拖拉机变速器设计-拖拉机变速箱
摘要
随着国民经济的持续发展，机械工业也在不断地发展着，各种设备都在不断地发展，创新着。特别是在农业方面，拖拉机的应用非常广泛，在一些特定的工作场合，拖拉机体积小，变速灵活，价格成本低廉很受欢迎，越来越多的农业工作者选择拖拉机作为耕田施肥等等的辅助工具。根据市场调查发现，拖拉机变速器必须满足当今人们对拖拉机速度调节方面的灵活性操控等需求，能够在不改变发动机的扭矩和转速的情况下，改变拖拉机的驱动力和行驶速度；在发动机曲轴旋转方向不变的情况下，使拖拉机前进或后退；在发动机不熄灭的情况下，可使拖拉机长时间停车或进行固定作业。变速器有自锁功能（只能挂一个挡）、互锁装置和倒挡锁装置。
目前市面上的拖拉机变速器大多都是采用传统的变速结构，在某些特定的区域，这种结构形式的拖拉机变速器非常不受欢迎。由于以往的拖拉机变速器采用传统的结构形式，这样就造成传动精度不好控制，保养维护费用较高;同时存在一定的安全隐患。因此，对整机的安全性要求较高，操作时也会给工作人员带来强烈的震动，使得操作很不舒服。虽然传通的拖拉机变速器传动效率较高，变速效果较好，但是价格也较昂贵，对于一般的用户难以接受。所以研究一种新式的拖拉机变速器势在必行！
本文介绍了拖拉机变速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该拖拉机变速器的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作，最主要的是其传动效率很高。
拖拉机作为农业机械的一种，广泛应用于农业耕作行业等，适用于耕田、播种、施肥，装运等等各个农业领域。它工作时，发动机通过V带传动带动拖拉机变速器转动，从而间接地带动了拖拉机轮子的转动，这样拖拉机就可以行驶了，通过改变变速器理论的档位来实现拖拉机的前进、后退、加速、减速等等功能。
本文介绍了拖拉机自动变速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该拖拉机自动变速器的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作，最主要的是其传动效率很高。
拖拉机自动变速器作为机械的一种，它工作时，发动机通过V带传动带动拖拉机自动变速器转动，从而间接地带动了拖拉机轮子的转动，这样拖拉机就可以行驶了，通过改变变速箱理论的档位来实现拖拉机自动拖拉机的前进、后退、加速、减速等等功能。关键词：机械工业；拖拉机变速器；传动机构；传动效率
Abstract
With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.
The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction procedurework.The inverted pendulum is a typical high order system, with multi- variable, no n-linear, strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model t o prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectiv ely reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper studies a control method of double inverted pendulum . First of all, the mathematical mo del of the double inverted pendulum is established, then make a control design to double invert ed pendulum on the mathematical model, and determine the system performance index weight matrix , by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Finally, the simulation of the system is made by . After several test matrix value the results are not satisfactory response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation re sults show: The system response can meet the design requirements effectively after Genetic Al gorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and otherfood, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structuredesign. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and designreasonable getthenecessarstrengthspeedandprocedurework.The inverted pendulum is a typical high order system, with multi- variable, non-linear, strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is re presentative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follo w-up and track, therefore.This paper studies a control method of double inverted pendulum . F irst of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established, then make a control design to double inverted pendulum on the mathematical model, and determine delay .
Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Fout degrees of freedom.
目录
1绪论 (6)
1.1拖拉机发展现状 (7)
1.1.1拖拉机结构形式的发展 (8)
1.1.2 拖拉机变速器的发展状况 (8)
1.1.3 课题研究的目的和意义 (8)
2 拖拉机变速器的总体方案设计 (10)
2.1 变速器的结构形式 (15)
2.2.1 变速器内部传动系统的布局............................................... 1错误！未定义书签。
3 拖拉机变速器体传动系统的设计 (14)
3.1变速器内部传动系统的具体结构 (16)
3.2 各档位的传动路线的确定 (18)
3.3 各档位的传动比及其速度的计算 (20)
3.3.1 各档位的传动比的确定 (27)
3.3.3 各档位速度确定 (27)
4 变速器内部传动零件的设计.............................................................. 2错误！未定义书签。
4.1 传动轴的设计计算....................................................................... 2错误！未定义书签。
4.2 传动齿轮的设计计算................................................................... 2错误！未定义书签。
4.3 带传动的设计计算....................................................................... 2错误！未定义书签。
5 变速器内部主要传动零件的强度校核 (25)
5.1 传动轴的强度校核 (25)
5.2 传动齿轮的强度校核 (26)
5.3 轴承强度的校核 (27)
参考文献...................... .. (28)
致谢...................... . (29)
1绪论
1.1 拖拉机发展现状
机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。
机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。
不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。
