12型-船式拖拉機(jī)變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【需要咨詢購買全套設(shè)計(jì)請加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：

112 型-船式拖拉機(jī)變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要為保證 12 型 -船式拖拉機(jī)在滑轉(zhuǎn)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(dòng)力,基于機(jī)耕船原理與設(shè)計(jì), 考察了驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率、耕作速度和耕作深度等主要因素的影響,在機(jī)耕船原理與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究 12 型-船式拖拉機(jī)變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),在原來的基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善變速箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得能夠更好地為推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化做出更好地作用。這是在各種機(jī)耕船研制中根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、耕作方法、工業(yè)水平的不同，對機(jī)耕船使用進(jìn)行改進(jìn)，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(jī)耕船變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。關(guān)鍵字：傳動(dòng)機(jī)構(gòu);因地制宜; 改進(jìn)；使用要求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 perfect3目錄1 緒論 ............................................................................................................................................51.1 拖拉機(jī)的應(yīng)用概況 .........................................................................................................51.1.1 機(jī)械化概況 ........................................................................................................51.1.2 機(jī)耕船的誕生與發(fā)展 ..........................................................................................61.2 船式拖拉機(jī)工作特性 .........................................................................................................61.3 變速箱的性能特性要求 .....................................................................................................21.4 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 .................................................................................................................22 船式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................42.1 船式拖拉機(jī)的主要參數(shù) .....................................................................................................42.1.1 船式拖拉機(jī)的動(dòng)力匹配 ...........................................................................................42.1.2 船式拖拉機(jī)的行走速度 ...........................................................................................42.1.3 船式拖拉機(jī)的輸出扭矩 ...........................................................................................62.2 船式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................................62.2.1 船式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案 .......................................................................................63 變速箱分級變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì) ....................................................................................................133.1 傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì) .......................................................................................................133.2 傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)的確定 ...................................................................................................143.3 變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ...........................................................................................................163.4 變速箱計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 ...................................................................................................194 變速箱傳動(dòng)件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................204.1 Ⅰ軸組件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................214.2 