352履帶拖拉機－滑動齒輪變速箱設計說明書

1 摘要 履帶式拖拉機行駛速度很低，每次切斷動力換擋都會導致拖拉機停車。所以變速器采用直齒滑動齒輪換擋，成本低廉，工作可靠，維修方便。由于拖拉機工作環(huán)境變化較大，要求其變速器傳動比范圍也較大，可采用兩對齒輪相嚙合的三軸式變速器，有利于擴大傳動比。同時，拖拉機要求有動力輸出裝置，可采用中間軸上置兼做動力輸出軸，輸入軸和輸出軸下置。這樣可以省去一根軸，在輸入軸常嚙合齒輪下側布置一常嚙合齒輪用作濺油齒輪。在拖拉機停車工作時濺油潤滑。操縱機構采用傳統的手動直接換擋，省去長距離換擋機構。換擋齒輪布置在上方的中間軸上，有 利于縮短換擋拔長度，同時在換擋滑軌上設置自鎖、互鎖裝置，以避免變速器工作時脫擋和同時掛上兩個擋等操縱失誤。一擋、二擋及倒擋扭矩較大，布置在兩端靠近支承點處。一擋、倒擋共用一個滑動齒輪。換擋滑動齒輪做成雙聯齒輪有利于換擋。該變速器所有齒輪均采用模數為 4 的標準直齒齒輪，有利于生產制造。齒輪與軸聯接均采用花鍵聯接，由于不受軸向力，采用成本低廉的深溝球軸承。輸出軸受到主減速器小錐齒輪軸向力影響采用一對圓錐滾子軸承支承。該變速器大量采用傳統成熟技術，成本低廉，工作可靠同時又能滿足設計要求。 關鍵詞： 履帶式，拖拉機 ，變速器，滑動直齒 2 ABSTRACT The track type tractor driving very low, and cutting off the motive to change to block and will cause tractor parking each time.So the transmission sadoption glide the wheel gear changes to block, the cost is cheap, work dependable, maintain the convenience.Because the tractor work environment variety compare greatly, request it the spreads to move to compare the scope to also compare greatly, can adopt two rightnesses of wheel gears to spread dynamic three stalk type transmission, be advantageous to extension to spread to move the ratio.At the same time, the tractor requests the power output device, can adopt in the center the stalk places and does the power output stalk up, inputting the stalk and outputting the stalk descend place.Can go to a stalk with the province thus, the side arranges a wheel gear to used to splash the oil wheel gear while input the stalk.At the tractor parking the work splash the oil lubrication.Manipulate the traditional hand of the organization adoption moves to change to block directly, the province goes to the long pull to change to block the organization.Change to block the wheel gear to arrange at above of middle stalk up, be advantageous to shorten to change to block to pull out the length, the constitution locks the device from the lock and with each other in changing to block the slippery track at the same time, taking off to block while toing avoid the transmission work and pin up at the same time two block etc. to manipulate the error.While block, two block and pour to block to is compare by dint greatly, arrange to close to pay to accept some place in the both ends.Block while block, pouring total use a glide wheel