机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。
机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。
这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、拖拉机工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。
19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。
由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。
机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。
人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。
人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。
人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。
19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。
综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。
综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。
在全球经济发展的大环境之下，我国各个行业在受到其他国家先进技术冲击的同时，与国外品牌企业的沟通交流的机会也变的越来越多。拖拉机行业通过行业展会、科研合作等多种途径，不断的提高了自身实力和核心竞争力，缩小与发达国家之间的差距。
在新的市场需求的驱动下，拖拉机设备的更新和优化升级更加迫切。国内拖拉机设备生产企业充分挖掘市场潜力，大力发展大型环保节能的拖拉机械设备，在我国飞速发
展的农业从人工作业到机械化的转变中发挥着积极的作用。一般生产大型拖拉机设备的企业对设备传动效率指数上都有严格的要求。各企业在生产设备时，都充分考虑到设备在运行中可能会出现的种种问题，从而减少设备因为振动或者操作不当而引起的噪音大、污染重等现象。
国内拖拉机设备的研发及制造要与全球号召的低碳经济、经久耐用主题保持一致。加大拖拉机设备新型多样化的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。
拖拉机的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前拖拉机正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。
当今拖拉机产业的发展，是非常迅速的，用户对于拖拉机性能的要求是越来越高的。拖拉机变速箱的发展也并不仅限于此，无级变速箱便是人们追求的“最高境界”。无级变速箱最早由荷兰人范·多尼斯（VanDoorne’s）发明。无级变速系统不像手动变速箱或变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一个钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换档的突跳感觉。它能克服普通变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。通常有些朋友将变速器称为无级变速箱，这是错误的。虽然它们有着共同点，但是变速器只有换档是自动的，但它的传动比是有级的，也就是我们常说的档，一般变速器有2～7个档。而无级变速箱能在一定范围内实现速比的无级变化，并选定几个常用的速比作为常用的“档”。装配该技术的发动机可在任何转速下自动获得最合适的传动比。从市场走向来看，虽然无级变速箱是一个技术分量比较高的部件，但是也已经走进了普通轿车的“身体”之中，广本两厢飞度每个排量都有一款配置了CVT无级变速箱，既方便又省油，且售价也仅在9.68～11.68万元。而且奇瑞拖拉机销售公司表示QQ无级变速箱型年底上市。看来无级变速箱在中档车中的运用将越为广泛。
1.1.1 拖拉机结构形式的发展
拖拉机的结构形式主要有一下几个方面：首先是发动机，发动机主要是动力来源，工作方式简单的说是，把氧气和柴油混合喷进燃烧室，然后压燃，产生动力通过飞轮传单变速器。发动机后面是变速器，变速器主要是把发动机输出的单一速度转变成很多个速度级，然后根据不同的作业条件调整速度。原理就是改变传动比来改变行走速度还有需要的扭矩。变速器后面是液压提升体统，液压提升系统主要是用于挂接所需农具使用，
有的农具在使用过程中需要拖拉机把农具背起来作业，液压提升系统就可以。液压系统的工作原理就是利用液体不能压缩的原理工作的，液体动力来源于液压油泵，然后驱动液压油，因为液压油不能压缩，所以必须做功，然后通过改变油路，然后进到不同的油路，推动液压油缸做伸展运动。最后面还有动力输出，也就是拖拉机的二级动力，它是给拖拉机后面挂接的农具输出动力的，因为有的农具虽然背起来了，但是自己不会工作或者说没有动力源，然后拖拉机在后面给一个输出轴，作为后面农具的动力源，只要挂接传动轴就可以输出动力。
当今社会，拖拉机的发展不断地向着操作灵活，多样型，复合型发展，其具体结构形式的变更最主要的是体现在以下几个方面：
1）前轮小，后轮大。
传统的拖拉机的轮子基本上是一样大，但通过技术创新，改变了传动的结构形式，采用前轮小，后轮大的结构，这样更省力，操作起来也更方便。
2）拖拉机底盘上面安装有输出轴，可以直接给后面的需要工作的农业挂具提供动力。
3）橡胶履带式拖拉机
通常这样类型的拖拉机采用三角带传动，适合大功率，重负载的场合，目前西方资本主义国家正在着手研制。
1.1.2 拖拉机变速器的发展状况
从广义上面来说，现在市场上不同拖拉机所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器、负载换挡变速器、自动变速器。
一、手动变速器(MT)
①手动变速器：手动变速器可以采用滑动齿轮、啮合套和同步器换挡等方式。滑动齿轮换挡变速器的基本结构是主动齿轮在驱动轴上滑动，使其与从动齿轮相啮合。啮合套换挡是从动轴上的齿轮和主动轴上的空套齿轮经常处于啮合状态，移动主动轴花键上的啮合套，使空套齿轮与主动轴连接。与滑动齿轮相比，其滑动距离小，在圆周速
度低的部位啮合，故换挡较前者容易。以上两类换挡变速器由于结构简单、加工制造成本低，在拖拉机发展早期，应用较为广泛。但由于这两类变速器换挡时，两个齿轮的圆周速度不一致，挂挡时噪声大，若操作不当甚至会导致齿轮损坏，因此，自上世纪30年代同步器问世以来，这两类换挡变速器在欧美拖拉机上逐步被淘汰。同步器换挡变速器采用摩擦原理，使相啮合的齿轮的圆周速度迅速地相等后再挂挡，因此，其换挡平顺，
减少了齿轮啮合时的互相撞击，延长了齿轮的使用寿命，在拖拉机变速器发展史上占有重要的地位。
②负载换挡变速器：负载换挡变速器由于换挡过程简单且动力不中断，改善了拖拉机的操纵性能，提高了工作效率。自1959年Caterpillar公司在D9D拖拉机上首次成功地应用负载换挡以来，由于这种机构在换挡时所表现出的明显优点，吸引了许多厂家纷纷效仿。
自动变速器：自动变速器的换挡与人无关，以设计时给定的程序为基础，根据拖拉机行驶状态自动地进行变速。按所采取的传动形式不同，可分为液力机械式变速器、静液压式变速器和液压机械式变速器。液力机械式变速器是液力偶合器或液力变矩器与机械式变速器串联的传动装置，它可以使拖拉机平稳起步及防止传动系过载，但其最大的缺点是传动效率低。静液压式变速器由液压传动装置与机械式变速器串联组成，发动机的功率全部通过液压传动装置。液压机械式变速器是一种液压传动装置与机械式变速器并联的传动装置，通过差动机构功率合流或分流，这样，发动机功率仅部分通过液压传动装置，必要时又能将液压传动闭锁变为纯机械传动。因此，其总传动效率大大提高了，而且在低速区域可使机械传动输出为零，变为纯液压传动，有利于拖拉机的平稳起步。与液力机械式变速器相比，它的传动效率高，且高效区宽。
当今拖拉机产业的发展，是非常迅速的，用户对于拖拉机性能的要求是越来越高的。拖拉机变速器的发展也并不仅限于此，无级变速器便是人们追求的“最高境界”。无级变速器最早由荷兰人范·多尼斯（VanDoorne’s）发明。无级变速系统不像手动变速器或自动变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一个钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换档的突跳感觉。它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。通常有些朋友将自动变速器称为无级变速器，这是错误的。虽然它们有着共同点，但是自动变速器只有换档是自动的，但它的传动比是有级的，也就是我们常说的档，一般自动变速器有2～7个档。而无级变速器能在一定范围内实现速比的无级变化，并选定几个常用的速比作为常用的“档”。装配该技术的发动机可在任何转速下自动获得最合适的传动比。从市场走向来看，虽然无级变速器是一个技术分量比较高的部件，但是也已经走进了普通轿车的“身体”之中，广本两厢飞度每个排量都有一款配置了CVT 无级变速器，既方便又省油，且售价也仅在9.68～11.68万元。而且奇瑞拖拉机销售公司表示QQ无级变速器型年底上市。看来无级变速器在中档车中的运用将越为广泛。
