分，在水田作業(yè)時能在土壤表層滑行。 3、 排水量大的船體在水中具有較大的浮力。 4、 船體可作為機耕船的機架，用以固體發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和其它附件。 5、 船體可對機件起防護作用，并大大改善駕駛員的勞動條件。 根據(jù)船體的作用，船體結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下幾點要求： 1、 具有足夠大的接地面積，使機耕船有適合的接地比壓，以適應(yīng)水田表層的承受能力； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 2、 船體結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強度與剛度，并能適應(yīng)其它部件的 安裝與固定； 3、 船體外形圓滑，具有較小的滑行阻力和轉(zhuǎn)向阻力矩； 4、 船體材料具有較好的耐磨性和耐腐蝕性能，有較長的使用壽命。 變速箱的性能特性要求 擴大整個機器動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩變化范圍；在原動機旋向不變的條件下使車輛倒退行駛；在制動、點火、停車等狀況下切斷原動機與傳動系聯(lián)系以保護原動機（通常是為避免原動機過載）；在某些工況下為機器提供一定的制動力。 輸入與輸出功率不應(yīng)差別過大，減少傳動過程中的功率損耗。 提供機器所要求的速度范圍，且傳動穩(wěn)定可靠。 提供機器所需要的扭矩，使機器能適應(yīng)多種路況。 變速箱內(nèi)的轉(zhuǎn)速必須符合變速的范圍，不宜過高，過高會使傳動級別增大，損耗的功率也會隨之增大，因此轉(zhuǎn)速應(yīng)當有所控制。 設(shè)計任務(wù)和要求 第一章 緒論 式拖拉機的應(yīng)用概況 式拖拉機工作特性 速箱的性能特性要求 計任務(wù)和要求 第二章 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設(shè)計 式拖拉機的主要參數(shù)（動力匹 配、行走速度、輸出扭矩等） 式拖拉機傳動系統(tǒng)設(shè)計（方案比較、傳動形式、傳動系統(tǒng)圖、傳動比分配等） 速機構(gòu)傳動系統(tǒng)圖設(shè)計 第三章 離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計 合器作用及其結(jié)構(gòu)形式 合器機構(gòu)及其構(gòu)件設(shè)計 合器操縱機構(gòu)設(shè)計的基本原則 合器機構(gòu)及其構(gòu)件設(shè)計 第四章 變速箱操縱機構(gòu)設(shè)計 縱機構(gòu)的基本要求 擋機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 定機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 鎖機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 鎖機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 第五章 設(shè)計總結(jié) 論綜述 在不足 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第二章 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設(shè)計 式拖拉機的主要參數(shù)（動力匹配、行 走速度、輸出扭矩等） 動力匹配 首先得選擇適當?shù)陌l(fā)動機，根據(jù)有關(guān)資料和實用性以及經(jīng)濟性，此設(shè)計我們選用 12馬力的發(fā)動機，轉(zhuǎn)速為 1200轉(zhuǎn) /分。 