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12型-机耕船变速箱总成设计【24张CAD图纸+毕业论文】

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12型 机耕船 变速箱 总成设计 cad图纸 毕业论文
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12型-机耕船变速箱总成设计

40页 12000字数+说明书+24张CAD图纸【详情如下】

A0总装图.dwg

A2-齿轮10.dwg

A2-齿轮11.dwg

A2-齿轮8.dwg

A3-齿轮1.dwg

A3-齿轮2.dwg

A3-齿轮4.dwg

A3-齿轮5.dwg

A3-齿轮6.dwg

A3-齿轮7.dwg

中央轴-A3.dwg

动力输出轴-A2.dwg

动力输出轴右轴承盖-A4.dwg

动力输出轴止推套-A4.dwg

动力输出轴隔套-A4.dwg

变速箱A-A向-A2.dwg

变速箱壳体P向-A3.dwg

变速箱壳体上视图-A2.dwg

变速箱壳体后视图-A1.dwg

第一轴-A1.dwg

第二轴-A3.dwg

第二轴右轴承盖-A4.dwg

第二轴轴套-A4.dwg

驱动轴-A1.dwg

12型-机耕船变速箱总成设计论文.doc

  12型-机耕船变速箱总成设计

   摘 要: 本文是介绍机12型—机耕船变速箱结构和工作流程,在生产中的意义以及有待解决的问题。在分析了变速箱在整个工程机械和农业机械中的重要意义以及一些有待解决的科研问题之后,并以我广昌—12型机耕船作为物质基础而进行的变速箱更新设计;本变速箱是集变速机构、离合机构及制动机构为一体的一代变速箱。

   关键词:变速;变速箱。

Type 2 - boat tractor gearbox assembly design

   Abstract: This article is to introduce machine type 12 - boat tractor gearbox structure and workflow in the production of meaning as well as the issues to be resolved. In my the Guangchang 12 boat tractor gearbox significance of the entire construction machinery and agricultural machinery as well as number of pending research problem and as the material basis and gearbox updated design; gearbox is the set shifting mechanism, clutch mechanism and the brake mechanism as one generation gearbox.

   Key words: Gearbox; gear; tillage machine                        

目录

第一章 绪论5

1-1  机耕船的应用概况5

1-2  机耕船工作特性5

1-3  变速箱的性能特性要求6

1-4  设计任务和要求7

第二章 机耕船传动系统设计7

2-1  机耕船的主要参数7

2-2  机耕船传动系统设计9

第三章 变速箱分级变速传动链设计16

3-1  传动链转速图的设计16

3-2  传动副齿轮齿数的确定20

3-3  变速箱计算转速的确定28

第四章 变速箱结构布局与箱体设计29

4-1  变速箱结构布局29

4-2  变速箱箱体设计32

第五章 设计总结 37

5-1  结论综述37

5-2  存在不足38

5-3  船式拖拉机变速箱发展趋势38

参考文献38

致谢39

使机耕船越陷越深,因而有可能利用猛接离合器起步或者利用“插杠子”的方法使机耕船自行驶出陷坑。

同时,由于机耕船整机重量大部分被浮在泥土表面上的船体承托,不直接压在驱动轮上,轮刺入土深度受到船底至轮刺尖端距离的限制,因此,在浅泥脚水田中机耕船就不会像拖拉机下水田那样将轮刺尖端深深扎入硬底层而使硬底层找到破坏。这样,机耕水田的泥脚就不会逐年加深。一些机耕船采用了驱动轮轴相对船体位置可以上下调节的机构来控制轮刺的入土深度,就可以在不同泥脚的水田中作业,既保证有足够的深度以获得所需土壤的推进力来驱动机耕船,又不至于产生过大的阻力和破坏水田底层。

二、转向轻便灵活,空行率低

机耕船在水田作业时没有导向轮,是利用履带拖拉机的转向原理,利用改变左右驱动轮的推进力和转速来实现转向的。在转向时,由于机耕船的转向力矩较轮式拖拉机导向轮可能产生的转向力矩大,所以在水田中能够有娇小的转向半径和较短的时间,对地头的破坏不显著。

根据某些资料的统计,机耕船在田头从起犁转弯到落犁的时间,每一次一般为2~6秒;而拖拉机在不用单边制动时每次田头转弯时间约为15~20秒,采用单边制动时则为10~13秒。由于转向灵活、转弯半径小、转弯时间短,使机耕船具有较小的空行率和较高的时间利用率。

三、比同功率手扶拖拉机有更好的牵引性能和更高的生产率

由于机耕船在水田中运用先进的行驶原理。在陆地上又有较大的使用量,因此它水田和陆地均可获得较大的推进力,从而具有比现有同功率手扶拖拉机更大的牵引力。而且机耕船在水中的滑动损失较小,因此,它在水田中的牵引效率也较高。较大的牵引力使机耕船能够配带较宽幅的农具,因此其作业负荷系数高。