Ⅱ軸組件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................284.3 Ⅲ軸組件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................294.4 Ⅳ軸組件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................315 設(shè)計(jì)總結(jié) ......................................................................................................................................335.1 結(jié)論綜述 ...........................................................................................................................335.2 存在不足 ...........................................................................................................................335.3 船式拖拉機(jī)變速箱發(fā)展趨勢 ...........................................................................................33參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................35致謝 ..................................................................................................................................................3641 緒論1.1 拖拉機(jī)的應(yīng)用概況1.1.1 機(jī)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(chǎn)量缺占糧食總產(chǎn)量的進(jìn) 1/2.因此，水稻的機(jī)械化問題就成為我國特別是南方各省農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重要方面。五十年代初期，我國就開始使用較輕的進(jìn)口拖拉機(jī)下水田耕作。1958 年以后，水田機(jī)械化有了更大的發(fā)展，從而積累了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，為我國自行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)水田拖拉機(jī)打下了良好的基礎(chǔ)。六十年代，我國已生產(chǎn)了東方紅-20、30、40、泰山-25、豐收-27、35、37、東風(fēng)-50 等水田型或水旱兼用型輪式拖拉機(jī)，為水田機(jī)械化提供了良好的條件。輪式拖拉機(jī)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(jī)械化得到了發(fā)展。但隨之來的是鐵輪在水田中運(yùn)動(dòng)是破壞硬底層，使一些地區(qū)的水田泥腳逐漸加深，以致機(jī)耕數(shù)年后，拖拉機(jī)不能再下田耕作；或者使阻力增大，效率降低，形成嚴(yán)重的問題。除破壞底層的問題外，輪式拖拉機(jī)在水田中作業(yè)還會形成較深的溝轍；轉(zhuǎn)向不夠靈活，是地頭轉(zhuǎn)向時(shí)間較長。這些問題都會影響生產(chǎn)率和耕作質(zhì)量。在大面積水田中，大中型履帶拖拉機(jī)得到了應(yīng)用。履帶式拖拉機(jī)下水田，與輪式拖拉機(jī)相比，牽引力大，接地比壓較小，生產(chǎn)率較高。但他不能在小塊水田中作業(yè)；其履帶行走機(jī)構(gòu)在水田中磨損嚴(yán)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(zhuǎn)彎時(shí)挖坑嚴(yán)重。不論輪式或履帶式拖拉機(jī)均不能在深泥腳水田中作業(yè)。這是水田機(jī)械化面臨的一個(gè)難題。深泥腳水田的特點(diǎn)是泥腳深，有的甚至沒有底，土質(zhì)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(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(jī)械化問題一直得不到解決。以前，深泥腳水田靠?；蛉肆ΩN。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)緊時(shí)，農(nóng)活重，致使不少耕牛死亡。有些地區(qū)，只能靠幾個(gè)強(qiáng)勞力拉一張犁進(jìn)行耕作，勞動(dòng)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(jī)下深泥腳水田耕作，但是沉陷很大，以致后橋、半5軸殼、發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼等均有沒入泥中而無法前進(jìn)，更無法進(jìn)行作業(yè)。機(jī)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(jī)耕船的誕生解決了深泥腳水田機(jī)械化這一難題，使耕種深泥腳水田的勞動(dòng)生產(chǎn)率得到大幅度的提高。1.1.2 機(jī)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(jī)的設(shè)想。1958 年，江蘇省農(nóng)村木工自行設(shè)計(jì)研制了一種人力腳式踏式漚田拖拉機(jī)。他們利用兩條水車龍骨作履帶行走機(jī)構(gòu)，裝在一個(gè)船體上，用兩個(gè)人腳踏驅(qū)動(dòng)，可以行走和帶犁耕作。這種人力機(jī)械的創(chuàng)制反映了漚田地區(qū)勞動(dòng)人民迫切要求機(jī)械化的強(qiáng)烈愿望。在科研的幫助下，他們利用了小馬力的柴油機(jī)，并對整機(jī)布置作了調(diào)整，形成第一臺船形履帶式漚田拖拉機(jī)。隨著洪湖-12 型機(jī)耕船研制工作的發(fā)展，機(jī)耕船受到了國內(nèi)有關(guān)方面的重視，湖北省個(gè)地和其他一些省市陸續(xù)獲得了樣機(jī)。自 1971 年開始，我國各地（特別是南方）相繼開展了各種機(jī)耕船的研制工作。數(shù)年來，各省的機(jī)耕船相繼定型投產(chǎn)，從數(shù)量到品種均獲得了大幅度的增長，迅速推進(jìn)了這些省的水田機(jī)械化?，F(xiàn)將我國南方部分機(jī)耕船的簡要技術(shù)參數(shù)列出來了。在各省機(jī)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(jī)耕船使用性能進(jìn)行改進(jìn)，因地制宜地發(fā)展了一批各具特色的新機(jī)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(fù)雜，田塊面積小，高差大，機(jī)械轉(zhuǎn)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(qiáng)的湖北-6型，川豐 5-2 型鏵架導(dǎo)向式機(jī)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(jī)耕船；以及牽引力大、越野性好、能適應(yīng)多種土壤的萬縣-12 型四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)耕船。隨著機(jī)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(jī)構(gòu)”等差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以探索使用性能更為完善的新機(jī)型耕船，并研制了機(jī)耕船配套收割機(jī)、插秧機(jī)的試驗(yàn)樣機(jī)，向一機(jī)多用、綜合利用方向發(fā)展。