行走速度 機耕船的工作速度范圍、速度分級和檔位安排，主要應(yīng)根據(jù)機耕船所需要完成的各種作業(yè)的要求，以及生產(chǎn)率、勞動強度、地形等因素來綜合考慮，以便獲得良好的作業(yè)質(zhì)量和高的生產(chǎn)率。 （一）基本工作速度 1、速度范圍 機耕船最基本的工作是水田的耕整作業(yè)：梨耕、旋耕、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)的速度一般安排在 34公里 /小時。 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(zhuǎn)彎多，且機耕船驅(qū)動輪滾動阻力較大，而配套發(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)動機功率也顯不足。一般希望犁耕速度不超過 小時。 （二） 緩刑工作速度 機耕船的緩行工作速度主要用來作田間轉(zhuǎn)移和綜合利用。割脫機作業(yè)要求速度在 1里 /小時 ，插秧機作業(yè)要求 里 /小時的速度。因此緩行工作速度一般在 里 /小時范圍內(nèi)。 （三） 運輸速度 1012 馬力機耕船在農(nóng)閑期間兼作運輸作業(yè)。由于其重心低、牽引力大，操縱方便，進行運輸作業(yè)比手扶拖拉機更為適宜。 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。 （四） 倒行速度 機耕船的倒行速度一般作倒車和掛結(jié)農(nóng)具用。因此，和拖拉機一樣，可設(shè)高速倒車和低速掛結(jié)農(nóng)具的兩個檔，其速度范圍為 公里 /小時和 公里 /小時。具有 3 個前進檔的機耕船，一般只安排一個倒擋。 項目 緩行速度 基本工作速度 運輸速度 倒行速度 旋耕 犁耕 檔數(shù) 1 1 23 12 12 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 速度 0.4 4215 輸出扭矩 由于我們選擇的發(fā)動機是 12 馬力的發(fā)動機，而 12 馬力的發(fā)動機能發(fā)出的功率為 速為 1200轉(zhuǎn) /分。 根據(jù) 550*(P/N)= 船式拖拉機傳動系統(tǒng)設(shè)計（方案比較、傳動形式、傳動系統(tǒng)圖、傳動比分配等） 傳動系統(tǒng)的功用 傳動系是機耕船的一個重要組成部分，布置在發(fā)動機和驅(qū)動輪之間。它的作用是把發(fā)動機的動力傳給行走機構(gòu)或者動力輸出裝置，并且在機耕船進行不同作業(yè)時，保證驅(qū)動輪和動力輸出軸得到適當?shù)霓D(zhuǎn)速和扭矩。 傳動系的主要功用如下： 1) 減速増扭，將發(fā)動機的扭矩增大，轉(zhuǎn)速降低，以適合行走機構(gòu)的需要； 2) 變速變扭，獲得不同的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速和扭轉(zhuǎn)，以使用不同作業(yè) 的要求； 3) 改變驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)方向； 4) 改變動力的傳遞方向； 5) 脫開發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的傳動； 6) 平順地接合動力； 7) 實現(xiàn)動力輸出。 傳動系統(tǒng)的組成 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。有時在傳動系統(tǒng)中還有聯(lián)軸器，以鏈接相隔較遠的兩個傳力部件。 傳動系統(tǒng)可按傳動比變化情況分為有級式傳動和無級式傳動。無級式傳動能在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，即在發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變的條件下，連續(xù)地由一個速度過渡 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(chǎn)率和經(jīng)濟性，操縱也教簡單。