四、机耕船制造容易,比手扶拖拉机有更好的使用性能

(1)重心低,运行平稳,爬坡越埂等通过性较好,转向灵活。一些前轮驱动和四轮驱动机型更能适应山区、丘陵的作业条件。

(2)有船体和简易驾驶棚,可防止泥水飞溅和日晒雨淋,改善了驾驶员的劳动条件。

(3)结构较简单,制造容易,维修方便,一般县级农机厂都可制造。

                 1-3、变速箱的性能特性要求

变速箱又称中央传动箱,由离合器、变速齿轮、制动总成、换档机构等组成。变速箱是机耕船的主要工作部件,也是影响机耕船性能的重要部件,是在使用过程中是最易发生故障的部件之一。机耕船主要工作在比较深的水田里,传动的平稳性决定了该机耕船的推广价值;变速箱的通用性和适应性是机耕船中最重要的部分,决定了整个机器的性能和市场价值。因此,变速箱的设计就成为船式拖拉机整体设计中的关键环节,意义非常重大!

   由于机耕船实际行驶的地面条件非常复杂,要求机耕船的牵引力和行驶速度必须能够在一定大的范围内变化。另外,机耕船实际行驶过程中常常需要倒向行驶。因此,机耕船变速箱必须具有以下几个基本要求:.

   1)保证机械有必要的动力性和经济性。

   2)设置空挡,用来切断发动机动力向驱动轮的传输。

   3)设置倒档,使机械能倒退行驶。

    4)设置动力输出装置,需要时能进行功率输出。

   5)换挡迅速,省力,方便。

   6)工作可靠。行驶过程中,变速器不得有跳挡,乱挡以及换挡冲击等现象发生。

   7)变速器应当有高的工作效率。

   8)变速器的工作噪声低。

1-4、设计任务和要求

本次设计的主要任务是针对广昌12—型机耕船变速箱作为物质基础,体会其设计原理,掌握其工作原理。

   主要有内容有:

   船式拖拉机传动系统设计

1)机耕船的主要参数(动力匹配、行走速度、输出扭矩等)

2) 机耕船传动系统设计(方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等)

   变速箱分级变速传动链设计

1)传动链转速图的设计

2)传动副齿轮齿数的确定

3)变速箱传动系统图

4)变速箱计算转速的确定

   变速箱结构布局与箱体设计

1) 变速箱结构布局(详细说明传动轴的空间布局、操纵机构的布置等)

2) 变速箱箱体设计(详尽说明轴承底孔位置精度、箱体结构、基准、强度等)

3) 变速箱总装图及其展开图设计

     5.3 船式拖拉机变速箱发展趋势

我国是拖拉机生产和使用大国,拖拉机保有量居世界前列,但与欧美等发达国家相比,我国拖拉机在设计、制造、技术装备、新产品研发、试验研究及生产组织管理等方面都存在一定的差距。为了振兴我国拖拉机工业,改善我国拖拉机的使用性能,参与国际市场竞争,建议我国拖拉机变速箱及传动系应做以下改进:

(1)我国拖拉机上目前广泛采用滑动齿轮或和啮合套两种换挡方式,是国际市场上被淘汰的产品。应改为同步器换挡,或者主变速箱为同步器换挡、副变速箱为啮合套换挡。

(2)为满足多种田间作业的需要和便于充分利用拖拉机的动力,应增加变速箱的挡位数。

(3)为提高运输作业生产率和燃油经济性,增设运输挡,提高运输速度。近几年,我国拖拉机运输速度有了一定的提高,但幅度不大,仅局限在30km/h左右。而西欧拖拉机的最高运输速度为40km/h,个别机型为50km/h。