機(jī)耕船在我國各地的廣泛應(yīng)用和推廣，使一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不斷提高，雙季稻面積迅速增加，糧食產(chǎn)量穩(wěn)步上升。據(jù)調(diào)查，有的省機(jī)耕船、機(jī)滾船一成為機(jī)械化作業(yè)的主要機(jī)型之一，其作業(yè)面積占全省機(jī)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(dá) 85%以上。擁有大片湖田的湖北省監(jiān)利縣大力推廣簡易機(jī)耕船，1974 年以來已生成了四千多臺，基本上實(shí)現(xiàn)了水田機(jī)械化。1975~1977 年，糧食每年遞增五千萬斤以上。1.2 船式拖拉機(jī)工作特性機(jī)耕船在十多個(gè)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(yīng)用。機(jī)耕船用船體和驅(qū)動(dòng)輪分別承擔(dān)了一般拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪所負(fù)擔(dān)的承重和驅(qū)動(dòng)兩大作用。船體“浮”與“沉” 、滑行與驅(qū)動(dòng)有級地結(jié)合起來。這樣的行駛原理，使機(jī)耕船的總體動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)生了不同于拖拉機(jī)的變化，并因此構(gòu)成了它在水田沉陷小、阻力小、轉(zhuǎn)向輕便靈活、勞動(dòng)條件好，不破壞硬底層，適于深泥腳水田作業(yè)等獨(dú)特的行駛特點(diǎn)和使用性能。一、 機(jī)耕船沉陷小，比一般水田拖拉機(jī)適應(yīng)性廣1機(jī)耕船船底的接觸面積大，對土壤的比壓小，從而限制了機(jī)耕船的下陷深度。機(jī)耕船的平均接地比壓約為 0.025~0.07 公斤/ 。這一數(shù)值遠(yuǎn)小于履帶2厘 米拖拉機(jī)的接地比壓，而能與水田表面土壤的承壓能力相適應(yīng)。因此，機(jī)耕船船體下陷量一般不超過 3~5 厘米，這就保證了它能在深泥腳水田中工作。即使由于推進(jìn)力不足，機(jī)耕船在水田中陷車時(shí)，也不會因驅(qū)動(dòng)輪的挖土作用使整機(jī)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(jī)耕船自行駛出陷坑。(二) 轉(zhuǎn)向輕便靈活，空行率低機(jī)耕船在水田作業(yè)時(shí)沒有導(dǎo)向輪，是利用履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向原理，即利用改變左右驅(qū)動(dòng)輪的推進(jìn)力和轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的。在轉(zhuǎn)向時(shí)，由于機(jī)耕船的轉(zhuǎn)向力矩較輪式拖拉機(jī)導(dǎo)向輪可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力矩為大，故在水田中能夠有較小的轉(zhuǎn)向半徑（名義轉(zhuǎn)向半徑接近 0.5B，B 為機(jī)耕船的輪距）和較短時(shí)間，對地頭的破壞也不顯著。根據(jù)某些資料的統(tǒng)計(jì)，機(jī)耕船在地頭從起犁到落犁的時(shí)間，每次一般為 2~6 秒；而拖拉機(jī)在不用單邊制動(dòng)時(shí)每次地頭轉(zhuǎn)彎約為 15~20 秒，在采用單邊制動(dòng)時(shí)為10~13 秒。(三) 比同功率手扶拖拉機(jī)有更好的牽引性能和更高的生產(chǎn)率1、由于機(jī)耕船在水田中運(yùn)用先進(jìn)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(jìn)力，從而具有比現(xiàn)有同功率手扶拖拉機(jī)更大的牽引力。2、由于機(jī)耕船具有比手扶拖拉機(jī)更大的牽引力、更高的作業(yè)速度，且它在水田中的滑轉(zhuǎn)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(jī)耕船能夠配帶較寬幅的農(nóng)具，因此其作業(yè)負(fù)荷系數(shù)高。4、綜上所述，機(jī)耕船與同功率手扶拖拉機(jī)相比，牽引力大，速度高，牽引效率高，空行率低，作業(yè)負(fù)荷系數(shù)高，從而獲得了比現(xiàn)有同功率手扶拖拉機(jī)更高的生產(chǎn)率。（四）機(jī)耕船制造容易，比手扶拖拉機(jī)具有更好地使用性能1、重心低，運(yùn)行平穩(wěn)，爬坡越埂等通過性較好，轉(zhuǎn)向靈活。一些前輪驅(qū)動(dòng)和四輪驅(qū)動(dòng)型機(jī)耕船更能適應(yīng)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(dòng)條件。3、結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便，一般縣級農(nóng)機(jī)廠都可制造。1.3 變速箱的性能特性要求變速箱是機(jī)耕船的一個(gè)重要組成部分，布置在發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間。它的作用使把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給行走機(jī)構(gòu)或動(dòng)力裝置，并且在機(jī)耕船進(jìn)行不同作業(yè)時(shí)， 保證驅(qū)動(dòng)輪和動(dòng)力輸出軸得到適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速和扭矩。變速箱的主要功用如下：1、減速增矩，將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增大，降低速度，一適應(yīng)行走機(jī)構(gòu)的需要。2、變速變矩，獲得不同的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速和扭矩，一適應(yīng)不同作業(yè)的要求3、改變驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)方向4、改變動(dòng)力的傳遞方向5、脫開發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)26、平穩(wěn)地結(jié)合動(dòng)力7、實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求為保證 12 型 -船式拖拉機(jī)在滑轉(zhuǎn)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(dòng)力,基于機(jī)耕船原理與設(shè)計(jì), 考察了驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率、耕作速度和耕作深度等主要因素的影響,在機(jī)耕船原理與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究 12 型-船式拖拉機(jī)變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),在原來的基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善變速箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得能夠更好地為推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化做出更好地作用。