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(jié)構(gòu)教成熟，可靠耐用，效率高，制造方便。現(xiàn)有機耕船絕大多數(shù)都采用有級式傳動。 傳動系的方案設(shè)計 在確定傳動系統(tǒng)方案時，必須使其性能和結(jié)構(gòu)滿足以下要求： 1） 結(jié)構(gòu)簡單、先進，性能完善，操作、調(diào)整維修方便，能最大限度 地適應(yīng)使用中提出的要求； 2） 使用可靠，經(jīng)久耐用。傳動系統(tǒng)主要零件要有足夠的強度、剛度和工作表面的耐磨 性，其使用壽命應(yīng)不低于 6000小時； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 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(jīng)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??； 6） 要考慮綜合利用。一機多用的要求。 在進行傳動系方案設(shè)計時，需從使用要求、生產(chǎn)條件和結(jié)構(gòu)特點等方面加以考慮，同時設(shè)計幾種方案，并繪出傳動方案圖，一下是設(shè)計的幾種方案： 湘江 5型傳動系統(tǒng)簡圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 具有扭矩傳感器的皮帶無極變速傳動系統(tǒng)簡圖 川豐 5買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 （ a） 綜合上述方案和現(xiàn)實的實用性，以及結(jié)構(gòu)的難以程度和經(jīng)濟性，此設(shè)計（ a） 這個方案 傳動系的總傳動比及其分配 （ 1） 傳 動系總傳動比的確定： 傳動系總傳動比是根據(jù)農(nóng)藝要求的機耕船速度來確定的。用驅(qū)動鐵輪頂圓半徑錯誤 !未找到引用源。 計算的某檔水田計算速度 錯誤 !未找到引用源。 與總傳動比的關(guān)系是： 錯誤 !未找到引用源。 =2錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 因此，總傳動比應(yīng)為 錯誤 !未找到引用源。 =未找到引用源。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 式中 錯誤 !未找到引用源。 某檔的計算速度（公里 /小時）； 錯誤 !未找到引用源。 發(fā)動機 標定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分）； 錯誤 !未找到引用源。 驅(qū)動鐵輪頂圓半徑（米）。 機耕船在陸上配帶膠輪時，可用下式計算總傳動比： 錯誤 !未找到引用源。 =未找到引用源。 式中 錯誤 !未找到引用源。 驅(qū)動膠輪的靜力半徑， 錯誤 !未找到引用源。 =誤 !未找到引用源。 （米）（ 錯誤 !未找到引用源。為膠輪的名義半徑）； 錯誤 !未找到引用源。 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）。 （ 2） 傳動比在各個部件間的分配 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部件上。 傳動系總傳動比等于各部件傳動比之乘積，即： 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 式中 錯誤 !未找到引用源。 皮帶傳動的傳動比，此設(shè)計的 錯誤 !未找到引用源。 取 錯誤 !未找到引用源。 變速箱第 錯誤 !未找到引用源。 中央傳動的傳動比； 錯誤 !未找到引用源。 最終傳動的傳動比。 在不使變速箱過于增速的情況下，傳動比分配應(yīng)按前小后大，前密后疏的原則來確定。即在結(jié)構(gòu)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)，、大致在下列范圍內(nèi)： 單極最終傳動時 錯誤 !