1.1.3 课题研究的目的和意义
国内拖拉机变速器设备的研发及制造要与全球号召的低碳经济、经久耐用主题保持一致。加大拖拉机自动变速器设备新型多样化的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。
拖拉机变速器的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前拖拉机自动变速器正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。
本次设计的任务是拖拉机变速器的设计，通过让学生亲自了解变速器内部的构造和组成部分，通过对变速器内部工件的测绘来认识工件，通过利用计算机绘图软件例如CAD，来对工件进行零件图的绘制和装配，这样经过一系列的综合性训练，培养学生动手，动脑以及画图的能力。
2 拖拉机变速器的总体方案设计
2.1 变速器的结构形式
2.1.1 变速器内部传动系统的布局
拖拉机作为农业机械的一种，广泛应用于农业耕作行业等，适用于耕田、播种、施肥，装运等等各个农业领域。它工作时，发动机通过V带传动带动拖拉机变速器转动，从而间接地带动了拖拉机轮子的转动，这样拖拉机就可以行驶了，通过改变变速器理论的档位来实现拖拉机的前进、后退、加速、减速等等功能。在拖拉机的几个组成部分里，变速器是最重要也是最核心的部分，其组成机构及传动系统的布局图如下图所示：
3 拖拉机变速器体传动系统的设计
3.1 变速器内部传动系统的具体结构
拖拉机变速器体内部主要有各档位传动齿轮，各传动轴以及端盖，轴承等等零件组成，通过发动机驱动V带传动，从而带动拖拉机内部的传动机构动作，继而实现拖拉机轮子的转动，于是拖拉机就可以行驶了。其具体内部传动结构图如下图所示：
3.2 各档位的传动路线的确定
3.3 各档位的传动比及其速度的计算
3.3.1 各档位的传动比的确定
根据以上条件可知，该变速器体主要有传动齿轮副，传动轴系等等零件组成，各档位的传动比计算如下：
4812
1310117
9
3
4
1
2
1==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i
4212
13101158
3
4
1
2
2==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i
12121310117934
1
2
3==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i
1612
1310116
9
3
4
1
2
4==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i
1112
1310115
8
241
2
5==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i
612
13101169
2
4
1
2
6==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i
4012
1310113
8
1
2
==Z Z X Z Z X Z Z X Z Z i 倒
3.3.3 各档位速度确定
由于拖拉机的各部分已经标准化了，根据标准，我们选择标准直径为600MM 的车轮，于是各档位的速度分别如下：
h km V h km V h
km V /153/3.62/6.41=== h km V h km V h km V /156/145/6.114=== h
km V /6.5=倒
4 变速器内部传动零件的设计
4.1 传动轴的设计计算
（1）初步确定轴的直径
45
3556551303000=?=≥n p
A d mm （3.32）
根据工作条件，取90=d mm （2）传动轴受力分析
44
.51443601026.9225
11=??==m t d T F N （3.33）
54.1731062222cos 2044.5144cos '''1=??== tg tg F F t r δαN （3.34） 57.712062222sin 2044.5144062222sin ''''''=??== tg tg F F t a αN （3.35）
（3）绘制传动轴的受力简图，如图所示，求支座反力 ①垂直面支反力： 由∑=0
C M ，得：
02570
32=--a
r BY F L F L R （3.36）
N
L F L F R a r BY 13.6295.7612/36057.7125.20254.17312/36023=?+?=+=
由∑
=0
Y ，得：
图 4.1 传动轴的受力简
67.236013.62954.1731=+=+=BY r CY R F R N （3.37） ②水平面支反力： 由∑
=0
C M ，得：
032=-L F L R t BZ （3.38）
02.13685.7615.20244.514423=?==
L L F R t BZ N
由∑
=0
Z ，得：
56.309902.136854.1731=+=+=BZ r CZ R F R N （3.39） （4）作弯矩图： ①垂直面弯矩Y M 图： C 点
495.4790825.76113.6292=?==L R M BY CY N ·mm （3.40） ②水平面弯矩Z M 图： C 点
675.4780355.20267.23602=?==L R M BZ CZ N ·mm （3.41） ③合成弯矩M 图： C 点
153
.676785675.478035495.479082222
2=+=+=CZ CY M M M N ·mm （3.42）
（5）作转矩T 图：
6
102.3?=T N ·mm
（6）校核轴的强度： 按弯扭合成应力校核轴的强度
校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C ）的强度。由文献[1，15-5]可知，取6.0=α，轴的计算应力
3
.141501.0)1026.96.0(153.676785)(32522
32=???+=+=
W
T M c ασαMPa （3.43）
选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献[1]表115-可知，[]601=-σMPa 。因此，
[]1-<σσca ，故安全。
（7）精确校核轴的疲劳强度 ①判断危险截面
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面IV 和V 引起的应力集中最严重，而V
受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面C 的应力最大，但应力集中不大，故C 面不用校核。只需校核截面V 。
②截面V 左侧
抗弯截面系数 2744001401.01.03
3=?==d W mm
3 （3.44） 抗扭截面系数 5488001402.02.03
3=?==d W T mm
3 （3.45） 截面V 左侧的弯矩M 为
628.6265705.761705
153.676785=?
=M Mpa （3.46）
截面V 上的扭矩T 为 3200001=T MPa
截面上的弯曲应
28.2274400628.626570===
W M b σMpa （3.47）
截面上的扭转切应力
83.55488003200000
1===
T T W T τMPa （3.48）
轴的材料为45钢，调质处理。由文献[1]表115-可知，640=B σMPa ，2751=-σMPa ，
1551=-τMPa 。
由文献[1] 附表83-可知，用插入法求出
8
.2=σσ
εk ，24
.28.28.0=?=τ
τεk
轴按精车加工，由文献[1] 附图43-可知，表面质量系数为： 84.0==τσββ 轴未经表面强化处理，1
=q β
固得综合系数为
99.2184.01
8.211
=-+=-+
=
σ
σ
σ
σβεk K （3.49）
43.2184.01
24.211
=-+
=-+=
τ
ττ
τβεk K
由文献[1] §13-，§23-可知，碳钢的特性系数
2.0~1.0=σ? 取1.0=σ?
1.0~05.0=τ? 取05.0=τ?
所以轴在截面V 左侧的安全系数为
34
.4001.028.299.2275
1=?+?=+=-m b K S σ?σσσσσ （3.50）
02
.192
83.505.02
83.543.2275
1=?
+?=+=-m a K S τ?ττττστ （3.51）
5
.122.1702
.1934.4002.1934.402
2
2
2
=>=+?=
+=S S S S S S ca τ
στσ （3.52）
故该轴在截面V 左侧的强度是足够的。 ③截面V 右侧
抗弯截面系数 2197001301.01.03
3=?==d W mm
3 抗扭截面系数
4394001302.02.03
3=?==d W T mm 3 截面V 左侧的弯矩M 为
628.6265705.761705
153.676785=?