gear.Change to block to glide the wheel gear to make into a pair of wheel gearses to be advantageous to change to block.All wheel gears of that transmission all adopt the standard wheel gear that mold counts to 4, being advantageous to producing the manufacturing.The wheel gear and the stalk conjunctions all adopt the slippery key conjunction, because of be free from the stalk toward dint, adoption deep ditch ball bearings that cost is cheap.Output the stalk under the influence of lord decelerate the machine denticle axle toward dint 3 adopt a rightness of roll the sub- bearings to pay to accept.Traditional mature technique of a great deal of adoption of that transmission, the cost is cheap, work credibility at the same time again satisfy the design request. KEYWORD: The track type, tractor, transmission, the glide wheel gear 4 目 錄 第一章 前言 .1 第二章 傳動系概述 .2 2.1 傳動系方案 .2 2.2 變速器概述 .3 第三章 變速器傳動機構布置方案 .4 3.1 傳動 機構布置方案分析 .4 3.2 倒擋的布置方案 .5 第四章 變速器主要參數的確定 .6 4.1 齒輪形式 .6 4.2 換擋機構形式 .6 4.3 變速器軸承 .7 4.4 具體參數確定 .8 第五章 變速器校核 .12 5.1 齒輪校核 .12 5.2 軸的校核 .15 第六章 結論 .21 致謝 .22 參考文獻 .23 5 第一章 前言 拖拉機作為一種重要的農用工具，在農業(yè)的發(fā)展中扮演者重要的角色，它已經成為農業(yè)發(fā)展不可缺少的支撐力量，包括拖拉機在內的汽車工業(yè)發(fā)展成為一個國家科學技術發(fā)展的在標志之一。 按照獲得牽引力及自身推進的方法，拖拉機可分為： 1、 輪式拖拉機 2、履帶式拖拉機 輪式拖拉機： 輪式拖拉機是主要的拖拉機類型，特別是在農用方面。現在制造的輪式拖拉機有三輪和四輪的。通常的配置是兩個后驅動論及一個或兩個前導向輪。 履帶式拖拉機：履帶式拖拉機的牽引機構實質上由兩條稱為履帶的重型封閉金屬鏈條裝置構成。 按用途分可分為通用型和萬能型，通用型輪式拖拉機最常用，它僅用于來完成一般的拖拉機作業(yè)，包括田間作業(yè)和皮帶作業(yè)，例如耕地、耙地、平路、聯合收獲、飼料粉碎等等。 拖拉機通常由發(fā)動機，底盤、車身組成。 1、發(fā)動機 發(fā)動機的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動力。大多數拖拉機都采用往復式活塞內燃機，它一 般是由機體、配氣機構、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系、起動系等部分組成。 2、 底盤 底盤接受發(fā)動機的動力，使拖拉機產生運動，并保證拖拉機駕駛員的操縱正常行駛。其中變速箱是最主要的組成部分之一。 3、車身 車身是駕駛員的工作場所，也是載貨的場所，車身應為駕駛員提供方便的操作場所，典型的拖拉機包括前板制件、駕駛室、等部件。 我這次畢業(yè)設計的題目是 35 馬力履帶式拖拉機的變速箱部分，我主要參考了東方紅 75 拖拉機，并在此基礎上進行了調整和改進。 6 第二章 傳動系概述 2.1 傳動系方案 傳動系使 拖拉機底盤的重要組成部分。它的具體任務是：增扭減速、變扭變速、切斷動力和平順接合動力、改變動力旋轉方向、改變動力旋轉平面等。拖拉機的傳動系由機械式和液壓式兩大類，目前普遍采用機械式傳動系。 輪式拖拉機的傳動系組成，它包括離合器、變速箱、中央傳動、最終傳動四個部分。通常將中央傳動、最終傳動和位于同一殼體內的差速器合稱為后橋。離合器接合時，發(fā)動機動力便從離合器經變速箱的掛檔齒輪副傳給中央傳動，然后由中央傳動大錐齒輪將動力經差速器分配給兩邊的最終傳動，最后傳給驅動輪。離合器分離時，動力就切斷。 履 帶拖拉機的傳動系組成，其傳動線路與輪式拖拉機基本相同。主要差別在于后橋中沒有差速器，而在中央傳動與最終傳動之間裝有左、右兩個轉向機構。如圖 2-1 所示 。 圖 2-1 傳動系簡圖 根據傳動系的功用、生產和使用等方面的情況，對它提出下列基本要求： 1. 