未找到引用源。 = 兩級最終傳動時 錯誤 !未找到引用源。 = 中央傳動 傳動比 錯誤 !未找到引用源。 = 皮帶傳動傳動比 錯誤 !未找到引用源。 =1 確定了 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 、和 錯誤 !未找到引用源。之后，即可確定變速箱的傳動比 錯誤 !未找到引用源。 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 C=錯誤 !未找到引用源。 變速機構(gòu)傳動 系統(tǒng)圖設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 2 4 6 齒數(shù)（ Z） 40 17 17 19 43 23 模數(shù)（ m） 3 3 3 3 3 3 8 10 12 齒數(shù)（ Z） 41 14 14 58 43 43 模數(shù)（ m） 3 4 4 3 4 4 說明： （ 1） 軸上滑移齒輪可與動力軸上 （ 2） 軸上滑移齒輪可與中央軸上的齒輪 此設(shè)計共有 4個檔位，其中為一檔，二檔，三檔和 倒擋。 一檔的傳動路線為： 3 1 2 10 8 11; 二檔的傳動路線為： 3 5 6 10 8 11； 三檔的傳動路線為： 4 7 6 10 8 11; 倒擋的傳動路線為： 3 1 2 7 6 10 8 11。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 根據(jù)原有數(shù)據(jù) 錯誤 !未找到引用源。 （發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速） =1200轉(zhuǎn) /分和上述傳動齒輪的齒數(shù)可計算出各檔位的在水田中的行走速度。 一檔的傳動比 i=i1 i2 740 1758 1443 2 二檔的傳動比 i=i1 i2 743 2358 1443 三檔的傳動比 i=i1 i2 941 2358 1443 3 倒擋的傳動比 i=i1 i2 i3 740 1741 2358 1443 根據(jù)以上的條件可以計算出各檔的行走速度： 一檔的速度 V=2錯誤 !未找到引用源 。 錯誤 !未找到引用源。 h; 二檔的速度 V=2錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 h; 三檔的速度 V=2錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 h; 倒擋的速度 V=2錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 h。 第三章 離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計 離合器作用及其結(jié)構(gòu)形式 離合器的的作用：臨時切斷動力，以使變速箱順利的換擋；平順結(jié)合動力，以保證機耕船平穩(wěn)起步，避免因猛然起步而產(chǎn)生很大的沖擊，甚至使傳動買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 系零件損壞或引起發(fā)動機滅火；同時還要求當機耕船碰到巔峰載荷時，離合器能自動打滑，防止傳動系零件由于超載而損壞。 由于機耕船上一般使用的都是機械離合器，所以這里主要介紹機械離合器的結(jié)構(gòu)形式。 機械離合器分為：牙嵌離合器，齒式離合器，轉(zhuǎn)鍵離合器，圓盤摩擦片離合器， 圓盤摩擦塊離合器，圓錐摩擦離合器，漲圈摩擦離合器，扭簧摩擦離合器。 1，牙嵌離合器機構(gòu) 牙嵌離合器的結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少，主要由 2 個端面有牙的半離合器組成，通過杠桿機構(gòu)操縱從動離合器進行離合，如圖 3示，由于牙的嵌合為剛性接觸，為了保證牙工作面承受載荷均勻，要求兩軸嚴格同心，控制相對偏移量。為此在主動半離合器上安裝一個對中環(huán)。