拖拉機(jī)變速箱的發(fā)展及前景分析

1、    拖拉機(jī)變速箱的發(fā)展及前景分析    杜仁義摘要：變速箱是拖拉機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的重要組成部分，介紹拖拉機(jī)的發(fā)展過(guò)程和現(xiàn)階段的發(fā)展水平，有利于拖拉機(jī)變速箱的研發(fā)與進(jìn)步，分析拖拉機(jī)變速箱未來(lái)的發(fā)展方向，有利于看清科研前沿，掌握市場(chǎng)動(dòng)機(jī)，變速箱的發(fā)展也將使得拖拉機(jī)的操作和工作變得更加的簡(jiǎn)單和舒適。關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)；變速箱；發(fā)展過(guò)程；前景：s21903：adoi：10.14031/ki.njwx.2017.03.0320前言我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，近年來(lái)我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械水平發(fā)展迅速，拖拉機(jī)作為農(nóng)業(yè)機(jī)械中保有量最多的機(jī)械，其在農(nóng)業(yè)中的作用是不可取代的。本文主要分析農(nóng)用拖拉機(jī)的

2、傳動(dòng)系統(tǒng)中變速箱的重要地位。變速箱的很多零件在拖拉機(jī)的工作中起關(guān)鍵作用，它是拖拉機(jī)未來(lái)發(fā)展的重要部件，是拖拉機(jī)技術(shù)革新的重中之重，學(xué)習(xí)和掌握拖拉機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)階段研究水平以及分析未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，有利于我國(guó)的拖拉機(jī)技術(shù)向現(xiàn)代化高技術(shù)發(fā)展，有利于提高我國(guó)生產(chǎn)拖拉機(jī)的質(zhì)量和使用性能。1拖拉機(jī)變速箱發(fā)展歷程拖拉機(jī)所使用的變速箱按照技術(shù)發(fā)展的先后大體上可分為3種類(lèi)型，包括常用的手動(dòng)變速箱、后期研發(fā)的負(fù)載換擋變速箱和更為先進(jìn)的自動(dòng)變速箱。1.1手動(dòng)變速箱發(fā)展在拖拉機(jī)發(fā)展的早期，使用的主要是手動(dòng)變速箱，它的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在技術(shù)上可分為：滑動(dòng)齒輪換擋、嚙合套換擋以及同步器換擋三種方式，滑動(dòng)齒輪換擋主要是通過(guò)

3、主齒輪在驅(qū)動(dòng)軸上來(lái)回滑動(dòng)，在不同的位置上與從動(dòng)齒輪嚙合，是最基礎(chǔ)的變速方式。嚙合套換擋是指在主動(dòng)軸上存在一個(gè)空套齒輪，它與從動(dòng)軸上的齒輪長(zhǎng)期處于嚙合狀態(tài)，通過(guò)移動(dòng)主動(dòng)軸上的嚙合套，將主動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞給空套齒輪。同步器換擋變速箱利用了摩擦原理，這有利于保證主從動(dòng)齒輪在嚙合時(shí)有相等的圓周速度，這就使得在換擋過(guò)程中更加平順，避免了齒輪嚙合時(shí)的沖擊，確保了齒輪的使用壽命，這在拖拉機(jī)手動(dòng)變速箱的發(fā)展過(guò)程中具有重要的意義。嚙合套換擋相對(duì)于滑動(dòng)齒輪換擋具有體積小、換擋相對(duì)容易的優(yōu)點(diǎn)。由于滑動(dòng)齒輪換擋和嚙合套換擋具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以它們?cè)谕侠瓩C(jī)產(chǎn)生的初期應(yīng)用極為廣泛。但隨著操作者對(duì)拖拉機(jī)駕