零件要有足夠的強度和剛度； 7 2. 零件工作表面要有足夠的耐磨性，需要潤滑的表面要保證良好潤滑； 3. 要有較高的傳動效率，盡可能減小傳動損失； 4. 結構盡可能簡單，操作、裝拆和維修要方便。 2.2 變速器概述 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，目的是在原地起步，爬坡，轉 彎，加速等各種行駛工況下，使車輛獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機再最有利工況范圍內工作。變速器設有空擋和倒擋。需要時變速器還有動力輸出功能。 變速器由變速傳動機構和操縱機構組成。 對變速器如下基本要求 . 1）保證車輛有必要的動力性和經濟性。 2）設置空擋，用來切斷發(fā)動機動力向驅動輪的傳輸。 3）設置倒檔，使汽車能倒退行駛。 4）設置動力輸出裝置，需要時能進行功率輸出。 5）換擋迅速，省力，方便。 6）工作可靠。車輛行駛過程中，變速器不得有跳擋，亂擋 以及換擋沖擊等現象發(fā)生。 7）變速器應當有高的工作效率。 8）變速器的工作噪聲低。 除此以外，變速器還應當滿足輪廓尺寸和質量小，制造成本低，維修方便等要求。 滿足車輛有必要的動力性和經濟性指標，這與變速器的檔數，傳動比范圍和各擋傳動比有關。車輛工作的道路條件越復雜，比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。 在原變速傳動機構基礎上，再附加一個副箱體，這就在結構變化不大的基礎上，達到增加變速器擋數的目的。近年來，變速器操縱機構有向自動操縱方向發(fā)展的趨勢。 8 第三章 變速器傳動機構布置方案 機械式變速器因具有結構簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，故在不同形式的車輛上得到廣泛應用 3.1 傳動機構布置方案分析 中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅動汽車和發(fā)動機后置后輪驅動的客車上。變速器第一軸的前端經軸承支承在發(fā)動機飛輪上，第一軸上的花鍵用來裝設離合器的從動盤，而第二軸的末端花鍵與萬向節(jié)連接。根據本次設計的要求我選擇了中間軸式傳動機構布置方案。圖 3-1 中間軸 式五擋變速器傳動方案 圖 3-1 所示為中間軸式五擋變速器傳動方示例。圖 3-1a 所示方案中 ， 9 除一、倒擋用直齒滑動齒輪換檔外，其余各擋為常嚙合齒輪傳動。圖 31b、 c、 d 所示方案的各前進擋，均采用常嚙合齒輪傳動。根據本次設計的要求，由于拖拉機要求有動力輸出裝置，故中間軸布置在上方，同時做為動力輸出軸使用，這樣可以省下一根軸。輸入軸和輸出軸設在下方。根據設計要求采用直齒滑動齒輪換擋，滑動齒輪設在上方的中間軸上，這樣可以縮短撥叉的長度，有利于換擋。同時在輸入軸常嚙合齒輪下方設一濺油常嚙合齒輪，用于濺油潤滑。 3.2 倒擋的布置方案 因為變速器在一擋和倒擋傳動比大，工作時在齒輪上作用的力也增大，并導致 變速器產生較大的撓度和轉角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現出齒輪摩擦加快和工作噪聲增加。所以，無論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒擋，都應當布置在靠近軸的支承處，然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒擋的傳動比雖然于一擋的傳動比接近，但因為使用倒擋的時間非常短，從這點出發(fā)本次設計方案把 一擋布置在靠近軸的支撐處，然后再布置倒擋。 倒擋設置在變速器的左側或右側，在結構上均能實現，不同之處是掛倒擋時駕駛員移動變速桿的方向改變了。為防止意外掛入 倒擋，一般在掛倒擋時設有一個掛倒擋時需克服彈簧所產生的力，用來提醒駕駛員注意。綜合考慮這些情況本設計采用的方案如圖 3 2 所示。 10 圖 3 2 變速箱結構簡圖 第四章 變速器主要參數的確定 4.1 齒輪形式 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長，工作時噪聲低等優(yōu)點；缺點是制造時稍復雜，工作時有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪有時采用 斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會使常嚙合齒輪數增加，并導致變速器的轉動慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。本次設計全部采用直齒齒輪，以滿足設計要求。 4.2 換檔機構形式 變速器換擋機構有直齒滑動齒輪，嚙合套和同步器換擋三種形式。車輛行駛時各擋齒輪有不同的角速度，因此用軸向滑動直齒齒輪的方式換擋，會在輪齒端面產生沖擊，并伴隨有噪聲。這使齒輪端部磨損加劇并過早損壞，同時使駕駛員精神緊張，而換擋產生的噪聲又使乘坐舒適性降低。只 11 有駕駛員用熟練的操作技術（如兩腳離合器），時齒輪換擋時無沖擊，才能克服上述缺點。