=M MPa
截面V 上的扭矩T 为 3200000=T MPa 截面上的弯曲应力 85.2219700628
.626570===
W M b σMPa
截面上的扭转切应力
28.743940032000001===
T T W T τMPa
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数
σα及τα按文献[1]附表23-查取。因
023.01303==d r ，08.1130140
==d D ，
05.2=σα，3.1=τα
又由文献[1]附图13-可得轴的材料的敏感系数为 83.0=σq ，87.0=τq
故有效应力集中系数按文献[1，附43-]为
87.1)105.2(83.01)1(1=-?+=-+=σσσαq k （3.53） 26.1)13.1(87.01)1(1=-?+=-+=ττταq k 由文献[1]附图23-可得轴的截面形状系数为58.0=σε 由文献[1]附图33-可得轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为76.0=τε
综合系数为
41.3184.01
58.087.111
=-+=
-+
=
σ
σ
σ
σβεk K
84.1184.0176.026.111
=-+=
-+
=
τ
ττ
τβεk K
所以轴在截面V 左侧的安全系数为
29
.2801.085.241.3275
1=?+?=+=
-m a K S σ?σσσσσ
96
.242
83
.505.02
83.584.1275
1=?+?=+=
-m a K S τ?ττττστ
5
.172.1896.2429.2896
.2429.282
2
2
2
=>=+?=
+=
S S S S S S ca τστ
σ
故该轴在截面V 左侧的强度是足够的。
4.2 传动齿轮的设计计算
1初步计算 （1）材料选择
因传动尺寸已经在图纸上面有注明，批量较小，故小齿轮用40Cr(调质），硬度241HB~286HB ，平均取为280HB ，大齿轮用45钢（调质），硬度229HB~286HB,平均取为240HB 。选齿轮精度为7级。
（2）节锥角的计算
1cot δ=i （3.11）
'''106222266.1cot cot ===arc i arc δ （3.12）
''''''''254676706222290 =-=δ （3.13）
由文献[2]表3314--可知，
8.15"06'2222cos 20sin 12cos sin 2212min
=?==*o a a h z δ （3.14）
式中，
*a
h 齿顶高系数，1=*a h 。
取小齿轮齿数301=z ，
8.493066.112=?==iz z （3.15） 取大齿轮齿数502=z 。
（3）根据工作条件的要求，大端模数为
12=m （3.16） （4）齿轮分度圆的直径
360301211=?==mz d mm （3.17） 600501222=?==mz d mm （3.18） （5）锥距
机械课程设计说明书(四级变速箱)
MB106A进给系统有级变速装置设计 1概述 1.1设计目的和容 （1）木工机床课程设计目的：木工机床课程设计是《木工机床设计》课程的一个实践教学环节，其目的在于，通过机床的传动设计，使学生受到方案比较、结构分析、零件计算、机械制图、技术条件编写及技术资料查阅等方面的综合训练，培养初步具有机床部件的设计能力。 （2）木工机床课程设计容：包括以下几项： 1 ）运动设计根据设计题目给定的设计原始数据确定其他有关运动参数，选定各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟订结构式或结构网，拟订转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。 2）动力设计根据设计题目给定的机床类型和电动机功率，确定各传动件的设计转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的强度、刚度或寿命。 3）结构设计完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计进给变速箱装配图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、变速、操纵、箱体、润滑与密封，以及传动轴和滑移齿轮零件的设计。 1.2设计要求 木工机床课程设计的容体现在设计图纸和设计计算说明书中，因此图纸和说明书的质量应并重，其具体要求如下： （1）进给变速箱部件装配图。它用以表明该部件的结构、工作原理、各零件的功用、形状、尺寸、位置、相互联接方法、配合及传动关系等。进给变速箱的装配图通常由外观图、展开图和若干横向剖视图等组成。如受学时所限，可绘制展开图和主要横向视图。 在装配图上，零件要标注件号、参数及数量，各轴要标注轴号。展开图上要标注各传动轴组件的主要配合尺寸（如轴承、花键等），还要标注一个能影响轴向装配尺寸的轴向尺寸链，横向剖视图应完整表达出一个操纵，标注啮合齿轮的中心距及公差，标注主要轮廓尺寸、定位及联系尺寸等，装配图的方案和结构要合理，图面整洁清晰，尺寸标注正确，符合国家标准。 （2）零件工作图。绘制若干个零件（如传动轴、滑行齿轮等）工作图，应能正确表达零件的结构形状、材料及热处理、尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技术条件等，符合有关标准规定。 （3）设计计算说明书。设计计算说明书是对所设计部件的性能、主要结构、系统等方面进行设计分析及理论计算的技术文件，应谁合理，依据充分，计算正确，条理清晰， 文句通顺，标点正确，图表清晰，字迹工整；篇幅不少于5000字，一律采用国家法定计 量单位，引用参考文献的有关结论及公式需用方括号标出，其主要容：概述（机床的用途 使用围、主要技术参数及特点等，同类型机床对比分析）；运动设计；动力设计（包括零件的初算及验算）结构设计（主要结构的分析、操纵、润滑及密封方式的说明）；其他（另 需说明或谁的有关冋题)；参考文献
拖拉机自动驾驶变速机构控制器的研制
拖拉机自动驾驶变速机构控制器的研制1 祝仕平，毛恩荣 中国农业大学 100083 E-mail：lusonly@https://www.wendangku.net/doc/9514746131.html, 摘要：本文简要介绍了国内外拖拉机自动驾驶技术的研究现状，论述了拖拉机自动驾驶系统的关键技术、拖拉机自动驾驶变速系统的组成部分以及变速机构控制器的控制对象。针对铁牛654拖拉机，提出了变速机构控制器的系统结构、控制原理以及软件设计方案。 关键词：拖拉机自动驾驶，变速机构控制器，ARM 1 引言 随着计算机技术、全球卫星定位技术、地理信息技术的发展以及精细农业的兴起，国内外许多研究机构开始围绕拖拉机自动驾驶技术展开研究工作。国外在农用车辆自动驾驶方面的研究进行得较早，20世纪70年代，世界各国许多工程师都对农田机械的自动导航进行了研究【1】。20世纪80年代末以来，随着传感器性能和性价比不断地提高，工程师们又研究出以机器视觉传感器和全球定位为核心的农田机械自动导航系统。1999年，法国雷诺拖拉机公司与法国Cemagref研究中心和法国巴斯卡尔（Pascal）大学电子自动化科研实验室合作，经过两年多的研制和实验，研制成功首台通过GPS操作的无人驾驶（自动）农用拖拉机。GPS 系统以及用于定位的传感器的最新发展，使农用拖拉机无人驾驶的研究出现繁荣景象，美国、日本、英国、丹麦、德国以及荷兰等国开始围绕拖拉机自动驾驶展开研究，并取得了一些成果【2】【3】【4】。在国内，针对拖拉机自动驾驶的研究较少，目前主要有：南京农业大学、西安交通科技大学对拖拉机视觉导航的研究以及中国农业大学对触觉式秸秆导向的研究【5】【6】。 拖拉机自动驾驶系统主要包括导航控制、路径规划、自动转向、自动变速等关键技术。其中，自动变速系统的ECU控制对象除了自动变速器中的选档机构、换档机构、离合机构，还包括油门机构、制动机构。本文所研究的变速控制器控制对象为制动机构、离合机构、油门机构，旨在实现拖拉机自动起步、加速、恒速、减速以及停车等功能。 2 系统结构 本项研究采用AMR7系列LPC2292芯片作为控制器ECU【7】【8】，如图1所示，控制器主要分为以下四个模块： ⑴A/D采集模块 对车速传感器、制动压力传感器、离合位置传感器的信号进行A/D转换和数据采集。 ⑵GPIO输出模块 1本科题资金来源：“中国农业大学211工程”重点学科建设项目。 -1-
拖拉机变速箱及后桥故障的诊断与排除
拖拉机变速箱及后桥故障的诊断与排除 一、齿轮磨损快速测定方法。这里向你介绍一种我国某大学研制成功的测定齿轮磨损的检测圆盘，可确定齿轮磨损的程度。 检测时只需将副变速轴的链轮轴盖打开，并用拆下的两颗螺钉将检测圆盘固定住，再将一带有磁性的小指针放在副变速轴芯上，则指针随副变速轴旋转。测量时，将驱动轮的前后用石块塞住，以提高检测精度。选择好挡位，顺向转动皮带轮将各啮合齿轮副的间隙消除，此时，将指针对准圆盘上“0”点，然后，反方向转动皮带轮，直到转动困难（消除所有传动间隙）或轮胎开始转动时为止，这时指针所指的读数即为该挡位的综合间隙角度。一般检测两次。完成一个挡位后，变换挡位，同样，再测定另一挡位的综合间隙角，直到所有挡位都测好为止。有些拖拉机不宜卸下链轮轴盖，可将检测圆盘用两块磁铁吸附在皮带轮上，随皮带轮一起转动。指针吸附在叶子板上，同样可测出各挡齿轮综合间隙角。由于传动比的变化及链条的影响，测得的数据略有变化，但仍能基本反映实际情况。 二、变速箱挂挡困难 1、故障现象：拖拉机在工作时，踩下离合器，难以挂