這是在各種機(jī)耕船研制中根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、耕作方法、工業(yè)水平的不同，對機(jī)耕船使用進(jìn)行改進(jìn)，因地制宜地發(fā)展的一種具有新的特色的機(jī)耕船變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)32 船式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 船式拖拉機(jī)的主要參數(shù)2.1.1 船式拖拉機(jī)的動(dòng)力匹配額定牽引力是設(shè)計(jì)機(jī)耕船，配置發(fā)動(dòng)機(jī)的主要依據(jù)。一臺機(jī)耕船的額定牽引力 ，是指代機(jī)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(zhuǎn)率時(shí)所能發(fā)揮的最大牽引力。根據(jù)上述牽引試驗(yàn)情況，我們建議，確定機(jī)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 200~250 毫米處的土壤抗壓強(qiáng)度為 1~2.5 公斤/ 作業(yè)）2厘 米的灌水稻茬田，允許滑轉(zhuǎn)率為 25%。在設(shè)計(jì)一臺新的機(jī)耕船時(shí)，確定其額定牽引力，要考慮下列因素：1、配套農(nóng)機(jī)具的工作阻力機(jī)耕船的主要配套農(nóng)機(jī)具有：犁、旋耕機(jī)、蒲滾、水田耙、拖車等。在各項(xiàng)農(nóng)田作業(yè)中，旋耕機(jī)和蒲滾主要靠動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)，犁耕作業(yè)則是最基本而又繁重的牽引作業(yè)。因而，應(yīng)以犁耕作業(yè)時(shí)的工作阻力為依據(jù)，并考慮到工作條件和農(nóng)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(jī)耕船的額定牽引力數(shù)值 ：TnP=（1.1~1.2） xR式中 ——犁耕時(shí)農(nóng)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(gè)數(shù)；——單體犁鏵寬度1b2.1.2 船式拖拉機(jī)的行走速度機(jī)耕船的工作速度范圍、速度分檔和檔數(shù)安排，主要應(yīng)根據(jù)機(jī)耕船所需要4完成的各種作業(yè)的要求，以及生產(chǎn)率、勞動(dòng)強(qiáng)度、地形等因素綜合考慮，以便獲得良好的作業(yè)質(zhì)量和搞得生產(chǎn)率。根據(jù)機(jī)耕船從事的各種農(nóng)業(yè)作業(yè)對工作速度、基本工作速度、運(yùn)輸速度和倒行速度四種類型，對其計(jì)算速度（膠輪以靜力半徑、鐵輪以頂圓半徑計(jì)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(jī)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(jī)耕船各種速度中較為重要、檔數(shù)安排較多的部分。機(jī)耕船在水田進(jìn)行旋耕作業(yè)的速度可安排在 3~4 公里/ 小時(shí)。機(jī)耕船在水田中進(jìn)行犁耕作業(yè)時(shí)，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(zhì)量。四川省的試驗(yàn)表明，犁耕速度在3.6 公里/小時(shí)以上時(shí)，回垡減少，耕作質(zhì)量較好。當(dāng)機(jī)耕船承受較大牽引負(fù)荷時(shí)，速度過低還將使滑轉(zhuǎn)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(zhuǎn)彎多且機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)輪阻力較大，而且配套的發(fā)動(dòng)機(jī)功率較小，因此，過高的作業(yè)速度將造成機(jī)手精神緊張，操作忙亂，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也明顯不足。一般希望犁耕速度不超過 7.5 公里/小時(shí)，帶蒲滾、耙等作業(yè)不超過 8~9 公里/小時(shí)。小馬力機(jī)耕船作業(yè)速度宜選的小些。2、檔數(shù)10~12 馬力機(jī)耕船總的前進(jìn)檔數(shù)為 3~6 檔。對于具有 6 個(gè)前進(jìn)檔的機(jī)耕船，一般安排一個(gè)旋耕檔，2~3 個(gè)犁耕檔（包括滾軋耙田作業(yè)） 。3 個(gè)前進(jìn)檔，一般安排 2~3 個(gè)檔位基本工作檔，其最低檔可兼作旋耕用。5~6 馬力機(jī)耕船，一般要求結(jié)構(gòu)簡單，采用簡單變速箱，前進(jìn)檔數(shù)為2~4 個(gè)檔（個(gè)別有 6 個(gè)檔的） 。一般安排 2 個(gè)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(yùn)輸速度10~12 匹馬力機(jī)耕船在農(nóng)閑期間兼作運(yùn)輸作業(yè)。由于其重心低、牽引力大、操作方便，進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)比手扶拖拉機(jī)更為適宜。但其功率不大，一般為三個(gè)行走輪，行駛穩(wěn)定性稍差，建議機(jī)耕船的運(yùn)輸速度控制在 20 公里/小時(shí)以下。運(yùn)輸速度一般安排低速和高速兩個(gè)檔，低速運(yùn)輸為 12~15 公里/ 小時(shí)，高速運(yùn)輸為 18~20 公里 /小時(shí)，具有三個(gè)前進(jìn)檔的機(jī)耕船，一般只安排一個(gè)運(yùn)輸檔；或采用換裝高速皮帶輪的方法獲得 2~3 個(gè)運(yùn)輸檔。（三） 倒行速度 機(jī)耕船的倒行速度一般作倒車和掛接農(nóng)具用。因此，和拖拉機(jī)一樣，可設(shè)高速倒車和低速掛接農(nóng)具兩個(gè)檔，其速度范圍為 4.5~6 公里/ 小時(shí)和 1.5~3 公里/小時(shí)。具有 3 個(gè)前進(jìn)檔的機(jī)耕船，一般只安排一個(gè)倒檔。以上述說明選擇：項(xiàng) 目 基本工作速度（公里/小時(shí)）運(yùn)輸速度（公里/小時(shí)）倒行速度（公里/小時(shí)）高速檔 6.1 13.65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(jī)的輸出扭矩因設(shè)計(jì)任務(wù)給出發(fā)動(dòng)機(jī)為 12 匹馬力，轉(zhuǎn)化為功率為 8825.3W取皮帶輪的傳動(dòng)效率為 94%，直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)效率為 96%，滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率為 98%從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩為T= =70.232（N.m）8.25395010Pn?扭矩輸出傳遞高速檔：ⅠT=114.4N.m 動(dòng)力輸出軸 T=234.6N.m 中央軸 T=562.2N.m 輸出軸T=1641N.m中速檔：ⅠT=114.4N.m 動(dòng)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：ⅠT=114.4N.m Ⅱ T=255.8N.m 中央軸 T=829.4N.m 輸出軸 T=2420.9N.m倒檔：ⅠT=114.4N.m Ⅱ T=255.8N.m 動(dòng)力傳動(dòng)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(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2.1 船式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案一、傳動(dòng)系的組成傳動(dòng)系是裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間各傳力部件的總稱。