但 是該瞬間駕駛員注意力被分散，會影響行駛安全性。因此，盡管這種換擋方式結構簡單，但除一擋，倒擋外已很少使用，但出于成本考慮，拖拉機上應用較多。 由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)，所以可用移動嚙合套換擋。這時，因同時承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數多。而輪齒又不參與換擋，它們都不會過早損壞，但不能消除換擋沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術。此外，因增設了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉部分的總慣性矩增大。 因此，目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車變速器上應用。采用嚙合套換擋， 與同步器換擋比較有結構簡單、制造容易、能夠降低制造成本及及減小變速器長度等優(yōu)點。 使用同步器能保證迅速、沖擊、噪聲換擋，而與操作技術熟練程度無關，從而提高了汽車的加速性、油經濟性和行駛安全性。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有結構復雜、制造曾成本要求高、向尺寸大等缺點，但仍然等到廣泛應用。本次設計全部使用直齒滑動齒輪換擋。 使用同步器或嚙合套換擋，其換擋行程要比滑動齒輪換擋行程小。在滑動齒輪特別寬的情況下，這種差別就更為明顯。為了操縱方便，換入不同擋位的變速桿行程要求盡可能一樣，利用同步器或嚙合套換擋 ，就能很容易實現這一點。 自動脫檔是變速器的主要故障之一。為解決這個問題，除工藝上采取措施外，目前在結構上采取措施比較有效的方案有以下幾種： 圖 4-1 方案一 圖 4-2 方案二 圖 4-3 方案三 1）將兩接合齒的嚙合位置錯開，見圖 4-1。這樣在嚙合時，使接合齒 12 端部超過被接合齒約 1 3mm。 接觸部分擠壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，用來阻止接合齒自動脫檔。 2）將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。ㄇ邢?0.3 0.6mm ） ，這樣，換擋后嚙合套的后端面被后 齒圈的前端面頂住，從而減少自動脫檔，見圖4-2。 3）將接合齒的工作面加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜 2 3），使接合齒面產生阻止自動脫檔的軸向力，見圖 4-3。這種方案比較有效，應用較多。 4.3 變速器軸承 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承，球軸承，滾針軸承，圓錐滾子軸承，滑動軸套等。至于何處應當采用何種軸承，是受結構限制并隨所承受的載荷特點不同而不同。 汽車變速器結構緊湊，尺寸小，采用尺寸大些的軸承結構受限制，常在布置上有困難。如變速器的輸出軸前端支承在輸入軸常嚙合齒輪的內腔中，由于本次設計空間不足 則采用滾針軸承。變速器輸入軸前端支承在飛輪的內腔里，因有足夠大的空間常采用球軸承來承受向力。作用在輸入軸常嚙合齒輪上的軸向力，經輸入軸后部軸承傳給變速器殼體，此處常用軸承外圈有擋圈的球軸承。輸出軸后端常采用圓錐軸承，以承受軸向力和徑向力。中間軸上齒輪工作時不產生軸向力，原則上由前或后軸承來承受都可以；但當在殼體前端面布置軸承蓋有困難的時候，必須由后端軸承承受軸向力，前端采用深溝球軸承來承受徑向力，而后端采用外圈有擋圈的球軸承或圓柱滾子軸承。 圓錐滾子軸承因有直徑小、寬度較寬，因而容量大，可承受高負荷和通過對 軸承預緊能消除軸向間隙及軸向竄動等優(yōu)點。 變速器輸入軸，輸出軸的后部軸承以及中間軸前，后軸承，按直徑系列一般選用中系列軸承。軸承的直徑根據變速器中心距確定，并要保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于 6 20mm。 滾針軸承，滑動軸套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對運動的地方。滾針軸承有滾動摩擦損失小，傳動效率高，徑向配合間 13 隙小，定位及運轉精度高，有利于齒輪嚙合等優(yōu)點?；瑒虞S套的徑向配合間隙大，易磨損，間隙增大后影響齒輪的定位和運轉精度并使工作噪聲增加?；瑒虞S套的優(yōu)點是制造容易，成本低。本次設計全 部采用滾針軸承。 4.4 具體參數確定 根據設計任務書，擋數可確定為 5 前進擋， 1 倒擋。根據總傳動比變速器確定一擋傳動比為 i1 6.741， i5 1.333。 按等比級數分配 q 4 6.7411.333 1.5 計算各擋傳動比： i1=6.741 i2=4.494 i3=2.996 i4=1.995 i5=1.333 iR=6.741 齒輪選用直齒圓柱齒輪，模數 m 4。 齒寬系數 kc=6,齒寬 b mkc=4 6=24mm. 各擋齒數分配 根據圖 2 2 所示： 1 擋：初定齒輪 1 齒數為 19，齒輪 2 為 49。 