上所需挡位或出现响齿的现象。 2、故障原因：（1）齿轮端面有毛刺、剃角、剥落、裂口；（2）拨叉或拨叉轴有毛刺；（3）变速杆或拨叉轴有弯曲；（4）乱挡；（5）操纵杆连接处有松动；（6）离合器分离不彻底。 3、检查判断：（1）齿轮端面有毛刺、剃角、剥落、裂口时挂档会发出响声，应修去毛刺或更换齿轮；（2）拨叉轴定位槽磨损过度，将拨叉轴更换；（3）乱挡时，应拨正齿轮的位置；（4）离合器分离不彻底，应进行调整、检修。 三、自动脱挡 1、故障现象：正在行驶的拖拉机，出现发动机转速突然升高，车速变慢而停车，变速杆自动移入空挡位置，称之为“自动脱挡”，这种现象往往在大负荷时出现。 2、故障原因：（1）使用或调整不当，传动齿轮副的啮合不完全，或齿形局部磨损过度，使齿端变为锥形，在传动中齿轮除了受径向力外，又产生了轴向附加力，当轴向推力大于拨叉轴锁定弹簧压力时，就产生自动脱挡；（2）拨叉轴定位槽及锁定钢球（销）出现严重磨损，不能牢固地定位拨叉的位置；（3）定位弹簧变形，拨叉不能被锁定在弹簧固定挡位；（4）轴承或轴承座磨损过度，轴向间隙加大，使齿轮在传动过程中不易定位；（5）滑动齿轮的花健槽与花键轴相互磨损，配合间隙过大，传动时齿轮摇摆松动和震抖严重；
ZL15轮式装载机变速器项目设计方案
ZL15轮式装载机变速器项目设计方案 第1章绪论 1.1 选题的背景 装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、和矿山等工程建设。装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可或缺的装备之一[8]。 装载机可以用以下的方法来分类：（1）按用途分。分为露天装载机，用于露天作业；地下装载机，用于地下作业。（2）按发动机功率分。分为小型的，功率小于73.55kw；中型的，功率为73.55~147.10kw；大型的，功率为147.10~514.85kw；特大型的，功率大于514.85kw。（3）按行走机构类型分。分为轮胎行走机构（又分带铰接式车架和带有后轮转向的刚性车架两种）；履带行走机构。（4）按铲斗卸载方式分。分为前端式（又分为仅可前卸和既可前卸、又可一侧或两侧卸载两种）；后卸式；既可前卸、又可后卸。（5）按传动形式分。分为机械传动；全液压驱动；液压机械传动；电传动。（6）按发动机类型分。分为柴油机式（燃式）；汽油机式；电动轮机式。（7）按动臂在卸载时是否回转动分。分为不回转的；半回转的（回转90°）；全回转的（赚栋360°）。目前应用最广泛的是液力机械传动、带有铰接式车架、大型轮胎行走的前卸式装载机。 装载机变速器是装载机的重要部件之一，主要实现装载机在行进过程中变速及倒车功能。它由几十个零件组成，零件之间的装配关系相当复杂。因此变速箱的设计需要较长的时间和反复的实验。
履带拖拉机无级变速器设计(总体设计)
履带拖拉机无级变速器设计(总体设计) 摘要 液压传动可以保证车辆具有稳定最佳的速度，并可准确控制和随意地无级变化，包括零速和倒挡。以较小体积和重量保证大范围无级变速的条件下，其最大功率可以达纯液压功率的好几倍等比连续式初始段的输出转速 n线 b 相对平缓，也有较大的输出转矩。单行星排式是由单个行星排和一个机械自动变速器组成。本次设计采用单行星排形式的液压机械无级传动方案。液压机械无级变速器通过调节液压元件的相对排量来实现无级变速的。液压功率分流比定义为液压机械变速器中的液压路的输出功率（即经由液压路传递倒行星排的输入功率）与变速器总输出功率的比值（不计功率损失）。液压机械无级变速器在最小传动比和最大传动比范围内，传动是无级的。液压功率分流比反映了传动系统中的各种工作状态，合理设计机械传动参数和适当匹配变量泵和定量马达，可避免出现功率循环，从而提高传动效率。液压功率分流比越大，那么整个系统的效率越低。 关键词:拖拉机，液压机械传动，无级变速器，传动方案
DESIGN OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION OF TRACKED TRACTOR （SYSTEM DESIGN） ABSTRACT Hydraulic drive vehicles can guarantee stability with the best speed and can accurately control and no arbitrary level changes including zero-rate and reverse gear. To the smaller size and weight to ensure that the large scope of the CVT conditions, the maximum power can achieve pure hydraulic power several times. The maiden geometric continuous line of the output is relative moderate, but it’s also a larger output torque. Single planetary-row is composed of row single planet and a mechanical automatic transmission. The single-row form of planetary hydraulic machinery stepless transmission program is used in this design. Hydraulic machinery CVT can achieve the CVT by adjusting the hydraulic components of the relative displacement. Hydraulic power split ratio is defined as hydraulic mechanical transmission of hydraulic road output power (that is, by reversing hydraulic transmission path planetary row the input power) and the total output power transmission ratio (excluding power losses). Within the transmission ratio of hydraulic machinery CVT transmission ratio in the smallest and the largest, transmission is no rank. Hydraulic power split ratio reflects the transmission of the working state, Rational design mechanical transmission parameters and appropriate matching and quantitative variables pump motors, avoiding any power cycle thereby enhancing the efficiency of transmission. Hydraulic power is greater than segregation, then the whole system less efficient. Key words: tractor，hydro-mechanical transmission，stepless transmission，transmission scheme
履带拖拉机变速器改进设计 Ⅳ(有cad图)
履带拖拉机变速器改进设计Ⅳ 摘要 随着农业的不断进步发展，农业生产机械化、规模化及生产资料和农田建设材料等各种物资运输量越来越大，农民越来越需要拖拉机的帮助，因此，农用拖拉机的发展前景很广阔，会有较大的发展。 满足拖拉机的动力性和经济性指标，这与变速器的档数、传动比的范围和各档传动有关。拖拉机工作的道路条件越复杂、比功率越小，变速器的传动比范围越大。变速器与主减速器及发动机参数作优化配置，可得到良好的动力性和经济性。 变速器的结构对动力性，经济性，操纵的可靠性与轻便性，工作噪声等都有直接影响。变速器主要用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况下范围工作，设有空档和倒档。 本次设计按照传统设计方法，本着半经验半理论的设计原则通过类比法确定方案，参照已有车型变速器结构，最后以机械零件的强度和刚度理论对确定的形状和尺寸进行必要的计算和校核，以满足约束条件，进而缩短设计周期，降低设计成本。 关键词：变速器，传动比，设计，计算，校核