牙嵌離合器適宜用于主從動軸要求完全同步轉(zhuǎn)動的軸系，但牙嵌離合器只能在靜止或者圓周速度差在 100300 170217 162217 600 300 275 140 580 290 270 135 調(diào)質(zhì) 200 217255 650 360 300 155 注：剪切屈服極限為屈服極限的 綜合各項數(shù)據(jù)，此設(shè)計用調(diào)質(zhì)鋼。確定離合器 操縱機構(gòu)的各桿的直徑。 由于在離合器操縱機構(gòu)中各桿所受的都是純剪力，所以只受彎曲變形，直徑的確定就按照彎曲強度計算。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28 抗彎截面系數(shù) W=32 彎曲應(yīng)力的強度條件為： WM m a xm a d 設(shè)計取 16 離合器操縱機構(gòu)設(shè)計的基本原則 1，踏板 行程應(yīng)在 100150 毫米的范圍內(nèi)，行程過大會使操縱不便。 2，踏板的作用力應(yīng)盡量小，以減輕機手的的勞動強度，一般不應(yīng)該超過 20 25公斤。 3，杠桿的長度應(yīng)能調(diào)節(jié)，以改變分離軸承的位置，保證分離軸承與分離杠桿端 部有適當?shù)拈g隙。 第四章 變速箱操縱機構(gòu)設(shè)計 操縱機構(gòu)的基本要求 在設(shè)計變速箱操縱機構(gòu)時，應(yīng)滿足的基本要求： 1，變速箱所有齒輪在任何情況下都能處于正確的嚙合位置，即全齒嚙合。 2，保證不會同時掛上兩個擋，不會自行掛擋和脫擋。 3, 換擋時 齒輪間沖擊力要小。 4，換擋輕便省力。 換擋機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 該機構(gòu)的功用是撥動滑移齒輪（或接合套），使其與相應(yīng)的齒輪（或接合套）嚙合或分離，實現(xiàn)掛擋或者換擋。 機耕船變速箱中廣泛采用球支座的變速桿。球鉸的直徑一般為 2545 毫買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 米，用壓緊彈簧將球緊壓在支座上，以保證所需要的工作位置。彈簧壓緊力為桿重的 24倍。變速桿上端總行程為 80120毫米。 簡單式變速箱都采用一根變速桿（操縱桿）。組成式變速箱通常采用兩根變速桿，分別操縱主，副變速箱，但也可用一根變速桿操縱。當采用 一根桿操縱時，要使副變速箱換擋，必須先把主變速箱齒輪撥到空檔位置，操縱較麻煩。 圖 換擋機構(gòu)的簡圖，它的工作原理是由變速桿 1 的杠桿作用，傳遞給撥叉軸推力，來推動撥叉軸的移動，從而帶動撥叉的移動。撥叉是跟滑動齒輪接合的，從而帶動滑移齒輪（同步器或者接合套）的移動，最后形成換擋。 圖 換擋機構(gòu) 1 變速桿 2 撥叉 3 撥叉軸 根據(jù)變速箱的常用尺寸，和結(jié)合現(xiàn)用的機耕 船的現(xiàn)用數(shù)據(jù)以及相關(guān)的文獻資料，現(xiàn)確定撥叉軸的長度為 270毫米，直徑為 16毫米。 變速器操縱機構(gòu)換擋位置的確定 設(shè)計操縱機構(gòu)首先要確定換的那個位置圖，換擋位置圖的確定主要要從換擋方便考慮。 為此應(yīng)注意三點： 1、按換擋次序來安排； 2、將常用擋放在中間位置，其它檔位在兩邊； 3、為了避免掛上倒擋。往往將倒擋放在最靠邊的位置。 綜上所述，加上現(xiàn)實常用的換擋方式與有關(guān)資料的參照，現(xiàn)在作出設(shè)計的換擋位置圖 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30 換擋位置圖 變速器換擋機構(gòu)設(shè)計的人機工程學(xué)意義 操縱機構(gòu)應(yīng)當設(shè)在人肢體活動的最有力的區(qū)域內(nèi)，其高度低要適應(yīng)于人體相應(yīng)部位，其位置要設(shè)在操作方便，反應(yīng)靈活的空間范圍內(nèi)。操縱機構(gòu)的用力范圍不應(yīng)超出人體的最大用力限度，其布置必須保證人在工作時的自然姿態(tài)，并能交替變換工作的姿勢，以防止姿勢不適導(dǎo)致操作者的過度疲勞。