中心距 A (19 49)2m =136mm. i常 4919 2.579 齒輪 11、 12 傳動比為 6.7412.579 2.614 14 所以齒輪 11 齒數 683.614 18.816；取 19，則齒輪 12 齒數為 49。 i1 49 4919 19 6.651 2 擋： i3、 4 4.4942.579=1.743 所以齒輪 3 齒數 682.743 24.790 取 25 則齒輪 4 齒數為 43 i2 49 4319 25 4.436 3 擋： i5、 6 2.9962.579 1.162 齒輪 6齒數為 682.162 31.452 取 31。 則齒輪 5 齒數為 37。 i3 49 3719 31 3.078 4擋： i7、 8 1.99952.579 0.775 齒輪 7齒數為 681.775 38.309 取 39。 則齒輪 8 齒數為 29。 i4 49 2919 39 1.918 5 擋： i9、 10 1.3332.579 0.517 齒輪 10齒數 681.517 44.825 取 45 則齒輪 9 齒數為 23 15 i5 49 2319 45 1.318 R 擋： 確定齒輪 13、 14齒數為 19 iR 49 49 1919 19 19 6.651 濺油齒輪 15 取齒數 19，僅用于濺油潤滑。 各擋齒數確定后實際傳動比如下： i1=6.651 i2=4.436 i3=3.078 i4=1.918 i5=1.318 iR=6.651 變速器各齒輪參數如表 4-1 所示。 表 4-1 各齒輪參數 模數 齒數 分度圓直徑 壓力角 變位系數 齒寬 1 4 19 76 20 0 24 2 4 49 196 20 0 24 3 4 25 100 20 0 24 4 4 43 172 20 0 24 5 4 37 148 20 0 24 6 4 31 124 20 0 24 7 4 39 156 20 0 24 8 4 29 116 20 0 24 9 4 23 92 20 0 24 10 4 45 180 20 0 24 11 4 19 76 20 0 24 參 數 齒 輪 16 12 4 49 196 20 0 24 13 4 19 76 20 0 24 14 4 19 76 20 0 24 15 4 19 76 20 0 24 第 五章 變速器校核 5.1 齒輪校核 常嚙合齒輪 1、 2 校核： 齒輪 1：查 汽車設計 p17圖 3 19 y 0.124 彎曲應力 132 gfcT K Km zK y 32 1 2 3 1 8 2 1 . 6 5 1 . 13 . 1 4 4 1 9 6 0 . 1 2 4 157.4MPa 850MPa 所以滿足要求 。 齒輪 2：彎曲應力 17 2 32 gfcT K Km zK y 32 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 0 . 93 . 1 4 4 4 9 6 0 . 1 5 5 103MPa 850MPa 所以滿足要求 。 接觸應力： j1、 2 110 . 4 1 8 ( )zbFEb 2 1 10 . 4 1 8 ( )c o s s i n s i ngzbTEd b r r 42 1 2 3 1 8 2 2 0 1 0 1 10 . 4 1 8 ( )7 6 2 4 c o s 2 0 9 8 s i n 2 03 8 s i n 2 0 。 。 732.99MPa 1400MPa 所以滿足要求 。 齒輪 3、 4 校核： 齒輪 3：彎曲應力： 3 32 gfcT K Km zK y 32 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 1 . 6 5 1 . 13 . 1 4 4 2 5 6 0 . 1 3 5 283.381MPa 850MPa 所以滿足要求 。 齒輪 4：彎曲應力： 4 32 gfcT K Km zK y 32 1 2 3 1 8 2 4 . 4 3 6 1 . 6 5 0 . 93 . 1 4 4 4 3 6 0 . 4 5 208.678MPa 850MPa 所以滿足要求 。 接觸應力： 18 j3、 4 110 . 4 1 8 ( )zbFEb 2 1 10 . 4 1 8 ( )c o s s i n s i ngzbTEd b r r 42 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 2 0 1 0 1 10 . 4 1 8 ( )1 0 0 2 4 c o s 2 0 5 0 s i n 2 0 8 6 s i n 2 0 。 。 。 951.546MPa 1400MPa 所以齒輪 3、 4 滿足要求。 齒輪 5、 6： 齒輪 5：彎曲應力： 5 32 gfcT K Km zK y 32 1 2 3 1 8 2 3 . 0 8 7 1 . 6 5 0 . 93 . 1 4 4 3 7 6 0 . 1 4 7 171.709MPa 850MPa 所以滿足要求 。 齒輪 6：彎曲應力： 6 32 gfcT K Km zK y 32 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 1 . 