(4)增设爬行挡,以满足类似于旋转开沟等低速作业项目的需要。

(5)配套增扭器供用户选择。

(6)充分吸收国外先进技术,积极研制和应用负载换挡变速箱,缩短与国际拖拉机水平的差距。

(7)加装前悬挂装置和前动力输出轴,发展复合式作业拖拉机。配套多标准转速的动力输出轴,以适应多种作业机械的需要,更好地利用发动机的功率。

变速箱是拖拉机传动系重要的组成部分,对其的发展历史、现状及发展趋势进行了解,对推动我国拖拉机新产品开发研制,提高我国拖拉机产品的质量和性能具有重要的意义。

参考文献                            

(1)李文哲.汽车拖拉机学.第二册,地盘构造与车辆理论,北京:中国农业出版社,2006

(2)陈于萍,周兆元.互换性与测量技术基础.第二版,北京:机械工业出版社,2005

(3)朱龙根.机械系统设计,第二版,北京:机械工业出版社,2011

(4)李宝筏.农业机械学,北京:中国农业出版社,2003

(5)钟毅芳.机械设计,第二版,武汉:华中科技大学出版社,2001

内容简介:
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文(设 计) 题目: 12型-机耕船变速箱总成设计 学 院: 工学院 姓 名: 邱鹏 学 号: 20090942 专 业: 农业机械及其自动化 年 级: 农机091 指导教师: 曾一凡 职 称 副教授 二0一三年 五月 12型-机耕船变速箱总成设计 学 生:邱鹏 指导老师:曾一凡 (江西农业大学工学院) 摘 要: 本文是介绍机12型机耕船变速箱结构和工作流程,在生产中的意义以及有待解决的问题。在分析了变速箱在整个工程机械和农业机械中的重要意义以及一些有待解决的科研问题之后,并以我广昌12型机耕船作为物质基础而进行的变速箱更新设计;本变速箱是集变速机构、离合机构及制动机构为一体的一代变速箱。关键词:变速;变速箱。 Type 2 - boat tractor gearbox assembly design Student: Qiupeng Tutor: Zengyifan (College of Engineering, jiangxi Agricultural University, nanchang, China)Abstract: This article is to introduce machine type 12 - boat tractor gearbox structure and workflow in the production of meaning as well as the issues to be resolved. In my the Guangchang 12 boat tractor gearbox significance of the entire construction machinery and agricultural machinery as well as number of pending research problem and as the material basis and gearbox updated design; gearbox is the set shifting mechanism, clutch mechanism and the brake mechanism as one generation gearbox.Key words: Gearbox; gear; tillage machine 目录第一章 绪论51-1 机耕船的应用概况51-2 机耕船工作特性51-3 变速箱的性能特性要求61-4 设计任务和要求7第二章 机耕船传动系统设计72-1 机耕船的主要参数72-2 机耕船传动系统设计9第三章 变速箱分级变速传动链设计163-1 传动链转速图的设计163-2 传动副齿轮齿数的确定203-3 变速箱计算转速的确定28第四章 变速箱结构布局与箱体设计294-1 变速箱结构布局294-2 变速箱箱体设计32第五章 设计总结 375-1 结论综述375-2 存在不足385-3 船式拖拉机变速箱发展趋势38参考文献38致谢39 第一章 绪论 1-1、 机耕船的应用概况根据各地自然条件的(地形、土壤)、耕作方法的、工业水品的不同,各省机耕船的各项使用性能也不同。因此,各省的机耕船各具特色。从自然条件看,有的地区多山地丘陵,土壤和泥脚情况复杂,田块面积小,田与田之间落差大,机耕船的转移频繁;有的地区水田土壤特别稀软,泥脚特别深,承受能力极小。