4、駛平順性以及變速箱使用壽命的要求日益增長(zhǎng)，同步器換擋變速箱的優(yōu)勢(shì)也就逐漸凸顯出來(lái)。自從20世紀(jì)30年代同步器變速箱被發(fā)明，它在歐美市場(chǎng)的使用就越來(lái)越廣泛，這也就導(dǎo)致了滑動(dòng)齒輪換擋和嚙合套換擋結(jié)構(gòu)的變速箱已經(jīng)逐漸被淘汰。對(duì)于我國(guó)，由于拖拉機(jī)技術(shù)起步較晚，現(xiàn)階段滑動(dòng)齒輪換擋和嚙合套換擋結(jié)構(gòu)還在很大程度上被使用，由于手動(dòng)變速箱換擋時(shí)會(huì)中斷拖拉機(jī)動(dòng)力，使得拖拉機(jī)的工作效率降低，操作變得更為繁瑣，因此，隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)于變速箱操作的簡(jiǎn)化要求也就越來(lái)越高。1.2負(fù)載換擋變速箱發(fā)展負(fù)載換擋變速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉機(jī)上應(yīng)用，由于具有換擋過(guò)程容易，保證動(dòng)力連續(xù)不斷，優(yōu)化了操作性能，提高拖拉機(jī)工作效

5、率的特點(diǎn)，得到了很多廠家的認(rèn)可。負(fù)載換擋變速箱可分部分負(fù)載換擋變速箱和全負(fù)載換擋變速箱兩種。部分負(fù)載換擋的應(yīng)用領(lǐng)域主要在定軸輪系變速箱上。而經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，全負(fù)載換擋變速箱如今已達(dá)到具有12個(gè)前進(jìn)擋位的多排擋全負(fù)載換擋，這種換擋方式多用于具有摩擦元件布置的周轉(zhuǎn)輪系變速箱結(jié)構(gòu)上， 通過(guò)先進(jìn)的電液控制系統(tǒng)完成特定的執(zhí)行元件接合與分離 ， 從而實(shí)現(xiàn)全負(fù)載換擋的要求。這種變速箱廣泛的應(yīng)用于各大廠家的拖拉機(jī)上，其中包括了美國(guó)凱斯公司生產(chǎn)的 cx系列、法國(guó)雷諾公司生產(chǎn)的175 -74t2系列， 以及德國(guó)約翰迪爾公司生產(chǎn)的6000/7000系列拖拉機(jī)。1.3自動(dòng)變速箱發(fā)展拖拉機(jī)自動(dòng)變速箱與汽車(chē)上使用的自動(dòng)變

6、速箱原理和工作過(guò)程相似，不需要駕駛員參與換擋，換擋過(guò)程按照既定程序進(jìn)行，按照自動(dòng)變速箱采取的傳動(dòng)形式可分為液力機(jī)械式變速箱、靜液壓式變速箱以及液壓機(jī)械式變速箱三種。（1）液力機(jī)械式變速箱的主要特點(diǎn)是：其傳動(dòng)通過(guò)液力變矩器或是液力耦合器與變速箱進(jìn)行串聯(lián)，使拖拉機(jī)起步更加平穩(wěn)，防止過(guò)載破壞。（2）靜液壓式變速箱的主要特點(diǎn)是：將液壓傳動(dòng)裝置和變速箱串聯(lián)傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)裝置負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)的全部功率，操作簡(jiǎn)單平穩(wěn)。（3）液壓機(jī)械式變速箱的主要特點(diǎn)是：除了將液壓傳動(dòng)裝置和變速箱串聯(lián)傳動(dòng)外，還需要通過(guò)差動(dòng)機(jī)構(gòu)功率的合流或分流，完成液壓傳動(dòng)裝置與純機(jī)械傳動(dòng)的選擇性傳動(dòng)。自動(dòng)變速箱在先進(jìn)的拖拉機(jī)上應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。2拖拉機(jī)變速箱的發(fā)展趨勢(shì)（1） 擋位增多化發(fā)展。更多的擋位不僅有利于換擋頓挫感的減少，還有利于降低拖拉機(jī)的油耗，提升拖拉機(jī)的動(dòng)力，同時(shí)使得拖拉機(jī)有更多的速比分配。（2） 自動(dòng)控制化發(fā)展。更多的采用電控和液壓來(lái)完成換擋動(dòng)作，對(duì)操作過(guò)程做到極致簡(jiǎn)化。（3） 高新技術(shù)更多應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)以及自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等更多的高新技術(shù)將應(yīng)用于拖拉機(jī)變速箱。（4） 擋桿電子化。電子擋桿可極大的節(jié)約駕駛空間，同時(shí)使得操