6 5 1 . 13 . 1 4 4 3 1 6 0 . 1 4 1 218.808MPa 850MPa 所以滿足要求 。 接觸應力： j5、 6 110 . 4 1 8 ( )zbFEb 2 1 10 . 4 1 8 ( )c o s s i n s i ngzbTEd b r r 42 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 2 0 1 0 1 10 . 4 1 8 ( )1 2 4 2 4 c o s 2 0 6 2 s i n 2 0 7 4 s i n 2 0 。 。 。=830.969MPa 1400MPa 19 所以齒輪 5、 6 滿足要求。 齒輪 7、 8：彎曲應力： 7 = 32 gfcT K Km zK y =32 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 1 . 6 5 1 . 13 . 1 4 4 3 9 6 0 . 1 4 9 =164.586 aMP 850 aMP 8 =32 gfcT K Km zK y =32 1 2 3 1 8 2 1 . 9 1 8 1 . 6 5 0 . 93 . 1 4 4 2 9 6 0 . 1 4 1 =146.998 aMP 850 aMP 接觸應力： 78j、 = 110 . 4 1 8 ( )zbFEb = 2 1 10 . 4 1 8 ( )c o s s i n s i ngzbTEd b r r =42 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 2 0 1 0 1 10 . 4 1 8 ( )1 5 6 2 4 c o s 2 0 7 8 s i n 2 0 5 8 s i n 2 0 。 。 。=740.855 aMP 1400 aMP 齒輪 7、 8 滿足要求。 齒 輪 9、 10：彎曲應力： 9 =32 gfcT K Km zK y =32 1 2 3 1 8 2 1 . 3 1 8 1 . 6 5 0 . 93 . 1 4 4 2 3 6 0 . 1 3 2 =131.721 aMP 850 aMP 10 =32 gfcT K Km zK y =32 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 1 . 6 5 1 . 13 . 1 4 4 4 5 6 0 . 1 5 2 20 =139.826 aMP 850 aMP 接觸應力： 910j 、 = 110 . 4 1 8 ( )zbFEb = 2 1 10 . 4 1 8 ( )c o s s i n s i ngzbTEd b r r =42 1 2 3 1 8 2 2 . 5 7 9 2 0 1 0 1 10 . 4 1 8 ( )1 8 0 2 4 c o s 2 0 9 0 s i n 2 0 4 6 s i n 2 0 。 。 。=724.495 aMP 1400 aMP 齒輪 9、 10 滿足要求。 5.2 軸的校核 第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點近，負荷又小，通常撓度不大，故可以不必計算。如圖 5 1 所示 。 圖 5 1 軸受力簡圖 軸在垂直面內撓度： 2 2 2 212 t a n 2 0 = t a n 2 033 sc F a b F a b fE I L E I Lf 。 。 21 軸在水平面內撓度 2223c F a bEILf 轉角11 41( ) 1 2 8 ( ) t a n 2 033F a b b a T a b b aE I L d E d L 。 圓周力1 212tTFFd 徑向力1 1212t a n t a n 2 0 t a n 2 0rtTF F F Fd 。 。 1T：小齒輪傳遞的轉矩。單位為 Nmm 1d：小齒輪的節(jié)圓直徑。單位 mm ：嚙合角，標準齒輪 20。 所以： 2 2 2 21144112 6 4 t a n 1 2 8 t a n t a n 2 033csT a b T a bffd E L d d E L d 。2 2 2 211442 6 4 1 2 833s T a b T a bf d E L d d E L d1F：齒輪齒寬中間平面上的徑向力 N 2F：齒輪齒寬中間平面上的圓周力 N E：彈性模量aMP, 52 .1 1 0aE M PI:慣性矩 4mm ，對于實心軸 464dI d 為軸的直徑 mm,花鍵處按平均直徑計算。 a 、 b 為齒輪上的作用力距支座 A、 B 的距離 mm L 為支座間的距離 mm 軸的全撓度 22 0 . 2csf f f m m cf=0.05 0.10mm sf=0.10 0.15mm 0.002rad 一擋時： 中間軸剛度：1 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8T N m md =40mm 22 1 76d mma 360mm b 55mm L 415mm 221 411283sT a bfd E L d22541 2 8 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 3 6 0 5 53 7 6 2 . 