12型-船式拖拉机半轴组件及驱动轮设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 1 摘要 我 国人民在长期实践中 ， 发 挥自己的聪明才智，发明 创制了一种 运用“浮 式”工作原理的 在深泥脚水田中能很好工作的新 型水田动力机械 船式拖拉 机 (又称机耕船 )，加速了我国农业机械化事业的发展。 它在中国南北方十多个 省、市、区得到了推广应用。 本文 通过对 船式拖拉机 半轴主件及驱动轮的设计 从而加强我们对机耕船的了解。随着我国机耕船生产、使用、和科学研究的的 日益发展和深入，机耕船必将显示出更加强大的生命力。 关键词： 机耕船 ；半轴组件；驱动轮；设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 2 ur in to a n of of as to s In a by of of So as to of is a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 3 目录 摘要 . 1 . 2 第一章 绪论 . 5 式拖拉机的应用概况 . 5 船式拖拉机的工作原理及其行走机构 . 6 影响船式拖拉机牵引力的主要因素 . 6 设计任务及要求 . 6 第二章 驱动轮半轴组件设计 . 8 轴组件的作用和要求 . 8 半轴组件结构设计 . 8 半轴组件的零件设计 . 9 轴组件零件强度校核 . 13 第三 章 驱动轮结构设计 . 21 . 21 . 27 . 28 驱动轮结构设计 . 31 . 32 第四章 设计总结 . 34 . 34 . 34 耕船发展趋势 . 34 参考文献 . 36 致谢 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 5 第一章 绪论 式拖拉机的应用概况 中国是一个盛产水稻的国家，而适于水稻种植的田地中，有 40007000 亩深泥脚田（等包括湖田、冬水田、海涂田）无法进行机械化耕作。这 些深泥脚水田的地下水位高、土质粘重、承压能力极差，其表层压强度 一般均在 5 10下。 这样的深泥脚田，土壤 肥沃，增产潜力很 大。但长期以来，生产方式极其落后，产量极低，机械化问题得不到解 决。以前，深泥脚水田靠牛或人力耕种。牛下深泥脚水田，不仅腿脚深 陷、行走艰难，使生产率极低；而且由于冬春寒冷、夏季酷热，农时 紧、农活重，致使不少耕牛死亡。有些地区，只能靠几个强劳力拉一张 犁进行耕作，劳动极其繁重。一些极深的田，则用戳眼插秧，土囊中年 不得翻耕 。有的地区曾试图用拖拉机下深泥脚水田耕作，但是沉陷很 大，以致后桥、半轴壳、发动机油底壳等均没入泥中而无法前进，更无 法进行作业。机耕船正 是深泥脚水田地区人民向大自然开战所取得的卓 著成果。机耕船的诞生解决了深泥脚水田机械化这一难题，使耕种深泥 脚水田的劳动生产率得到大幅度提高。 随着洪湖 12 型机耕船研制工作的进展，机耕船受到国内有关方面 的重视，湖北省各地和其他一些省市陆续获得了样机。自 1971 年开 始，我国各地（特别是南方）相继开展了各种机耕船的研制工作。数年 来各地的机耕船相继定型投产，从数量到品种均获得大幅度增长，迅速 推进了这些省的水田机械化。各省在机耕船的研制中，根据各地自然条 件 、耕作方法、工业水平的不同，对机耕船 使用性能进行改进，因地制 宜的发展了一批各具特色的新机型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 6 船式拖拉机的工作原理及其行走机构 船式拖拉机由于其工作的环境是在深泥脚水田而采用浮式工作原理 ,其要点 如下 : 将一般拖拉机的行走机构的支承和驱动功能分别用船体 (或滑撬 )和 驱动行走机构来代替 ,以保证不会发生滑转下陷 ,使拖拉机始终 “ 浮 ” 在土 壤表层。 采用支承面积很大的、底面平滑的流线形船体 (或滑撬 )及拖板 , 使拖拉机的接地比压降低到 斤 /厘米 2,从而保证即使是在 最松软的土壤上工作 ,沉陷量也不超过 5厘米。 其 重心和在工作状态下的 浮心虚尽可能接近接地面积的几何中心 ,并能使前部稍为翘起 ,前部应有较 大的圆弧过渡部分 ,以降低其滑行咀力 。 采用具有较大剪切面积的驱动 行走机构 ,以保证产生足够的土壤推进力 ;它最好是能垂直入出 影响船式拖拉机牵引力的主要因素 机 耕船的工作环境所致，船体工作时受土囊作用力比较复杂，因此土壤 的机械 组成及结构、土壤含水量、稠度、土壤容量和孔隙率、土壤 的粘聚力、 土壤 粘 着性、 土壤 摩擦力、承压能力和抗剪能力、船体线型 、发动机功率 以及驱动轮 结构 等都对机耕船的牵引力有着影响。 