因此，為了減輕疲勞，在布置從這機構(gòu)時應(yīng)考慮變換姿勢的可能性，合理地滿足操作者的使用要求，適應(yīng)操作者的正常人體結(jié)構(gòu)尺寸和生 理要求。如果忽略上述因素，就可能造成操作者使用不便，影響工作效率，甚至影響操作者的身心健康。 人體尺寸在操縱機構(gòu)這幾中的應(yīng)用 88是 1989年開始實施的我國成人人體尺寸國家標準，該標準根據(jù)人機工程學(xué)要求提供了我過成人人體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中，立姿人體尺寸數(shù)據(jù)包括立姿身高、立姿眼高、立姿肩高、肘高、撓骨點高、中指指尖高、手功能高、中指指尖舉高、雙臂功能上舉高、肩寬、最大肩寬、上肢長、全臂長、兩臂展開寬、兩臂功能展開款等等相關(guān)的尺寸數(shù)據(jù)。這些人體數(shù)據(jù)為操縱機構(gòu)的合理設(shè)計提供了有力支 持，操縱機構(gòu)的高度設(shè)計，作業(yè)空間的最大范圍、正常范圍、最佳范圍的確定以及各種控制器、控制臺、操作平臺的設(shè)計都應(yīng)以人體尺寸數(shù)據(jù)為依據(jù)，力求操作者操作方便、安全、舒適。 人的視野范圍和視距范圍對操縱機構(gòu)設(shè)計的影響 人的視野是指眼球不轉(zhuǎn)動的情況下能看見的空間范圍，單眼對于黑背影上的白色對象的平均視野范圍為：從眼球中心向外側(cè) 90 90、向內(nèi)側(cè) 6062、向下 65 78、向上 55 60；雙眼在水平方向上大約增加到120。人的視野范圍對于顏色的視野比比黑影下對白色對象的視野小，尤其 對綠色感受的視野范圍最小。為此，在操縱機構(gòu)的布置和色彩的設(shè)計方面，應(yīng)按人的視野范圍合理安排，以求達到好的視覺效果。 視距范圍是指人的眼睛視察操縱器的正常范圍，一般選取 560大視距為 760小視距為 380右。另外，眼睛在水平方向上的運動速度比垂直方向上快、且不易疲勞。根據(jù)上述視野特性，在設(shè)計操縱買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 31 機構(gòu)與控制面板時，應(yīng)充分考慮操作者的視野范圍和視距范圍，將常用的指示器置于眼高偏下 30左右，并以此為中心左右分別偏離 30的范圍最佳。 人體操縱力的選擇 在操縱機構(gòu) 設(shè)計中，必須考慮人體用力的限制，而操縱力的大小取決于人體的姿勢，著力部位以及力的作用方向。 （ 1） 手的操縱力。 坐姿時，手操縱的一般規(guī)律為右手力量大于左手，手臂處于側(cè)面下方時，推、拉力都較弱，但其向上、向下的力較大。拉力略大于推力，向下的力略大于向上的力。向內(nèi)的力大于向外的力。 （ 2） 腳的操縱力。 在作業(yè)中，操作者用腳操縱的場合也很多的，腳產(chǎn)生的操縱力大小與下肢的位置。姿勢和方向有關(guān)，下肢伸直時腳產(chǎn)生的力大于下肢彎曲時腳產(chǎn)生的力；坐背有靠背支持時腳可產(chǎn)生最大的力。立姿時腳的用力比坐姿大，一般坐姿時右腳最大蹬力平 均可達 2568N，左腳可達 2362N。據(jù)測定，膝部伸展角度在 130 150或者 160 180之間時腳的蹬力最大，一般情況下右腳的操縱力大于左腳的操縱力，男同志的腳力大于女同志的腳力。根據(jù)上述人體肢力的特點，在設(shè)計操縱機構(gòu)時應(yīng)充分考慮操作者工作時的體位，采用適當?shù)脑隽C構(gòu)，將操縱機構(gòu)的原始力調(diào)整到人體最適宜的用力范圍之內(nèi)，避免因操作困難使操作者過度疲勞，影響工作情緒。 總而言之，應(yīng)用人機工程學(xué)原理進行操作機構(gòu)的設(shè)計有利于最大限度地改善人機關(guān)系，使人與機器達到最佳匹配，對于提高勞動生產(chǎn)效率，改善勞動者 的勞動條件，減輕操作者的勞動強度，為操作者提供方便。安全。舒適的工作環(huán)境是非常有益的，而且也能取得良好的效果。