1 1 0 4 1 5 3 . 1 4 4 0 0.0998sf tan 2 0csff 。=0.036cf 2 2 2 20 . 0 9 9 8 0 . 0 3 6 0 . 1 0 6 0 . 2csf f f m m 轉角：11 41( ) 1 2 8 ( ) t a n 2 033F a b b a T a b b aE I L d E d L 。 =541 2 8 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 3 6 0 5 5 ( 3 6 0 5 5 ) t a n 2 03 7 6 2 . 1 1 0 3 . 1 4 4 0 4 1 5 。 =0.000560.002rad 中間軸強度： 垂直面：112 tancTF d 2 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 t a n 2 076。 3042.85N c ACF b F LcAC FbF L 3042.85 55415 403.27N BcF 2639.58N 23 水平面：112sTF d 2 3 1 7 6 8 6 .3 7 876 8360.168N s AsFb F LsAs FbF L8 3 6 0 .1 6 8 5 5415 1107.97N 2 2 2c s nM M M T 2 2 2( 4 0 3 . 2 7 4 1 5 ) ( 1 1 0 7 . 9 2 4 1 5 ) 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 55 .8 3 1 0 N m m 332Md 533 2 5 .8 3 1 03 .1 4 4 0 92.83aMP =400aMP所以中間軸滿足要求。 輸出軸剛度：1 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8T N m m40d mm 1 196d mm315a mm 50b mm 365L mm 221411283sT a bfd E L d22541 2 8 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 3 1 5 5 03 1 9 6 2 . 1 1 0 3 6 5 3 . 1 4 4 0 24 0.0278sf t a n 2 0 0 . 0 0 9 8 c s cf f f 。 22csf f f 220 . 0 2 7 8 0 . 0 0 9 8 =0.0290.2mm 1 411 2 8 ( ) t a n 2 03T a b b ad E d L 。 541 2 8 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 3 1 5 5 0 ( 3 1 5 5 0 ) t a n 2 03 1 9 6 2 . 1 1 0 3 6 5 3 . 1 4 4 0 。 =0.000170.002rad 輸出軸強度：112 tancTF d 2 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 t a n 2 0196。 1179.88N 112sTF d 2 3 1 7 6 8 6 .3 7 8196 3241.69N 2 2 2c s nM M M T 2 2 2( 1 1 7 9 . 8 8 5 0 ) ( 3 2 4 1 . 6 9 5 0 ) 3 1 7 6 8 6 . 3 7 8 56 .0 5 9 1 0 N m m 332Md 533 2 6 .0 5 9 1 03 .1 4 4 0 96.48aMP =400aMP所以輸出軸滿足要求。 25 第六章 結 論 在本次設計中，我設計的是變速器。 變速器要有適當范圍的傳動比，以滿足不同使用工況。同時保證拖拉機的動力性和經濟性。齒輪要具有較高的支承剛度，以保證在全齒寬上較好的嚙合。另外動力輸出裝置也滿足要求。通過認真準確的計算，本次設計的變速器符合任務書的要求，滿足工作條件，同時達到強度要求。變速器有多種方案可供選擇，本次選用 傳統的三軸式變速器。在以后的設計和運用中將要廣泛的應用新技術新知識。 這次設計到現在基本是結束了，但是對于拖拉機傳動系統的認識還有待提高，由于過去的理論中缺乏這方面知識的培養(yǎng)，所以對于很多機構的原理認識不是很透徹，這就給設計本身帶來了困難，所以設計的變速器系統可能在某些方面有漏洞和不足，但是它是對我自身能力的一種鍛煉，從中得到理論知識以外的實踐經驗，覺得畢業(yè)設計收獲頗豐。 26 致謝 十幾周的畢業(yè)設計在緊張而忙碌的氣氛中很快就過去了，回想這一段時間的生活我頗有感慨。畢業(yè)設計 任務是相當艱巨的，我們在設計的過程中也付出了很大努力。 作為一個將要畢業(yè)的大學生，忙點累點沒關系。只要能將四年所學的知識應用于實際，我們也就知足了。細想一下我們就會發(fā)現，畢業(yè)設計是非常重要的，經過這樣一次練兵，我們會發(fā)現自己自身存在的許多不足之處以及相互合作在工作中的重要性。 