这些地区发展了马力小,重量轻,船体接地比压小,爬坡能力强的湖北6型,川丰52型铧架导向式机耕船;适用于狭小田块耕作、空行率低的川丰53型梭行耕作机耕船;以及牵引力大、越野性好、能适应多种土壤的万县12型四轮驱动机耕船。从工业水品看,有的地区有较好的手扶拖拉机生产基础,因而相应发展了由手扶拖拉机变型的工农12型、东风12型、广西工农12型,江淮12型等机耕船,以及用手扶拖拉机改装的机型。有的地区工业生产基础相对薄弱,就着重发展便于制造、推广的湖北12简易型、湘江10型、湘江5型等简易机耕船、一些地区在洪湖12型机耕船的基础上,对其机构、性能作了不同程度的改进,形成了新的机型。如湖北12型将前轮转向传动由钢丝绳改为齿轮和蜗轮蜗杆,并调整了转向牙嵌的布置和结构等。随着机耕船的深入发展,各地正在向一机多用、综合利用方向发展。机耕船在我国各地的广泛应用和推广,是这些地区的农业机械化水品不断提高,双季稻面积迅速增加,粮食产量稳步上升。据调查,有的省机耕船、机滚船已成为机械化作业的主要机型之一,其作业面积约占全省机耕面积的30%40%。一些处于山区的地区和县,这一比例高达85%以上。拥有大片湖田的湖北省监利县大力推广简易机耕船,1974年以来已生产了40000多台,基本实现了水田耕整机械化。 1-2 机耕船工作特性 机耕船用船体和驱动轮分别承担了一般拖拉机驱动轮所担负的承重和驱动两大作用。船体“浮”于土壤表层滑行,而驱动轮刺则插入土内驱动船体前进,使“浮”与“沉”、滑行与驱动有机的结合起来。这样的行驶原理使机耕船的总体动力学与运动学发生了不同于拖拉机的变化,并因此构成了它在水田中沉陷小、阻力小、转向轻便灵活、劳动条件好,不破坏埂底层,适用于深浅泥脚水田的工作特点。一、机耕船沉陷小,比一般水田拖拉机适应性广。机耕船船底的接地面积大,对土壤的比压小,从而限制了机耕船的下陷深度。机耕船船体下陷量一般不会超过3050mm,这就保证了它能在深泥脚水田中工作。即使由于推进力不足,机耕船在水田中陷车时,也不会因驱动轮的挖土作用使机耕船越陷越深,因而有可能利用猛接离合器起步或者利用“插杠子”的方法使机耕船自行驶出陷坑。同时,由于机耕船整机重量大部分被浮在泥土表面上的船体承托,不直接压在驱动轮上,轮刺入土深度受到船底至轮刺尖端距离的限制,因此,在浅泥脚水田中机耕船就不会像拖拉机下水田那样将轮刺尖端深深扎入硬底层而使硬底层找到破坏。这样,机耕水田的泥脚就不会逐年加深。一些机耕船采用了驱动轮轴相对船体位置可以上下调节的机构来控制轮刺的入土深度,就可以在不同泥脚的水田中作业,既保证有足够的深度以获得所需土壤的推进力来驱动机耕船,又不至于产生过大的阻力和破坏水田底层。2、 转向轻便灵活,空行率低机耕船在水田作业时没有导向轮,是利用履带拖拉机的转向原理,利用改变左右驱动轮的推进力和转速来实现转向的。在转向时,由于机耕船的转向力矩较轮式拖拉机导向轮可能产生的转向力矩大,所以在水田中能够有娇小的转向半径和较短的时间,对地头的破坏不显著。根据某些资料的统计,机耕船在田头从起犁转弯到落犁的时间,每一次一般为26秒;而拖拉机在不用单边制动时每次田头转弯时间约为1520秒,采用单边制动时则为1013秒。由于转向灵活、转弯半径小、转弯时间短,使机耕船具有较小的空行率和较高的时间利用率。3、 比同功率手扶拖拉机有更好的牵引性能和更高的生产率由于机耕船在水田中运用先进的行驶原理。在陆地上又有较大的使用量,因此它水田和陆地均可获得较大的推进力,从而具有比现有同功率手扶拖拉机更大的牵引力。而且机耕船在水中的滑动损失较小,因此,它在水田中的牵引效率也较高。较大的牵引力使机耕船能够配带较宽幅的农具,因此其作业负荷系数高。 四、机耕船制造容易,比手扶拖拉机有更好的使用性能(1) 重心低,运行平稳,爬坡越埂等通过性较好,转向灵活。一些前轮驱动和四轮驱动机型更能适应山区、丘陵的作业条件。(2) 有船体和简易驾驶棚,可防止泥水飞溅和日晒雨淋,改善了驾驶员的劳动条件。(3) 结构较简单,制造容易,维修方便,一般县级农机厂都可制造。 1-3、变速箱的性能特性要求变速箱又称中央传动箱,由离合器、变速齿轮、制动总成、换档机构等组成。变速箱是机耕船的主要工作部件,也是影响机耕船性能的重要部件,是在使用过程中是最易发生故障的部件之一。机耕船主要工作在比较深的水田里,传动的平稳性决定了该机耕船的推广价值;变速箱的通用性和适应性是机耕船中最重要的部分,决定了整个机器的性能和市场价值。因此,变速箱的设计就成为船式拖拉机整体设计中的关键环节,意义非常重大!由于机耕船实际行驶的地面条件非常复杂,要求机耕船的牵引力和行驶速度必须能够在一定大的范围内变化。另外,机耕船实际行驶过程中常常需要倒向行驶。因此,机耕船变速箱必须具有以下几个基本要求:. 