设计任务及要求 12型 01、船式拖拉机动力参数：发动机功率： 12 马力 发动机转速： 1200 转 /分 02、船式拖拉机工作参数：缓行工作速度： 2.5 km/h 基本工作速度： 6.6 km/h 运输工作速度： 15.0 km/h 倒档工作速度： 3.0 km/h 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 7 03、变速箱最大输出扭矩： 4、变速箱最大输出功率： 第一章 绪论 式拖拉机的应用概况 式拖拉机工作原理及其行走机构 响船式拖拉机牵引力的 主要因素 计任务和要求 第二章 驱动轮半轴组件设计 轴组件的作用和要求 轴组件结构设计 轴组件的零件设计 轴组件零件强度校核 第三章 驱动轮结构设计 式拖拉机总体动力学分析（ 推断出影响牵引力的各因素及其影响程度 ） 动轮运动分析（ 简要说明基本形式及其对牵引力的影响程度 ） 动轮受力分析（ 具体分析、说明影响程度、土壤条件对入土深度要求等 ） 动轮结构设计 第四章 设计总结 论综述 在不足 动轮入 土深度调节机构发展趋势 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 8 第二章 驱动轮半轴组件设计 轴组件的作用和要求 半轴组件主要包括半轴齿轮、 连接半轴与半轴齿轮之间的花键，其中机耕 船半轴位于传动系的末端，其基本功用首先是增扭，降速以及 改变转矩的传动 方向，即 增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的传递给机 耕船 车轮，其次还要承受作用于路面或机耕船船身之间的垂直力，纵向力和横 向力以及制动力矩和反作用力矩等。 由于半轴的功用关系到机耕船的动力性和 经济性能，因此对半轴组件的设计 有如下要求： （ 1） 选择适当的主减 速比，以保证机耕船在给定条件下具有最佳的动力性和燃 油经济性。 （ 2）齿轮及其他传动件工作平稳。 （ 3）在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。 （ 4）具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和船体间的各种力和力 矩，减少冲击载荷，提高船式拖拉机的平顺性。 （ 5）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修调整方便。 半轴组件结构设计 轴结构形式分析 半轴根据其车轮端的支撑方式不同，可分为半浮式、 3/4浮式和全浮式三种 形式。 半浮式半轴的结构特点是半轴外端支承轴承位于半轴套管外端的 内孔，车轮 装在半轴上。半浮式半轴除传递转矩外，其外端还承受由路面对车轮的反力所 引起的全部力 和力矩。半浮式半轴有结构简单，质量小，尺寸紧凑，造价低廉 的优点，但所承受载荷复杂且较大 ，因此多用于质量较小，使用条件较好，承 载负荷不大的轿车和微型、轻型货车或客车上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 9 3/4浮式半轴的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套 管的端部直接支撑着车轮轮毂，而半轴则与其端部凸缘与轮毂用螺钉联接 。该 形式半轴受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻，一般只用在轿车和轻型 货车上。 全浮式半轴理论上只承受传动系 的转矩而不承受弯矩，但实际上由于加工 零件的精度和装配精度影响以及桥壳、轴承支承刚度不足等原因，仍可能使全 浮式半轴承受一定的弯矩。具有全浮式半轴的驱动桥外端结构复杂，需要采用 形状复杂且质量和尺寸均较大的轮载，制造成本高，故小型车和轿车不必采用 此结构 ，而广泛用于轻型以上各种载货汽车、越野汽车和客车。 轴结构形式选择 根据所设计机耕船的参数，分析所选半轴的结构形式，由于机耕船工作环 境与越野汽车工作环境类似，再考虑到对半轴强度的要求，半轴结构的简单化 以及制造经济成本等多方面的因数，因此应 选用全浮式半轴，使得半轴受载单 一， 增加半轴使用寿命。 半轴组件的零件设计 浮式半轴计算载荷的确定 设计半轴的主要尺寸是其直径，在设计时首先可根据其使用条件和载荷工 况相同或相近 的同类汽车同形式半轴的分析比较，大致选定从整个驱动桥的布 置来看比较合适的半轴半径，然后对他进行强度校核。 计算时首先应合理地确定作用在半轴上的载荷，应考虑到以下三种可能的 工况： （ 1） 纵向力2X(驱动力或制动力 )最大时，其最大值为2G ，附着系数 在计 算时取 有侧向力作用。 （ 2） 侧向力2最大值为21G（发生于汽车侧滑时），侧滑时轮胎 与地面的附着系数1在计算时取 有纵向力作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 10 （ 3） 垂向力最大时（发生在机耕船高速通过不平路面时），其值为 （2 其中时不 考虑纵向力和侧向力作用。 由于车轮承受的纵向力2X，侧向力2限制，即有 222 2 2G X Y 故纵向力最大时不会有侧向力作用，侧向力最大时也不会有纵向力作用。 全浮式半轴 只承受转矩，其计算转矩可有附着力矩 22.L r R r X r 求得，其中2取两者中的较小者。 若按最大附着力计算，即 222. 