在此我要特別提到我的指導老師陳鳳濤老師。陳老師在整個設計過程中，孜孜不倦地為我們答疑解惑，耐心地輔導我們，糾正我們設計中的錯誤。他對我們要求都很嚴格，這是我們畢業(yè)設計能夠順利完成的保證。他治學嚴謹的做風令我終身難忘。同 時我還感謝同組的同學，多謝他們的積 27 極配合。還要感謝那些給予我?guī)椭完P心的老師和同學。 設計結束了，但由于經驗不足，加之能力有限，設計中一定存在很多不足之處，懇請各位指導老師給予指正。 28 參考文獻 1 王望予 .汽車設計 .北京：機械工業(yè)出版社 ,2004.8 2 臧杰 ,閻巖 .汽車構造 . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2005.8 3 張文春 .汽車理論 .北京：機械工業(yè)出版社 ,2005.7 4 甘永立 .幾何量公差與檢測 .上海：上?？茖W技術出版社 ,2004.7 5 張龍勛 .機械制造 工藝學課程設計指導書及習題 .北京：機械工業(yè)出版 社 ,1999.11 6 王昆 ,何小柏 .機械設計課程設計 .北京：高等教育出版社 ,1996 7 吉林工業(yè)大學拖拉機考研室 .拖拉機構造 .北京：機械工業(yè)出版社 ,1972.10 8 蘇 李沃夫斯基 .拖拉機傳動裝置 .北京：中國農業(yè)機械出版社 , 1979.3 9 濮良貴 ,紀名剛 .機械設計 .北京：高等教育出版社 ,2001 10 孫桓 ,陳作模 .機械原理 .北京：高等教育出版社 ,2000.8 11 第一機械工業(yè)部機械研究院農業(yè)機械研究所 .農業(yè)機械設計手冊 . 北京：機械工業(yè)出版 ,1972.2 12 文九巴 .機械工程材料 .北京：機械工業(yè)出版社 ,2002.7 13 侯洪生 .機械工程圖學 .北京：科學出版社 ,2001 14 劉鴻義 .簡明材料力學 .北京：高等教育出版社 ,1997 15 徐清富 .國外汽車最新構造圖冊 .北京：機械工業(yè)出版社 ,1996 16 日 小田沛浩三 .汽車設計 .北京：機械工業(yè)出版社 ,1990 17 汽車工程手冊編輯委員會 .汽車工程手冊設計篇 .北京：人民交 通出版社 ,2001 18 汽車工程手冊編輯委員會 . 汽車工程手冊基礎篇 北京：人民 交通出版社 ,2001 19 徐灝 .機械設計手冊 .北京：機械工業(yè)出版社 , 1991 20美 Jack Erjavec 著 . 司利增等編譯 .汽車底盤及其診斷維修 .北京 電子工業(yè)出版社 , 2006 29 更快、更順暢的變速器 變速箱通常不得不在舒適性和效率之間做出選擇，但一種新型的 “犬牙嚙合式 ”（ dog engagement）變速箱可以同時改善這兩種性能 隨著排放法規(guī)的日趨嚴格，汽車制造商為降低排放的努力已不再局限于改善燃燒過程和后期處理。許多公司認為，現代發(fā)動機技術已經發(fā)展到這樣一個階段：與投入巨額開發(fā)成本相比，技術進步帶來的收 效卻很小。 因此為了改善排放 ,最重要的是要著眼于整車的性能。作為車上第二昂貴的部件，變速箱理所當然地成為第二步改善的目標。 所有變速箱技術中，手動變速箱的效率最高，輸出功率可達輸入功率的 96。但并不是所有人都能駕馭手動變速箱，也不是所有人都愿意用它。因為用手動變速箱需要踩離合器，這在交通繁忙的時候很不舒服。駕駛員容易疲勞。而由扭矩中斷導致的 “點頭 ”效應也會使乘客很難受。 由于駕駛員操縱離合器而產生的扭矩中斷是手動變速箱的主要缺點。在換檔加速時，每升高一檔，駕駛員都必須通過松開油門并 踩下離合器來使扭矩暫時中斷。完成整個過程大概只需一秒鐘，但在這段時間里車輛會暫時停止加速，速度也會降低。 與此截然相反的是傳統的自動變速箱。由于采用了變矩器，這種變速箱的換檔質量不錯但效率相對較差 即使最近有所改進。因此，最近進行了許多研究，試圖發(fā)現傳統自動變速箱的有效替代方案。 30 主要的技術仍是無級變速（ CVT）、雙離合器變速（ DCT）和手自一體（ AMT）變速器。它們在不同的方面優(yōu)于傳統的行星齒輪式自動變速器。 無級變速器采用帶鏈或錐盤滾輪來產生無限多種變速比。與傳統自動變速器相比 ，其效率和成本都有所改善。之所以有這些優(yōu)點，是因為它結構簡單。這種變速器的零部件很少，通常只有一根橡膠或金屬傳動帶、一個液壓作用的驅動帶輪、一個機械扭矩感應式驅動帶輪、一些微處理器和傳感器等。 這種變速器的工作原理是改變兩個帶輪表面之間的距離。帶輪上掛傳動帶的地方開了 V 形的槽。一側的帶輪沿軸向固定，另一側的帶輪可在液壓的作用下移動。 在驅動后，液壓缸可增加或減少帶輪兩側之間的距離。這樣會使傳動帶在帶輪側壁上的位置上下變動，變動的方式取決于駕駛情況。這樣會使變速比發(fā)生變化。錐盤滾輪型變速箱的工 作原理與此類似但用的是驅動盤和動力滾輪。 CVT 變速器 “無級 ”的特點對技術人員最有吸引力。因為沒有檔位， CVT可以使發(fā)動機保持在最佳的功率范圍內，這樣可以使效率提高并在相同的油耗下增加行駛里程。 CVT 可將發(fā)動機工作曲線上的每一點轉換為其本身工作曲線上相應的點。 這種變速器最受日本汽車制造商的青睞