1)保证机械有必要的动力性和经济性。 2)设置空挡,用来切断发动机动力向驱动轮的传输。 3)设置倒档,使机械能倒退行驶。 4)设置动力输出装置,需要时能进行功率输出。 5)换挡迅速,省力,方便。 6)工作可靠。行驶过程中,变速器不得有跳挡,乱挡以及换挡冲击等现象发生。 7)变速器应当有高的工作效率。 8)变速器的工作噪声低。 1-4、设计任务和要求本次设计的主要任务是针对广昌12型机耕船变速箱作为物质基础,体会其设计原理,掌握其工作原理。 主要有内容有: 船式拖拉机传动系统设计1)机耕船的主要参数(动力匹配、行走速度、输出扭矩等)2) 机耕船传动系统设计(方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等) 变速箱分级变速传动链设计1)传动链转速图的设计2)传动副齿轮齿数的确定3)变速箱传动系统图4)变速箱计算转速的确定 变速箱结构布局与箱体设计1) 变速箱结构布局(详细说明传动轴的空间布局、操纵机构的布置等)2) 变速箱箱体设计(详尽说明轴承底孔位置精度、箱体结构、基准、强度等)3) 变速箱总装图及其展开图设计 第二章 机耕船传动系统设计 2-1、机耕船的主要参数 机耕船各项基本参数有发动机动力匹配、行走速度、输出扭矩等。 一、发动机的动力选择根据机耕船的额定牵引力来选择配置发动机,查阅农业机械学的犁耕牵引阻力(338页)可知机耕船的额定牵引阻力: (2.1)式中 Rx 是机耕船悬挂农具的工作时所受的水平分力。参考文献1.1(农业机械学339页)由下式确定 (2.2)式中 Z 为铧式犁的个数; 为单体犁铧宽度; K 为土壤比阻; 为耕深。参考广昌12型机耕船,犁铧3个,单铧理论幅宽为200mm,耕深为120160mm。土壤比阻取一般土壤0.45N/mm。因此可得 (2.3) (2.4) = 48.6102N参考文献1.2内燃机原理发动机标定功率可根据式(2.5),由机耕船在最大输出额定牵引力 时的工况来确定。 (2.5) = 11.5hp根据计算选取12马力的单缸柴油发动机作为动力。 二、行走速度的确定根据12马力机耕船的牵引试验结果,深泥脚田中最大牵引效率时的实际速度为V0=4.56.6km/h,倒行速度一般在1.53km/h。因此,参照广昌12型机耕船,分别选择V1=4.6km/h,V2=5.3km/h,V3=6.1km/h作为机耕船的三个前进挡,V倒=2.4km/h作为倒挡。 三、机耕船动力输出的扭矩广昌12型机耕船的悬挂为旋耕机,因此,本文也以悬挂旋耕机为基础,参考文献待查得,M=2108N/m。 2-2、机耕船传动系统设计 一、机耕船传动系统的方案设计与比较由于本机参照广昌12型机耕船作为设计基础,因此在本节中提出目前大部分机耕船的传动系统方案,作为比较,最终以广昌12型机耕船的传动系统方案作为初步方案。方案设计包括分析整机及部件方案,绘制传动系统简图,进行主要性能参数的初步计算,初步安排传动系各部件的相互位置和连接关系,避免运动的干涉,绘制传动系各部件结构草图。在确定传动系统方案时,必须使其性能和结构满足以下要求: 结构简单、先进、性能完善,操作、调整维修方便,能最大限度地适应使用中提出的要求; 使用可靠,经久耐用。传动系主要零件要有足够的强度、刚度和工作表面的耐腐蚀性,使其使用寿命应不低于6000小时; 传动效率高,尽可能减少传动系统中功率的损失; 工艺性要好,即零件加工简便,装配容易; 经济性要好,要求制造和使用成本底,钢材和其它材料、以及油料消耗少; 要考虑综合利用、一机多用的要求。以下是一些机耕船的传动简图。 湘江5型传动系简图 皮带五级变速传动系简图 川丰53型传动系简图 湖北6型传动系简图 中山10型传动系简图 三、机耕船传动系统图 本设计中,以广昌12型机耕船作为参考,并在其基础上作了一些改变,因此,传动系统图如下: 四、传动系统的传动比分配 传动系统的传动比分配是根据发动机的输出转速与机耕船的行走速度来确定的,不同的行走速度下,总传动比也不同。 传动比分配的基本原则1)各种传动的传动比,均有其合理应用的范围,通常不应超过。2)各级传动的承载能力近于相等。3)各级传动中的大齿轮浸入油中的深度大致相近,从而使润滑最为方便。4)分配传动比时,应注意使各传动件尺寸协调、结构匀称,避免发生相互干涉如设计二级齿轮减速传动时,若传动比分配不当,可能会导致中间轴大齿轮与低速轴发生干涉。5)对于多级减速传动,可按照“前小后大”(即由高速级向低速级逐渐增大)的原则分配传动比,且相邻两级差值不要过大。这种分配方法可使各级中间轴获得较高转速和较小的转矩,因此轴及轴上零件的尺寸和质量下降,结构较为紧凑。