TRACKED TRACTOR TRANSMISSION IMPROVED DESIGN Ⅳ ABSTRACT With the continuous progress of agricultural development, agricultural production mechanization, the scale of the means of production and agricultural land and building materials and other goods traffic increasing, more and more farmers need the help of tractors, therefore, farm tractors development prospects are broad, there will be greater development. Tractors to meet the power and economic indicators, and transmission of the file, the transmission ratio of the scope and the transmission of the file. Tractor work of the road conditions more complex than the smaller power, the transmission of the transmission ratio greater. Reducer and the main transmission and engine parameters to optimize the allocation and availability of power and good economy. In order to make it come true that the transmission is adapted to the engine and its structure is sound, I pay close attention to the development of the clutch transmission shaft and collectivity arranging designers in my design, and have a repeating discussion with them . For shifting gear steadily , fourth and third gear have synchrotron ,and in consideration of the simplicity and reliability .According to the traditional mean of design ,part experience and theory and analogism ,the blue print come into being .by virtue of tradition transmission I verify the size of element which have been chosen, according to mechanical theory, in consideration of the qualification bringing down the cost and cycle time. KEY WORD：Transmission, transmission ratio, design, calculations, checking
拖拉机变速箱毕业设计
引言 小四轮拖拉机是广大农民广泛使用的机械，但随着农村现代化建设、小型施工及装卸机械化的发展，需要通过小四轮拖拉机的改进，进一步拓展小四轮拖拉机的功能，是一种显著的节本增效的工程技术，具有很强的实用性。 农业的大发展，农业基础设施的改善与农业生产效率的提高是农业发展的必要条件，农业机械在这个发展过程中将具有决定性的作用。自20 世纪90 年代以来，国外农业机械进入了一个新的发展时期，在广泛应用新技术的同时，不断涌现出新结构和新产品。同时，继完成提高整机可靠性任务后，技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量和智能化程度，努力完善产品的标准化、系列化和通用化，改善驾驶人员的工作条件，向节能、环保方向发展。随着微电子技术向农业机械的渗透，现代大功率农用拖拉机日益向智能化和机电一体化方向发展。目前，我国农业机械化在调整和反哺中快速、健康地发展进入了快速发展的战略机遇期。国内一些大型企业，不断学习国外的先进经验和技术，加大技术改造和升级换代力度，推进了国产农业机械产品质量的提高，但我国的制造水平与上述发达国家存在着较大的差距。因此，了解发达国家动力机械的特点与优势，寻找差距，发挥自己的长处是我国拖拉机制造业的当务之急。 随着变型运输拖拉机和农用运输车的发展，原来依靠农村运输业发展起来的小四轮拖拉机逐步转向田间地头。然而，目前小四轮拖拉机田间作业能力差，又没有很多配套的农业机械，农忙季节短，致使大量小四轮拖拉机一年中作业时间短，被迫长期闲置着。这影响了农村专业户的作业效益，也造成了不应该有的资源浪费。针对这些情况，我们在原有小四轮拖拉机的基础上稍微作些改动，使它的功能延伸。譬如可在原来小四轮拖拉机的基础上，改变座位、方向盘、离合、油门、刹车的方位，把拖拉机变成倒开式，在变速箱后安装挖掘装置、铲运装置或装载装置而成。 本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创造的分析、解决技术问题。通过毕业设计，使学生掌握改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算。
ZL15轮式装载机变速器设计
摘要 轮式装载机属于铲土运输机械类，是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等建设工程的土石方施工机械。具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可或缺的设备之一。变速器是传动系统中重要的“三大件”之一，它的结构复杂，材质要求高，加工难度大。其功能是改变来自发动机的转矩与转速，使其配合工作人员和工作环境发挥其应有的作用。 本文首先确定变速器主要部件的结构型式和主要设计参数，在分析变速器各部分结构形式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案，采用传统设计方法对变速器各部件齿轮、轴和同步器进行设计计算并完成校核。最后运用AUTOCAD完成装配图和主要零件图的绘制。 关键词：轮式装载机；变速器；齿轮；轴；同步器 ABSTRACT
Wheel loader shovel soil transportation machinery belongs to, is a widely used in road, railway, construction, water and electricity, ports and mining and other construction engineering conditions construction machinery. With homework speed, high efficiency and convenient operation flexibility good, etc, and to speed up eng-ineering construction speed, reduce labor intensity, improving engineering quality, reduce project costs play an important role in modern mechanical construction, is one of the indispensable equipment.Transmission is transmission system important "3 big", it is one of the complicated structure, and the material of the demand is high, processing is difficult. Its function is to change from engine torque and speed, and make it work environment with staff and play their due role. This paper first determine the transmission of the main parts of structure and main design parameters, and on the analysis of various parts structure, transmission is developing process and the advantages and disadvantages of past form, on the basis of overall design scheme determined, the traditional design method of the transmission parts gear, axis and synchronizer for design calculation and complete checking.Finally using AUTOCAD complete assembly drawings and main component drawing. Key words:Wheel Loaders; Transmission; Gear; Axis; Synchronizer