6機(jī)耕船的傳動(dòng)系包括皮帶傳動(dòng)、離合器、變速箱、中央傳動(dòng)和最終傳動(dòng)五個(gè)部分。有時(shí)在傳動(dòng)系中海油聯(lián)軸節(jié)，以聯(lián)接相隔較遠(yuǎn)的兩個(gè)傳力部件。傳動(dòng)系可按傳動(dòng)比變化情況分為有級式傳動(dòng)和無極式傳動(dòng)。無極式傳動(dòng)能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極變速，即在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的條件下，連續(xù)地由一個(gè)速度過度到另一個(gè)速度，也就是具有無限個(gè)檔。它能充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使機(jī)耕船具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，操縱也較簡單。有級式傳動(dòng)只能獲得一定數(shù)量傳動(dòng)比的幾級速度；但它的結(jié)構(gòu)較成熟，可靠耐用，效率高，制造方便。現(xiàn)有機(jī)耕船絕大多數(shù)都采用有級式傳動(dòng)。二、傳動(dòng)系的方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求進(jìn)行的，它一般分為方案設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)等階段。方案設(shè)計(jì)包括分析整機(jī)及部件方案，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖，進(jìn)行主要性能參數(shù)的初步計(jì)算，初步安排傳動(dòng)系各部件間的相互位置和連接關(guān)系，避免運(yùn)動(dòng)件的干涉，繪制傳動(dòng)系各部件結(jié)構(gòu)草圖。在確定傳動(dòng)系方案時(shí)，必須使其性能和結(jié)構(gòu)滿足一下要求：1、結(jié)構(gòu)簡單、先進(jìn)，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(dòng)系主要零件要有足夠的強(qiáng)度、剛度和表面的耐磨性，其使用壽命不低于 6000 小時(shí)；3、傳動(dòng)效率高，盡可能減少傳動(dòng)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(jì)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(jī)多用的要求（如配收割機(jī)、插秧機(jī)等對動(dòng)力輸出、檔次安排和速度范圍的要求） 。在進(jìn)行傳動(dòng)系方案設(shè)計(jì)時(shí)，需從使用要求、生產(chǎn)條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面加以考慮，同時(shí)設(shè)計(jì)幾種方案，并繪制傳動(dòng)方案簡圖，在認(rèn)真分析比較的基礎(chǔ)上選擇其中最佳的方案，作為部件設(shè)計(jì)的依據(jù)。傳動(dòng)系簡圖用統(tǒng)一規(guī)定的簡化符號，表示機(jī)耕船傳動(dòng)系中（有時(shí)也包括轉(zhuǎn)向、行走和旋耕機(jī)等）各零件之間的傳動(dòng)關(guān)系。簡圖中有的還標(biāo)出齒輪的齒數(shù)和軸承型號等，或用簡表列出傳動(dòng)系的某些參數(shù)，如各檔的傳動(dòng)比、齒數(shù)和模數(shù)、各檔的傳動(dòng)路線、花鍵形式等。78910四、傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比極其分配傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比是指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之比，不同排檔時(shí)，總傳動(dòng)比不同。（一）傳動(dòng)系總傳動(dòng)比的確定傳動(dòng)系總傳動(dòng)比是根據(jù)農(nóng)藝要求的機(jī)耕船速度來確定的。用驅(qū)動(dòng)鐵輪頂圓半徑 計(jì)算的某檔水田速度 與總傳動(dòng)比的關(guān)系是：0RjV=j0621eniR??因此，總傳動(dòng)比應(yīng)為 0.37enijV?式中 ——某檔的計(jì)算速度（公里/小時(shí)） ；jV——發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） ；en——驅(qū)動(dòng)鐵輪頂圓半徑（米） 。0R機(jī)耕船在陸上配帶膠輪時(shí)，可用下式計(jì)算總傳動(dòng)比： 0.37enjirV??式中 ——驅(qū)動(dòng)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(jì)算的機(jī)耕船某檔陸上計(jì)算速度（公里/ 小時(shí)） 。jV（二）總傳動(dòng)比在各部件間的分配在確定了傳動(dòng)方案和總傳動(dòng)比后，需把總傳動(dòng)比合理地分配到各個(gè)傳動(dòng)部件上。傳動(dòng)系總傳動(dòng)比 等于各部件傳動(dòng)比之乘積，即：i?.pbizmi?式中 ——皮帶傳動(dòng)的總傳動(dòng)比；pi——變速箱第 i 檔傳動(dòng)比；bi——中央傳動(dòng)的傳動(dòng)比；z——最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比。mi11在不使變速箱過于增速的情況下，傳動(dòng)比分配應(yīng)按前大后小、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(dòng)、中央傳動(dòng)的傳動(dòng)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(dá)到減輕整機(jī)重量的目的。根據(jù)上述原則，參照一些機(jī)耕船的數(shù)據(jù)， 、 和 大致在下列范圍內(nèi)：pizmi單級最終傳動(dòng)時(shí) =2.5~5；mi兩級最終傳動(dòng)時(shí) =5~8；中央傳動(dòng)傳動(dòng)比 =2.3~5.5；zi皮帶傳動(dòng)傳動(dòng)比 =1~2。p確定了 、 和 之后，即可確定變速箱的傳動(dòng)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(dòng)比分配如下：皮帶傳動(dòng)比 =1.75pi高速檔：i=29.225單級最終傳動(dòng)比 =3.07mi中央傳動(dòng)比 =5.44z中速檔：i=34.3單級最終傳動(dòng)比 =3.07mi中央傳動(dòng)比 =6.37z低速檔：i=43.1單級最終傳動(dòng)比 =3.07mi中央傳動(dòng)比 =8.03z123 變速箱分級變速傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)變速箱的分級傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)如下：13傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖3.2 傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)的確定（一）傳動(dòng)軸中心距中心距的大小直接影響到傳動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)緊湊與否，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)齒輪的接觸強(qiáng)度來確定。在強(qiáng)度允許的條件下，應(yīng)采用較小的中心距。