增速传动也可按这一原则分配。6)在多级齿轮减速传动中,传动比的分配将直接影响传动的多项技术指标。例如:传动的外廓尺寸和质量很大程度上取决于低速级大齿轮的尺寸,低速级传动比小些,有利于减小外廓尺寸和质量。闭式传动中,齿轮多采用溅油润滑,为避免各级大齿轮直径相差悬殊时,因大直径齿轮浸油深度过大导致搅油损失增加过多,常希望各级大齿轮直径相近。故适当加大高速级传动比,有利于减少各级大齿轮的直径差。参考汽车设计可知需用驱动铁轮半径R0计算机耕船各个档位的在速度V时,与总传动比 的关系。 公式如下: Vj = 2R0因此,总传动比为 = 0.377式中 Vj某一个档位的行走速度; nen 为发动机标定转速; R0 为驱动轮半径;发动机标定转速nen=1200r/min,驱动轮半径R0=0.4m,根据以上公式,可以分别计算出各档位的总传动比,分别是:一档总转动比: V1=4.6km/h, = 0.377=39.34 二档总传动比: V2=5.3km/h, =0.377=34.14三档总传动比: V3=6.1km/h = 0.377=29.67倒挡总传动比: V倒=2.4km/h = 0.377=75.40把总传动比合理地分配到各个传动部件上传动系统总传动比ii 等于各部件传动比之乘积: 式中 为皮带传动的传动比; 为变速箱第档传动比; 为中央传动的传动比; 为最终传动的传动比。(1) 参考文献机械设计V带传动设计(101页),并参考广昌12型机耕船,初步确定带传动的传动比=1.75。最终传动的传动比根据参考机耕船设计可知,其范围为2.55.5,所以初步选择中间值=3。(2) 变速箱第档传动比,这是传动系统中起变速作用,并且最为重要的一环,设计步骤如下: 1)确定传动顺序 传动顺序是指从动力机到执行构件各变速组的传动副数的排列顺序。对于降速传动链,传动顺序应“前多后少”,使位于高速轴的传动构件多些,这对节省材料,减小变速箱尺寸和重量都是有利的。因此采用结构式为6=。 2)确定变速顺序 一般应采用基本组在前、扩大组在后的方案。其优点是可以提高中间轴的最低转速或降低中间轴的最高转速。 3)确定各变速组的传动比 初步把各行走速度下的总传动比平均分配到各传动轴,通过公式计算得,=7.49= 6.505.6514.36 初步根据平均分配法将分配到变速箱第档传动比为中央传动的传动比中再作调整。传动比 一档传动比 1.75 2.74 2.74 3二档传动比 1.75 2.55 2.55 3三档传动比 1.75 2.38 2.38 3倒档传动比 1.75 2.43 2.43 3 2.43 第三章 变速箱分级变速传动链设计 3-1 传动链转速图的设计在确定传动链转速图前,通过各轴传动比确定每一个档位下各轴的扭矩、各轴之间的中心距,由中心距可以初步确定各传动轴之间的空间布置和每个档位的传动路线,传动轴中心距A可以按照下列经验公式估算: 式中 为传动轴的中心距; 为所计算齿轮副的最大输出扭矩; 为系数,对于变速箱一般取3050,中央传动一般取2535,最终传动一般去2033。发动机输出功,发动机标定转速nen=1200r/min,根据公式 得到发动机输出转矩。传动效率查阅机械设计手册如下:三角皮带传动的传动效率= 0.96;圆柱齿轮传动的传动效率(稀油润滑);深沟球轴承的传动效率(润滑良好)。由公式计算每一个档位下各轴的转矩如下表: 第一档 传动轴 轴 轴 轴 轴 转速(r/min) 686 292 93 30 转矩() 116 256 701 2104 传动比 2.74 2.74 3 第二档 传动轴 轴 轴 轴 轴 转速(r/min) 686 271 108 35 转矩() 116 275 653 1885 传动比 2.55 2.55 3 第三档 传动轴 轴 轴 轴 轴 转速(r/min) 686 318 126 41 转矩() 116 235 557 1609 传动比 2.38 2.38 3 倒档 传动轴 轴 轴 轴 轴 轴转速(r/min) 686 292 121 48 16转矩() 116 256 580 1374 3968 传动比 2.43 2.43 2.43 3分别计算各档位各轴之间的中心距:一档:;120.62;=144.57。二档:88.87;117.45;=111.87。三档:85.31;114.78;=108.57。倒挡:90;116.13;=103.10;146.99。通过计算结果对比可以看出,轴和轴之间距离90,轴和轴之间距离,轴和轴之间距离,由于要设置倒挡,需要多加一根轴。初步确定空间布置如下图:说明:轴上滑移齿轮可与动力输出轴上齿轮啮合, 轴上滑移齿轮可与中央轴上齿轮啮合。 