由此可見，也只有根據(jù)人機工程學(xué)原理設(shè)計的產(chǎn)品，才能給人們帶來舒適的感覺，最總才能被消費者接受。 設(shè)計的計算及校核 操縱桿長度 因為設(shè)計的是船式拖拉機換擋操縱機構(gòu)，通過對市場產(chǎn)品的調(diào)查，接合本次設(shè)計的需要，選取操縱桿長度為 350 操縱桿運動范圍 據(jù)有關(guān)實驗研究資料所確定的各種手控操縱器與人體尺度有關(guān)的尺寸參數(shù)，操縱桿的前后最大運動范圍為： 45 ，左右最大運動范圍為： 90 。參照市場現(xiàn)有產(chǎn)品，接合本次設(shè)計的需要，選取： 操縱桿前后運動范圍為： 20 ；左右運動范圍為： 15 。 具體參數(shù)的計算校核及相關(guān)機構(gòu)的確定 換 擋所需要力矩和操縱力 通過參考湘江 、湖北 等機耕船的參數(shù)，以及現(xiàn)有資料和文獻，本次設(shè)計選?。簱Q擋力矩： 15N m; 人的操縱力一般不會超過 150N，根據(jù)國家標準的要求，此設(shè)計我們?nèi)ゲ倏v力為： 66N 操縱桿支點的確定 在完成換擋任務(wù)時，操縱桿與撥叉之間的運動關(guān)系，且易于計算，所以選擇通過換擋計算手柄支點，而不是通過選檔來計算。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 32 圖 知：操縱力為： 66N；所需力矩為 66N*M，如圖 有： 1510 066 3 ）（ y 了設(shè)計方便和制造，這里取 y=123 操縱桿直徑的確定： （ 1） 考慮到制造成本，參考現(xiàn)有相關(guān)零件的材料，我們這里選 A 級 作為其制造材料。 是應(yīng)用最廣泛的一種碳素結(jié)構(gòu)鋼。 （ 2） 經(jīng)比較，機耕船換擋桿一般在 16下，所以 的屈服極限選為s =235b =140了確保其使用時的可靠性，需選擇安全系數(shù) n,考慮到操縱桿的實際工作情況，這里選 n=3。 bn 3140b n =文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 33 所以材料需滿足剪切強度條件，即 所以 ， 4A ， 所以 即操縱桿的直徑只要： d 9參考同類產(chǎn)品的尺寸，同時為了制造方便，此設(shè)計 d=13 （ 3）操縱桿剛度校核 在實際工程中，某些構(gòu)件在工作中不僅需要滿足剛度條件，以防止構(gòu)件破壞，還要求其有足夠的剛度，以限制構(gòu)件的變形。 由于設(shè)計去的最大操縱力為： 66N，又根據(jù)圖 示，危險界面在節(jié)點處。所以 l=227F=66N。 操縱桿的慣性矩： 49434z 013(6464d 操縱桿的最大撓度在節(jié)點處，其值為： 03 102 2 7293f 499 333 ）（鋼的彈性模量 10210 ） 一般軸的許用撓度 f =（90012001） l ff 操縱桿滿足剛度要求。 撥叉軸的設(shè)計及計算 根據(jù)現(xiàn)有的現(xiàn)實數(shù)據(jù)以及相關(guān)資料的查詢，本次設(shè)計撥叉軸的長度取為270徑取 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 34 由于本次設(shè)計只有 3個前進檔， 1個倒退檔。為了防止自動脫擋和同時掛上 2個以及 2個一上的檔位，還必須設(shè)計互鎖機構(gòu)。同時為了防止齒輪間的干涉現(xiàn)象，還因設(shè)計聯(lián)鎖機構(gòu)，綜合這幾種考慮， 槽間的間距的應(yīng)根據(jù)傳動齒輪間的間距 來綜合設(shè)計，由于本次設(shè)計的變速箱中的傳動齒輪與滑移齒輪間的間距為 54根據(jù)檔位的設(shè)計，確定了滑移齒輪的滑移距離為 27以撥叉軸的基本尺寸設(shè)計就為該圖。 鎖定機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 該機構(gòu)的功用是保證滑移齒輪或接合套齒圈工作時處于全齒嚙合，不工作時徹底脫開，并在工作中不產(chǎn)生自動掛擋或者脫擋現(xiàn)象。 