機(jī)耕船傳動(dòng)箱的中心距 A 可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算：A= 3AKM式中 A——傳動(dòng)軸的中心距（毫米） ；M——所計(jì)算齒輪副的最大輸出扭矩（按常用耕作計(jì)算） ；——系數(shù)，對于變速箱一般取 30~50，中央傳動(dòng)一般取 25~35，最終AK14傳動(dòng)一般取 20~33.(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(shí)，模數(shù)可選小些；對受力大的齒輪，模數(shù)應(yīng)取大些。當(dāng)彎曲破壞是齒輪主要破壞形式時(shí)，應(yīng)以彎曲強(qiáng)度來確定齒輪模數(shù)，其計(jì)算公式如下：m= 30.64[]jswmMyZ??式中 ——齒輪所受扭矩；jsMZ——頭檔主動(dòng)齒輪齒數(shù)；——齒寬系數(shù)；m?——材料許用應(yīng)力；[]w?y——齒形系數(shù)。計(jì)算所得數(shù)值還需要按表針圓整。當(dāng)疲勞點(diǎn)蝕是齒輪的主要破壞形式時(shí)，則應(yīng)以接觸強(qiáng)度來確定模數(shù)，其公式為：m= 120.679()[]sinjmPEZ????式中 P——所計(jì)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(yīng)力；[]j?分別為計(jì)算齒輪副的主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；12Z、——嚙合角。?變速箱模數(shù)的選擇也可參照機(jī)耕船所選用的動(dòng)力來估算：即m= 3max.epKMi式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩；maxeM——皮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比；pi——系數(shù)，一般取 1.6~2.0。mK在確定齒輪模數(shù)時(shí)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：15① 在滿足彎曲和接觸強(qiáng)度的條件下，模數(shù)應(yīng)適當(dāng)?shù)匦⌒?。因?yàn)楫?dāng)中心距 A不變時(shí)，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(shí)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(dòng)的平穩(wěn)性。② 由于機(jī)耕船動(dòng)載荷較大，工作條件惡劣，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常滿負(fù)荷工作，同時(shí)傳動(dòng)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(jī)的要大些。③ 整個(gè)傳動(dòng)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(shí)。④ 選取模數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度和中心距的要求，注意參照同類型樣機(jī)的經(jīng)過考驗(yàn)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(shí)，若沒有采用角度修正，則其齒數(shù)間應(yīng)滿足下述關(guān)系A(chǔ)= =…123456()()()2mZZZ?齒輪的最小齒數(shù)，由不產(chǎn)生根切考慮，通常取 17 齒；有時(shí)為使結(jié)構(gòu)緊湊，也可采用變?yōu)樾拚椒?，獲得 14~17 齒。當(dāng)已知機(jī)耕船的計(jì)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(dòng)比計(jì)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 4163.3 變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖(一)變速箱的結(jié)構(gòu)形式農(nóng)藝要求變速箱應(yīng)具有足夠的檔排數(shù)和合理的速度，以保證機(jī)耕船能擔(dān)任各種工作并具有良好的經(jīng)濟(jì)性和較高的生產(chǎn)率。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷發(fā)展和機(jī)耕船作業(yè)種類的增多，將要求機(jī)耕船有更多的排檔。機(jī)耕船變速箱油簡單式、組成式和特種變速箱等不同的結(jié)構(gòu)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(dòng)力直接由第一軸傳給第二軸，大部分排檔只經(jīng)過一堆齒輪的變速，因而簡單，傳動(dòng)效率高。當(dāng)前進(jìn)檔數(shù)少于四個(gè)時(shí)，采用這種結(jié)構(gòu)較為合理。但二軸式變速箱難以實(shí)現(xiàn)排檔數(shù)較多、傳動(dòng)比較大的傳動(dòng)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(dòng)力由第一軸經(jīng)過中間軸傳給第二軸，一般要經(jīng)過兩隊(duì)齒輪油可能與第一、二軸上的某齒輪同時(shí)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(gè)齒輪獲得了三個(gè)前進(jìn)檔、一個(gè)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(yīng)考慮其剛度和支撐問題。2、組成式變速箱隨著機(jī)耕船作業(yè)范圍的擴(kuò)大和排檔數(shù)的增多，新設(shè)計(jì)的機(jī)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(gè)簡單式變速箱組合而成；一般將其中排檔數(shù)的一個(gè)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(nèi)，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(diǎn)是，能用較少的傳動(dòng)零件（齒輪、軸）獲得較多的排檔數(shù)，結(jié)構(gòu)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(nóng)-12 東風(fēng) -12 和南方-12 均為組成式變速箱。但由于各檔傳動(dòng)比的相互約束，在組成式變速箱設(shè)計(jì)中往往會出現(xiàn)個(gè)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(gè)具有三個(gè)前進(jìn)檔、一個(gè)倒退檔的主變速箱和一個(gè)具有高低檔的二軸式副變速箱前后串聯(lián)排列，用 12 個(gè)齒輪獲得了六個(gè)前進(jìn)檔和兩個(gè)倒退檔。由于傳動(dòng)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(jié)構(gòu)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(nóng)-12）由兩個(gè)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(gè)箱體內(nèi)，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(shè)公用齒輪。這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)更為緊湊。廣西工農(nóng)-12 僅用十個(gè)齒輪就能獲得六個(gè)前進(jìn)檔、兩個(gè)倒退檔。