由于发动机标定转速,各档位下各轴之间的传动比已知,通过这些已知数据可计算出各轴的转速,因此,传动比转速链图如下: 3-2 传动副齿轮齿数的确定对于闭式软齿面齿轮传动,在保持分度圆直径不变的和满足弯曲强度的条件下,齿数应选得多些,以提高传动的平稳性和减小噪声;齿数增多,模数减小,还可以减少金属的切削量,节省制造费用;模数减小,还能降低齿高,减小滑动系数,减少磨损,提高抗胶合能力。一般可取。对于高速齿轮或噪声小的齿轮传动,一般。设计计算内容 计算及说明 结果齿轮的设计计算及结构说明2.齿轮的几何尺寸计算小齿轮选用45号钢,调质处理,HB=236大齿轮选用45号钢,正火处理,HB=190由机械零件设计手册查得, 则, , , 每根轴上的齿轮都通过最大扭矩计算,来保证其他齿轮有足够强度。 (1)齿轮3的转矩 (2) 选择载荷系数K 参考机械设计教材得 查表得1.75;。=2.541。 (3) 计算齿数比 (4) 选择齿宽系数根据齿轮为硬齿面和齿轮在两轴承间为对称布置,查机械设计教材得,。(5)计算齿轮的分度圆半径 51.17(mm) (6) 确定齿轮模数m(mm)取m=3。(7) 确定齿轮的齿数和 17.057取17, 取。 (8) 实际齿数比 2.53 符合要求 (9) 计算齿轮的主要尺寸 中心距 齿宽(mm) (10) 齿顶圆直径 (8)计算齿轮的主要尺寸 =m=3*17=51(mm) =m=3*43=139(mm) =m=3*40=120(mm) =m=3*19=(mm)中心距=1/2(+)=85.5(mm) =(+)=90(mm) 齿轮宽度=1.1*51=56.1 取56(mm) =+(510)=(6166)(mm) 取62(mm) =+(510)=(6166)(mm) 取62(mm)(9)计算圆周转速v并选择齿轮精度v=1.83(m/s)查表应取齿轮的等级精度为9级(1) 确定齿轮的弯曲应力由机械零件设计手册中的图表,查得齿轮的弯曲疲劳极限为=215MPa最小安全系数=1相对应力集中系数=0.88齿轮的许用弯曲应力为=215/0.88=244.3(MPa)(2) 计算量齿轮的弯曲应力 =1=79(MPa)9b+3,此排列的特点: 能实现转速从高到低(或由低到高)的顺序变速; 能使滑移的小齿轮越过固定的小齿轮,改变顺利啮合条件。 可用于大齿轮与次大齿轮的齿数差9b+2,比并行排列 的轴向长度短。各轴之间的空间分布如下: 4-2 变速箱箱体设计1、 轴承底孔位置精度齿轮啮合中心距极限偏差 齿轮啮合侧隙是保证齿轮正常工作的条件。影响啮合侧隙的因素较多,有齿形、支承系统元件、孔中心距等。合理确定齿轮啮合侧隙的大小比较困难。本文从保证齿轮正确啮合的角度,采用概率分析方法,得到主要影响因素的数量关系。 .1.概述由齿轮传动特点可知:影响齿轮侧隙的主要因素为齿厚、齿轮啮合中心距。由齿轮啮合公差理论:齿厚公差Ts为: 式中,切齿时径向进刀公差, 齿圆径向跳动, 齿轮压力角,本设计中为20。而齿厚公差位置由下式决定; 式中,齿厚上偏差; 齿轮中心距偏差; 齿轮副传动最小法向侧隙,影响因素与运转速度和润滑方式等有关。 由上述可知,齿轮副侧隙由两部分决定:齿轮中心距偏差,齿厚偏差 。其中齿厚偏差由制造齿轮时保证;而齿轮啮合中心距偏差,按组成各种误差随机发生,用均方根方法计算如下: 式中,齿轮啮合中心距偏差,可由齿轮第公差精度等级确定。 齿轮啮合两孔中心距偏差,与孔距有关, 、由于轴、轴承孔、轴承等偏心引起的误差有关, 齿轮分度圆心与齿轮运动啮合圆心不同产生的偏心,主要为齿圈径向跳动。 2.单因素偏心且的组成及数量分析一对齿轮传动系统,由轴1,2,支承孔1,2,3,4,轴承1,2,3,4,齿轮1,2组成,如图1。支承跨距为L,齿轮啮合距支孔1的距离为1,齿轮两孔中心距为a,偏差为a。 显然,为了保证齿轮啮合中心极限偏差,必须对支承孔径、轴径、轴承、齿轮与轴的同轴度给以适当的形位公差。 先考虑最简单的情况,轴1支承处只存在孔偏心误差,设支承孔1、2偏心量分别为、。其空间状态如图所示。 孔1,2偏心量、在X,Y轴的抽影分别为:,式中、偏心量、与轴正向间的夹角,规定逆时针方向为正。设齿轮啮合处由、引起的齿轮啮合中心距变化量为。为求分两步考虑只有孔1偏心量时,造成的齿轮啮合中心距变化量在x方向的分量为。显然,同理在y方向的分量为。同理只有孔2偏心量时,造成啮合中心距变化量为: 当、同时存在时造成的齿轮啮合中心距变化量为,其值为单独存在、两种情况下的叠加。即: 参考文献齿轮啮合中心距极限偏差的概率计算可知,两孔中心距极限偏差计算公式: 计算结果如下图中所标注:二、箱体结构主轴箱的结构及要求主轴箱中有主轴、变速机构,操纵机构和润滑系统等。