履带拖拉机无级变速器设计(行星机构设计)
履带拖拉机无级变速器设计（行星机构设计） 摘要 目前国际上大功率履带拖拉机以及部分工程车辆的传动系广泛采用液力变矩器与动力换档变速箱组合形式，即动力机械传动。还有部分先进机型采用了全液压传动技术，其操纵已由手动电液控制或微电脑控制技术方面发展，并取得非常好的效果，大大提高了整机行驶平顺和作业性能，虽然他们都具有无级变速的功能，操纵轻便，整机动力性好，可靠性高，但由于传动系的传动效率较低，直接影响了整机生产率和经济性。 液压机械无级变速器是综合了机械传动高效率和液压传动无级变速两方面优点的新型传动机构。液压机械无级传动是一种多流传动系统，它将功率分为液压和机械两路传递，分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合，最两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级变化输出速度。和液力机械传动相比，装载量最大可提高30%，燃油经济性最大可提高25%。 此设计主要是针对行星齿轮机构以及控制部分离合器的设计。对于行星齿轮采用单排的结构形式，这样可以减小整个无级变速器的轴向尺寸，但是为了能够承受较大的和变化的载荷，于是在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷。本设计采用3个行星论均匀的布置形式就可以达到要求。其控制部分采用多片的用压力油控制的湿式离合器。离合器随着载荷的增加可以增多摩擦片的对数或增加其径向尺寸。在设计的过程中这两方面是综合考虑的，因为不可能使轴向或径向的尺寸过分的偏大。 关键词：拖拉机，液压机械传动，无级变速器，行星排
DESIGN OF CONTINUOSLY VARIABLE TRANSMISSION OF TRACKED TRACTOR （PLANETARY GEARS DESIGN） ABSTRACT At present, international large crawler tractors, as well as some works vehicles widely used transmission torque converter with variable power shift speed box combinations, which is the power mechanical drive. There are also some advanced models use a hydraulic transmission technology, which has been manually manipulated its electro-hydraulic control or microcomputer control technology development, and achieved very good results, greatly enhance the overall ride comfort and operational performance, although they have CVT function, manipulating light, whole dynamic, and high reliability, but because the transmission system drive less efficient direct impact on the overall productivity and economy. Hydraulic machinery CVT is a synthesis of highly efficient mechanical transmission and hydraulic drive CVT merits of the two new motivation - structure. Hydro-Mechanical - drive is a multi-stream transmission, power will be divided into two hydraulic and mechanical transmission path, streaming agencies triaged hydraulic motor in forward and reverse maximum speed between both CVT. Each of its itinerary and a planetary gear mechanism for a state match, most roads converge into two by a number of variable speed converge and the group has to absolutely no higher level of output speed changes. Hydraulic and mechanical transmission, the loading capacity can be increased by 30%, fuel economy can be increased 25%. This design is mainly directed against planetary gear mechanism and the control of the clutch part of the design. For single planetary gear arrangement of the structure, thus reducing the entire CVT axial dimensions, however, in order to be able to make and take greater changes in the load, So in the center of the
CM6132机械系统设计课程设计精密车床主轴箱与变速箱系统设计说明
目录 绪论 (1) 1．概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3．运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)
3.4绘制转速图 (17) 3.5 齿轮齿数的估算 (20) 3.6 主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3 带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I 轴的设计 (42) 5.2.2 II 轴的设计 (42) 5.2.3 III 轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)
拖拉机变速器设计-拖拉机变速箱
摘要 随着国民经济的持续发展，机械工业也在不断地发展着，各种设备都在不断地发展，创新着。特别是在农业方面，拖拉机的应用非常广泛，在一些特定的工作场合，拖拉机体积小，变速灵活，价格成本低廉很受欢迎，越来越多的农业工作者选择拖拉机作为耕田施肥等等的辅助工具。根据市场调查发现，拖拉机变速器必须满足当今人们对拖拉机速度调节方面的灵活性操控等需求，能够在不改变发动机的扭矩和转速的情况下，改变拖拉机的驱动力和行驶速度；在发动机曲轴旋转方向不变的情况下，使拖拉机前进或后退；在发动机不熄灭的情况下，可使拖拉机长时间停车或进行固定作业。变速器有自锁功能（只能挂一个挡）、互锁装置和倒挡锁装置。 目前市面上的拖拉机变速器大多都是采用传统的变速结构，在某些特定的区域，这种结构形式的拖拉机变速器非常不受欢迎。由于以往的拖拉机变速器采用传统的结构形式，这样就造成传动精度不好控制，保养维护费用较高;同时存在一定的安全隐患。因此，对整机的安全性要求较高，操作时也会给工作人员带来强烈的震动，使得操作很不舒服。虽然传通的拖拉机变速器传动效率较高，变速效果较好，但是价格也较昂贵，对于一般的用户难以接受。所以研究一种新式的拖拉机变速器势在必行！ 本文介绍了拖拉机变速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该拖拉机变速器的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作，最主要的是其传动效率很高。 拖拉机作为农业机械的一种，广泛应用于农业耕作行业等，适用于耕田、播种、施肥，装运等等各个农业领域。它工作时，发动机通过V带传动带动拖拉机变速器转动，从而间接地带动了拖拉机轮子的转动，这样拖拉机就可以行驶了，通过改变变速器理论的档位来实现拖拉机的前进、后退、加速、减速等等功能。 本文介绍了拖拉机自动变速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该拖拉机自动变速器的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作，最主要的是其传动效率很高。 拖拉机自动变速器作为机械的一种，它工作时，发动机通过V带传动带动拖拉机自动变速器转动，从而间接地带动了拖拉机轮子的转动，这样拖拉机就可以行驶了，通过改变变速箱理论的档位来实现拖拉机自动拖拉机的前进、后退、加速、减速等等功能。关键词：机械工业；拖拉机变速器；传动机构；传动效率 Abstract