但這種變數(shù)箱徑向尺寸較大，中間17軸受力較大，傳動(dòng)比較難合理分配，操縱機(jī)構(gòu)的布置也較復(fù)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(shè)計(jì)的變速箱稱為特種變速箱。如梭式作業(yè)的機(jī)耕船要求其主要工作檔在前進(jìn)和倒退時(shí)具有相同的檔數(shù)和速度，川豐 5-3 型變速箱就設(shè)有三個(gè)前進(jìn)檔和兩個(gè)具有相應(yīng)速度的倒檔。萬縣-12 型四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)耕船為了能在田間轉(zhuǎn)向，采用了正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；其變速箱則設(shè)計(jì)成一個(gè)只有前進(jìn)檔的組成式變速箱，與正反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)配合，獲得了六個(gè)前進(jìn)檔和六個(gè)倒檔。(二)后橋的結(jié)構(gòu)型式1、后橋的結(jié)構(gòu)布置方案機(jī)耕船的后橋包括中央傳動(dòng)、最終傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件，其結(jié)構(gòu)布置方案有如下幾種：① 一級中央傳動(dòng)和一級最終傳動(dòng)。這種方案有兩種情況。一種是最終傳動(dòng)在傳動(dòng)箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，殼體支撐剛度大；但由于傳動(dòng)箱內(nèi)零件較多，使布置較困難，拆裝不方便，也無法實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪的入土深度的單邊調(diào)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(dòng)置于傳動(dòng)箱外，設(shè)有單獨(dú)的殼體，可利用改變最終傳動(dòng)箱與傳動(dòng)箱體相對位置的方法來調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪入土深度；但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，單獨(dú)殼體的強(qiáng)度和剛度較差。湖北-6 和中山-10 采用這種型式。② 一級中央傳動(dòng)和兩級最終傳動(dòng)，如湖北-12、廣西工農(nóng)-12、東風(fēng)-12 等。這種方案有較大的最終傳動(dòng)比，可以減輕傳動(dòng)系中最終傳動(dòng)以前各部件的載荷；但其齒輪齒數(shù)較多。③ 可調(diào)的二級最終傳動(dòng)，如湘江-5 型。它具有較大的中心距，使驅(qū)動(dòng)輪入土深度的調(diào)整范圍大，但殼體的強(qiáng)度、剛度和支撐的合理性均較差。2、中央傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式由于機(jī)耕船所選用的動(dòng)力大部分是臥式柴油機(jī)，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(dòng)在機(jī)耕船上得到廣泛的采用。這種型式的中央傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，加工和安裝方便，沒有軸向力、不需要調(diào)整。圓錐齒輪式中央傳動(dòng)目前僅在中山-10 型和東方-10 型機(jī)耕船上得到采用。其原因是該機(jī)耕船選用了縱置直立式柴油機(jī)，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(chǎn)生根切的最小允許齒數(shù)較小等特點(diǎn)，因此在相同的傳動(dòng)比下其結(jié)構(gòu)尺寸較小，要求有較高的軸承承受能力和剛度，安裝調(diào)整較復(fù)雜。3 最終傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式外嚙合圓柱齒輪式最終傳動(dòng)在機(jī)耕船上得到了廣泛的應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造和裝配方便，且有較好的剛度。內(nèi)嚙合圓柱齒輪式最終傳動(dòng)僅在個(gè)別試驗(yàn)樣機(jī)上試用。它的結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸較小，為將最終傳動(dòng)置于驅(qū)動(dòng)輪輪轂內(nèi)創(chuàng)造了有利條件。但其加工、安裝和結(jié)構(gòu)均較復(fù)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(jī)耕船的設(shè)計(jì)簡介在機(jī)耕船上采用無級變速器，與傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)變速器相比，具有結(jié)構(gòu)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(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。這里介紹一種可與現(xiàn)有的簡易機(jī)耕船配套的無極變速器設(shè)計(jì)方案。18這種結(jié)構(gòu)保留了原機(jī)的第一級三角皮帶傳動(dòng)，并采用了二級圓柱齒輪減速的最終傳動(dòng)，以減輕皮帶無極變速器的負(fù)荷。無級變速器的速比范圍是0.573~1.748，相應(yīng)的整機(jī)總速比為 21.7~66.3。當(dāng)采用外徑為 850 毫米的鍥型鐵輪時(shí)，機(jī)耕船相應(yīng)的計(jì)算速度為 4.22~12.9 公里/小時(shí)。這一速度范圍可以適應(yīng)水田耕整和田間轉(zhuǎn)移等主要作業(yè)項(xiàng)目的要求。考慮到更低的收割速度和更高的運(yùn)輸速度范圍，可增設(shè)一個(gè)速比為 i=3 的副變速箱，使速度范圍擴(kuò)大為1.41~4.30,4.22~12.9,12.66~38.7 公里/小時(shí)等三個(gè)區(qū)間。為提高機(jī)耕船的經(jīng)濟(jì)性和皮帶的使用壽命，在這一設(shè)計(jì)中考慮設(shè)置一種扭矩傳感器。在傳統(tǒng)的皮帶傳動(dòng)中，都是按最大載荷的要求來確定、皮帶預(yù)張力值的，結(jié)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(shè)置扭矩傳感器就可以根據(jù)不同的工作扭矩來調(diào)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(dòng)系統(tǒng)圖如下19變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖說明：1、Ⅱ軸上的滑移齒輪可與動(dòng)力輸出軸的中間齒輪嚙合2、Ⅱ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(jì)算轉(zhuǎn)速的確定由設(shè)計(jì)任務(wù)可知發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1200 轉(zhuǎn)/分鐘，根據(jù)傳動(dòng)比可計(jì)算出每一檔的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比：高速檔 =29.2251i中速檔 =34.282低速檔 =43.163i20倒檔 =76.914i則轉(zhuǎn)速可由公式 in?