若主轴与变速机构分离,则除主轴箱外还设有变速箱。主轴箱应保证运动参数、较高的传动效率;传动件具有足够的强度或刚度;运动噪声低、振动小;操纵方便,具有良好的工艺性,便于检修,成本低;防尘、防漏、外形美观等。3、 箱体定位基准 (1)箱体类零件尽管形状各异、大小不一,但都有一下特点:形状复杂、体积较大、壁薄易变形、需要加工的部位较多、有精度较高的孔 与平面、加工难度较大、加工工序多、周期长,因此合理选择各道工序的定位基准是保证零件加工精度的关键,而且影响加工工序的数量及 排序,对提高劳动生产率、降低生产成本都有重要影响。 (2)选好第一道工序或创建或转换精基准是保证零件加工精度的关键,最初因毛坯的表面没有经过加工,只有以粗基准定位加工出精基准。 在以后的工序中,则应采用精基准定位贯穿加工的全过程。 (3)选择定位基准时,一般先根据零件主要表面的加工精度,特别是有位置精度要求的表面作精基准。同时,要确保共建装夹稳定可靠、 控制好工件装夹变形、操作要方便,夹具要通用、简单。 (4)精基准选择应遵循:基准重合原则、统一原则、自为与互为基准原则。 (5)粗基准选择应遵循:便于加工转化为精基准;面积较大;平整光面,无浇口、盲口、飞边等缺陷的表面;有位置精度要求的表面;能 保证个加工面有足够的加工余量。 (6)在具有选择基准时,应根据具体情况进行分析,既要保证主要表面,又要兼顾次要表面的加工精度。 变速箱壳体如下:经分析,应以变速箱底座为粗基准。 选择精基准 (1)分析零件图可知,箱体中轴承孔轴线的平面精度要求较高,因此必须先加工出箱体各轴的外表面,并以外表面作为 精基准,翻转调头加工出其他表面,才可以保证箱体的孔与面基本位置精度。(2)、由于定位基准与设计基准重合,不需要对它的工序尺寸和定位误差进行分析和计算 二、选择粗基础 箱体类零件的第一道工序往往都是选择面积较大、平整光洁平面作为粗基准开始的。本零件的加工符合这一规律。因此应以输出轴轴承孔作为精基准,逐个加工剩下的孔,以提高各孔之间的位置精度。 第五章 设计总结 5-1、结论综述这次的毕业设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务,更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛。 毕业设计对我们这些极少实践的毕业生来说就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程,有的时候感觉挺没有劲的。反正按照步骤一定可以完成设计任务,其实不然。设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解,去分析,去取舍。 通过这次的设计,感慨颇多,收获颇多。更多的是从中学到很多东西,包括书本知识以及个人素质与品格方面。感谢老师的辛勤指导,也希望老师对于我的设计提出意见。 毕业设计是检验一个本科生是否合格最好的形式。通过本次毕业设计设计,从中得到的收获还是非常多的。 我的毕业设计题目是设计机耕船变速箱的总成设计,由于理论知识的不足,再加上平时没有什么设计经验,一开始的时候有些手忙脚乱,不知从何入手。在老师的教导下,使我找到了信心。 在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力,真正做到了学以致用。在此期间我我们同学之间互相帮助,共同面对毕业设计当中遇到的困难,培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足,特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺,将来要进一步加强,今后的学习还要更加的努力。 5.2 存在不足(1) 此型号变速箱所设计的档位少,不能灵活改变传动比,耕作和运输不能通过变速箱来实现,需要更换皮带轮。(2) 考虑到制造成本,变速的过程是通过滑移齿轮的移动,无同步器,将要啮合的两个齿轮并没有相等的线速度,因此,齿轮容易损坏。(3) 由于机耕船工作环境的特殊性,泥沙容易进入箱体内,加速磨损。 5.3 船式拖拉机变速箱发展趋势我国是拖拉机生产和使用大国,拖拉机保有量居世界前列,但与欧美等发达国家相比,我国拖拉机在设计、制造、技术装备、新产品研发、
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本文标题:12型-机耕船变速箱总成设计【24张CAD图纸+毕业论文】
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