鎖定機構(gòu)通常用彈簧壓緊的鋼球或者錐銷作為鎖定機構(gòu)，以保證全齒嚙合，并防止自行掛擋或者脫擋。鋼球的鎖定作用大，磨損比錐銷小。 鎖定彈簧壓緊力的越大，越能防止自行脫擋，但操縱則越費力。鎖定彈簧的參數(shù) 為：壓緊力 716 公斤；剛度 M=1114 公斤 /毫米；鋼球直徑 d=0 毫米；工作圈數(shù) n=1113。本次設(shè)計鋼球直徑取 9 （ 1）結(jié)構(gòu)：多數(shù)變速器的自鎖裝置由鋼球與彈簧組成（圖 由錐銷與彈簧組成（圖 （ 2）工作：自鎖鋼球被自鎖彈簧壓入撥叉軸的相應(yīng)凹槽內(nèi)，起到鎖止檔位的作用，防止自動換擋和自動脫擋。換擋時，駕駛員施加于撥叉軸上的軸向力克服彈簧與鋼球的自鎖力時，鋼球便克服彈簧的預(yù)壓力而升起，撥叉軸移動，當鋼球與另一個凹槽處正對時，鋼球又被壓力凹槽內(nèi)，此動作傳到操 縱桿上，使駕駛員具有“手感”。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 35 圖 鎖定機構(gòu) 圖 鎖定機構(gòu) 綜上所訴，此設(shè)計我們選用彈簧壓緊的鋼球作為自鎖機構(gòu)。 互鎖機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 36 該機構(gòu)的功用是防止變速桿同時撥動兩根撥叉軸及撥叉，即防止同時掛上兩個檔位，造成齒輪傳動間的干涉，導(dǎo)致變速器無法工作甚至嚴 重損壞。 目前，在有的拖拉機上采用單一的鎖銷式互鎖機構(gòu)，其工作原理與鋼球互鎖式一樣。還有采用了框板式互鎖裝置，根據(jù)變速器檔位的多少及合理地換擋操縱規(guī)律，導(dǎo)向框板是一塊具有特定形狀的導(dǎo)向槽限位板，每條導(dǎo)向槽對準一根撥叉軸。由于變速桿下部只能在導(dǎo)向槽中移動，從而保證了不會同時撥動兩根撥叉軸，也就不會同時掛上兩個檔位。 如圖 示，互鎖裝置由互鎖球 4 和互鎖球 5 組成。每根撥叉軸相對于自鎖凹槽的側(cè)表面均有一個深度相等的凹槽，當任何一個撥叉軸處于空檔位置時，該凹槽正好對準互鎖鋼球。兩個鋼球直徑之和正好等 于相鄰兩撥叉軸間距加上一個凹槽的深度。中間的撥叉軸上兩側(cè)凹槽以空貫通，該孔內(nèi)放置一根可左右移動的互動銷，其長度為撥叉軸直徑減去一個凹槽的深度。 如圖 示，當變速器處于在空檔位置時，所有撥叉軸的側(cè)向凹槽與互鎖鋼球、互鎖銷位于同一直線上。 （ a） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 37 ( b ) ( c ) 圖 互鎖裝置工作示意圖 當移動中間撥叉軸時【圖 a）】 ,軸 3 兩側(cè)的內(nèi)鋼球從其側(cè)面凹槽中被擠出，從而外鋼球 2 和 4 分別嵌入撥叉軸 1 和 5 的側(cè)面凹槽中，因而將軸 1和 5 鎖定在空檔位置。若要移動撥叉軸 5，應(yīng)先將撥叉軸 3 退回到空檔位置【圖 b）】，于是在移動撥叉軸 5 時，鋼球 4 便從軸 5 的凹槽中擠出，同時通過互鎖銷 6 和其他鋼球?qū)懿孑S 3 和 1 鎖定在各自的空檔位置。同理。當買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 38 移動撥叉軸 1 時，撥叉軸 3 和 5 被鎖定在空檔位置【圖 c）】。由此 可見，駕駛員用變速桿移動某一撥叉軸掛擋時，互鎖裝置便自動將其他所有的撥叉軸鎖定在空檔位置，從而保證只能掛上一個檔位。 目前，在有的拖拉機上采用了單一的互銷式互鎖裝置，其工作原理與上述鋼球互鎖式一樣。 聯(lián)鎖機構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計 為了避免在分離主離合器的情況下強行換擋造成齒輪沖擊損壞，在有的機耕船上采用了聯(lián)鎖機構(gòu)。它使撥叉軸與離合器操作機構(gòu)聯(lián)鎖，只有在離合器徹底分離時撥叉軸才能移動；同時還能防止自行脫擋。 圖 鎖機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖的工作原理：當離合器踏板踩