高速檔 = =1200/29.225=41.06 轉(zhuǎn)/分鐘1ni中速檔 = =1200/34.28=35 轉(zhuǎn)/分鐘2i低速檔 = =1200/43.155=27.807 轉(zhuǎn)/分鐘3ni倒檔 = =1200/76.91=15.6 轉(zhuǎn)/分鐘4i高速檔 中速檔 低速檔 倒檔轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘）41.06 35 27.807 15.64 變速箱傳動(dòng)件設(shè)計(jì)4.1 Ⅰ軸組件設(shè)計(jì)21Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1、軸的選材極其許用應(yīng)力2、按扭矩估算最小直徑3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》中的圖表查得選 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217~255， =650MPa，b?=360MPa， =280MPas1?》= = =22.8(mm)1d31pcn38.24567若考慮鍵 =22.8*1.05=23.94（mm）選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 =25（mm ）1d根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為階梯軸，如圖所示=25（mm）1dⅠ軸及齒輪的零件圖224、危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核（1）Ⅰ軸的強(qiáng)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Ⅰ軸受力簡圖L=179.5mm= = =9150/2=4575（N）HARB2tF=451.78（N.m）179.540CLM??36()rVAB?（N.m）197.54.220CLR??扭矩 T=114.377（N.m）23Ⅰ軸的齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算及校核校核 222451.786.4cHCVM?????480.77(N.m)=2222()0.(.1.37)ecT??485.64(N.m)由圖表查得， =55MPa1[]b??d =21.233312.6800.[]5ebM????考慮鍵槽 d=25.42*1.05=26.691（mm）則 d=26.691mm〈30mm則強(qiáng)度足夠Ⅰ軸的齒輪選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=236由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》查得，=580MPa， =1limH?limHS則 =215MPa， =1liFliF=580MPa1[]H=244MPaF?（1） Ⅰ軸齒輪的轉(zhuǎn)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(jì)算齒數(shù)比= =2.3531u3/Z= =2.53524= =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(jī)械原理與機(jī)械零件》 ，取 =1.1d（5）計(jì)算齒輪分度圓直徑 d3d12()76[]dHKTu????=766 =52.332.4.(351)0?=57.34d132()76[]dHKTu????（6）確定齒輪模數(shù) mm= 3ax.mepMi式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩；=65.37N.mmaxe——皮帶的傳動(dòng)比；pi=1.75——系數(shù)，一般取 1.6~2.0.mKm= =1.8 =3.113ax.epMi365.71?取標(biāo)準(zhǔn)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 =194Z4Z251、校核齒輪的彎曲強(qiáng)度2、齒輪的幾何尺寸計(jì)算（8）計(jì)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4B31d?56（mm）= +(5~10)=(61~66)(mm)53取 62（mm）= +(5~10)=(61~66)(mm)1B3取 62（mm）（9）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速 v 并選擇齒輪精度v= = =1.83（m/s）160dn??.4568.70?查表應(yīng)取齒輪的等級精度為 9 級（1） 確定齒輪的彎曲應(yīng)力由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)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(yīng)力集中系數(shù) =0.88srY齒輪的許用彎曲應(yīng)力為=215/0.88=244.3（MPa）min[]FsrS??（2） 計(jì)算量齒輪的彎曲應(yīng)力=1FY263、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)=120FFKTYBmZ??203.7614.??=79（MPa）< F則齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠齒頂圓直徑= +2 = =（17+2）*3=57（mm）3ad1ah'3(2)aZm?=（40+2）*3=126 （mm）1?=（43+2）*3=135 （mm）55()aaa齒全高 h( =0.25)'ch=(2 )m=(2*1+0.25)*3=6.75(mm)''ah?齒厚 SS=P/2=πm/2=3.14*3/2=4.71（mm）齒根高 =（ ）m=3.75（mm）fh''ac?齒頂高 m=3（mm）'?齒根圓直徑=51-2*3.75=43.5（mm）32ffdh?=129-2*3.75=121.5（mm）5ff?=120-2*3.75=112.5（mm）1ffⅠ軸齒輪為滑移齒輪滑移齒輪的大徑 D=33（mm ）滑移齒輪的小徑 d=26mm）滑移齒輪的長度 L=86（mm ）齒輪倒角 n=0.5m=0.5*3=1.5（mm）齒輪的工作圖如下27四、滾動(dòng)軸承的選擇及校核考慮到軸受力主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承根據(jù)軸頸值查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》選擇 6304 兩個(gè)（GB/T 276—1993）壽命計(jì)算：兩軸承承受純徑向載荷P= =3330.39（N ） X=1 Y=0rF深溝球軸承，基本額定動(dòng)負(fù)荷28C=20.8kN， 6310()trhfcLnP?式中 n——軸承的工作轉(zhuǎn)速——壽命系數(shù)（球軸承取 3，滾子軸承取?3.33）——負(fù)荷特性系數(shù)tf考慮到工作中的振動(dòng)和沖擊將降低軸承實(shí)際承受負(fù)荷的能力，上式中的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷應(yīng)乘以負(fù)荷特性系數(shù) ，對tf于無沖擊或輕微沖擊， =1~2；對于中等沖擊或變負(fù)荷，tf=1.2~1.8；對于較大沖擊， =1.8~3.在機(jī)耕船傳動(dòng)系tf t的軸承計(jì)算中，變速箱軸承可取 =1.2~1.8；中央傳動(dòng)tf和最終傳動(dòng)可取 =1.8~2.2.tf則取 =1.5tf= =24305（h）6310()trhcLnP?6310280()5.7.9?4.2 Ⅱ軸組件設(shè)計(jì)Ⅱ軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算校核同上述設(shè)計(jì)方法，最后設(shè)計(jì)Ⅱ軸如下29Ⅱ軸的零件圖由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》圖表查得同樣選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理得出軸的最小直徑為 28mmd=28mm齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說明 齒輪選用 18CrMnTi 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=236同前述設(shè)計(jì)