拖拉机传动系设计步骤
用本软件设计机械传动系步骤简介 (以拖拉机传动系为例) 目录 一、第一步：画传动系简图：------------------------------------2 二、第二步：变速箱排挡设计：----------------------------------2 三、第三步：对传动系进行初步分析计算：------------------------5 1、确定传动系中各传动零件的计算载荷：-------------------------5 2、对传动系进行运动分析：-------------------------------------8 四、第四步：传动系齿轮类零件设计：----------------------------9 1、圆柱齿轮设计：---------------------------------------------9 2、圆锥齿轮设计：--------------------------------------------13 五、第五步：传动系方案图绘制：-------------------------------18 六、第六步：对传动系的其它零件进行设计(校核)计算： ----------19 1、轴和轴承校核计算：----------------------------------------19 2、连接类零件校核计算：--------------------------------------23 3、尺寸链校核计算：------------------------------------------29 4、弹簧类零件设计计算：--------------------------------------30 5、动力换挡离合器设计计算(如果有)：--------------------------35 6、主离合器设计计算(如果有)：--------------------------------36 7、CVT V型带校核计算(如果有)：------------------------------36 七、第七步：对传动系进一步校核计算： ------------------------37 1、变速箱同步器校核计算(校核变速箱的操作力)：----------------37 2、传动系效率估算：------------------------------------------42 3、传动系发热冷却估算：--------------------------------------43 4、传动系润滑估算(还不详细)：--------------------------------44 八、第八步：对传动系进行升级校核计算： ----------------------44 1、对全部圆柱齿轮进行升级校核计算：--------------------------44 2、对全部轴和轴承进行升级校核计算：--------------------------44
拖拉机变速箱的保养与维修技术
拖拉机变速箱的保养与维修技术 摘要介绍拖拉机传动系统中重要的组件变速箱在工作中的保养技术，总结了其经常出现的故障及排除方法，提出了其维修技术，以供参考。 关键词拖拉机变速箱；保养；故障；维修 变速箱在发动机上位于离合器和中央传动之间，包含有级变速和无级变速2种，是拖拉机传动系统中一个重要的工作组件，在实际的工作中，起着至关重要的作用，它能实现增扭减速、空档停车、倒档行驶和输出动力等五大功效，由于它的高频率使用，在工作中经常会发生故障，因此要经常性的保养和维修[1]。现将笔者在长期从事农业机械的工作中积累的经验总结如下，以供大家参考。 1 保养技术 拖拉机在行驶和作业时，遇到障碍或路面崎岖不平时，就放慢速度，以防变速箱内的轴和齿轮受冲击而损坏。挂档时，如果离合器分离后挂档仍然困难，可以抬起离合器，让齿轮转过一定角度后再重新踏下离合器重新挂档。切记不要强行挂档，以免打坏齿轮[2]。换档时，脚要用力踏下离合器，做到彻底分离，以免打坏齿轮，同时挂档杆要推到位，保证齿轮全部咬合，防止自动脱档。摘档时仍然要将离合器踏到底，彻底分离，以减少拨就、齿轮和变速杆的磨损。拖拉机每工作满100 h后，应停车检查变速箱油面高度，确保有足够的齿轮油。拖拉机每工作满500 h左右应清洗变速箱，更换齿轮油。清洗的时候要在拖拉机热车后趁热放出脏油，然后加入适量的清洁柴油，将拖拉机起动后，前后行走数次后，再停车将柴油放出齿轮箱，并加入足量规格合格适时的齿轮油。定期检查各处油封和纸垫的密封情况，必要时应予以更换[3]。 2 故障现象及排除方法 2.1 乱档 故障现象：挂档时挂不上所需要的档位或者是摘不掉档，必须踩下离合器才能起动发动机。 原因及排除方法：一是变速杆或拨叉与滑动齿轮的环槽严重磨损，或锁定装置损坏，此时应进行修理或更换损坏的零件。二是前一个档位没有摘掉或摘清，就挂上了第2个档位，比如：3档没摘掉或没摘清就直接挂到5档的位置，这样5档就摘不掉了，发动机一起动就是5档，此时就必须打开变速箱盖进行人工修理。 2.2 自动跳档 故障现象：拖拉机在正常行驶、遇到颠簸的路面或者遇到大的负荷时，就会
装载机的轮边减速器结构设计
本科毕业设计 (论文) 装载机的终传动结构设计 Design of Final Drive Structure of Loader 学院：机械工程学院 专业班级：机械设计制造及其自动化机械092 学生姓名：李磊学号： 510910239 指导教师：杨平 2013 年 5 月
目录 1 绪论 (1) 1.1装载机发展史 (2) 1.2装载机的分类 (3) 2轮边减速器 (4) 2.1轮边减速器的主要型式及其特性 (4) 2.2轮边减速器的选用 (5) 2.3 轮边减速器的润滑 (5) 3 轮边减速器齿轮的设计 (7) 3.1选定齿轮类型、精度等级、材料以及齿数 (7) 3.2 按齿面接触强度来进行设计 (7) 3.3按齿轮的齿根弯曲强度来设计 (9) 3.4 几何尺寸的计算 (10) 4输入轴的设计 (11) 4.1尺寸设计 (11) 4.2按弯扭合成应力校核轴的强度 (14) 4.3精确校核轴的疲劳强度 (15) 4.4按照静强度条件进行校核 (21) 5输出轴的设计 (23) 5.1尺寸设计 (23) 5.2 精确校核轴的疲劳强度 (24) 结论 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30)
1 绪论 装载机在港口、铁路、水电、公路、矿山、建筑等建设工程中是一种常用的施工机械，用途十分广泛，其主要作用就是用来铲装泥土、砂子、煤炭、石灰等散状物体，显然它当然也可以对地下的矿材和坚硬土壤等等物体进行铲挖作业。如果将它的的工作装置进行改变还可以起到起重、推土以及装卸的作用。此外，在建设公路中，特别是在高级公路建设中，装载机作用于路基工程的运输、填埋、挖取以及混凝土料场的收集与装取等作业。另外装载机还可进行推运土壤、碾平地面和牵引其他工程机械等作用。因为装载机在这些方面具有作业运输速度快、操作方便、办事效率高、机械的机动性好等很多优点，所以它成为了工程施工建设中的主要核心机械。 国内 ZL50型号的装载机生产厂家除了极个别厂家采用了自行研制生产的传动系外，大多数的厂家采用的几乎都是同一套传动系而且十分结构相似，液压变速器和驱动桥都是我国六七十年代测绘的外国公司产品所模仿设计的，这几十年来还未作设计改变。 国产轮式装载机正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中等价位、经济的实用过渡。再从仿制走向自己研发过渡，各大主要制造厂不断的进行技术创新以及改变，另外加上采用不同的技术方案，技术人员在主要部件及系统上进行技术创新，解决了产品雷同的窘境，在这些年的研发里国内的装载机发生了天大的变化，从低质量以及低价位的竞争之中闪亮走出，从而成为了装载机这一行业的领先者。 （1）大型和小型轮式装载机，在近几年的发展过程中，受到客观条件及市场需求量的干扰。在这些轮式装载机的竞争中，中型的装载机更新最为之快相信它的发展速度会越来越快。 （2）根据各生产厂家的实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构件的刚度以及强度，这使现在的整机的稳定性以及可靠性得到了大幅度的提高。 （3）从细微的方面改变装载的系统以及结构。比如装载机的动力系统的减振，还有散热系统等结构的优化、装载机的工作装置性能指标的优化及各方面的防尘、建设中的造型设计等等。 （4）提高装载机的稳定性和安全性能。让驾驶室具备更多的功能，将驾驶室的环境变得和汽车差不多，这样驾驶员才能更有效率的操作，其中包括装载机的座椅、方向盘、各操纵档都能方便调节，使驾驶员能够随时随地的处于最佳工作状态。 （5）利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，从而来提高工作效率，节约资源，以及装载机工作中的成本。