2L r R r X r 式中： 轮胎与地面 附着系数取 m 机耕船加速或减速时的质量系数，可取 处取 r 驱动轮滚动半径 255G 入数据算的 3 4 0 m 400600宜锻造的场合。 铸铁的抗弯及耐冲击性能较差，主要用于低速、工作平稳、传递功率不大 的对尺寸和重量无严格要求的开式齿轮。常用的材料有灰铸铁 墨铸铁 非金属材料的弹性模量小，在承受同样载荷作用下，其接触应力小。但它 的硬度、接触强度和抗弯曲强度低。因此它常用于高速、小功率、精度不高或 要求噪声低的齿轮传动中。 (1)确定许用应力 查机械设计图 3li m 1500H M P a ；查图 360F M P a 。查 表 3m i n m i 1 , 1 . 5。12 6 / 2 6 1zu z 查图 3 1；查图 3 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 15 l i mm i 0 0 1 1 3 6 3 . 61 . 1Z M P l i mm i 0 2 1 6 1 3 . 31 . 5F S M P （ 2）验算齿面接触疲劳强度 工作转矩 3 9 6 m m 确定载荷系数 K ，取 ， ， ， ， 1d 1 . 2 5 1 . 1 0 1 . 1 1 . 1 1 . 6 6 K K K 查图 3。查表 3 1 8 9 P a，因齿数较多，取 吃面接触应力 2 3 312 ( 1 ) 2 1 . 6 6 3 4 0 . 6 ( 1 1 )2 . 5 1 8 9 . 8 0 . 8 6 2 6 . 61 4 4 3 . 1H H E H Z M P ab d u 故齿面接触强度满足要求。 （ 3）验算轮齿弯曲强度 查图 3 ， ，取 2 6 3 . 8F F a S a F Y Y M P 因此轮齿弯曲强度满足要求。 浮式半轴的强度校核 首先是验算其扭转应力 ： 316此处 3 4 0 m d=33文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 16 最终求得扭转应力 = ( 4 0 7 0 ) M P a 所以满足半轴强度要求。 半轴扭转角： 180 其中半轴长度 482l G 为材料剪切模量，等于 8032p ，最终求得 10 在 6 15之间，所以半轴尺寸符合要求。 1 图 4 画轴空间受力简图（ c），将轴上作用力分解为垂直受力图（ d）和水平面受力图（ e）。 分别求出垂直面上的支反力和水平面上的支反力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 17 轴传递的转矩： 4 3 9 162齿轮的圆周力： 224020810439322 322 齿轮的径向力： 53 7 4 水平面内的支反力 ： R 5973 得 直面内的支反力 ： R 5973 得 A 18880 B 23360 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 18 画弯矩、转矩图 分别作出垂直和水平面上的弯矩图（ f）、（ g），并按 22进行弯矩合成，画转矩图（ h）。 转矩按脉动循环变化计算， a= 则 3 0 8 1 21 8 8 4 6 8 按 22 )( 计算，并画出当量弯矩图（ i）。 一般而言，轴的强度是否满足只需对危险截面进行校核即可，而轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大且轴的直径较小处。根据轴的结构尺寸和当量弯矩图可知， 截面尺寸也非常大，属于危险截面。其它截面强度肯定满足，无需校核弯扭合成强度。 8 2 7 7 3)( 22强度校核：考虑键槽的影响，查附表 6 33 a ， 则 M P 显然 ， 故安全。 校核 （ 1）判断危险截面 截面 （ 2）疲劳强度校核 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 19 弯曲应力幅： M P 2 扭转应力幅： M P a 8 8 42 弯曲平均应力： 0m扭 转平均应力： 据 50， 60，查表 6 ， 附表 6 825.1 附表 6表 6 ， ， 76.0r SS 故安全 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 20 的设计及其强度校核 半轴与半轴齿轮通常采用键联接，根据轴的结构以及轴的直径，为了使结 构简单化，此处选用 A 型普通平键联接。 轴端直径为 40虑到键在轴中 部安装，故选取键 16 70 003， 12b ， 70L ， 8h 。 选择 45 号钢，其许用挤压应力 100p M 键联接的主要失效形式是齿面压 溃（静联接）或磨损（动联接），通常只进行联接的挤压强度或耐磨性的条件 计算： 由于此处是驱动半轴与半轴齿轮的联接，属于静 联接 所以只进行 键联 接表面压强的计算： 2 2 3 4 0 . 6 7 8 . 84 0 5 4 8 0 . 5p T M P a M P ad l k 1 0 0p p M P a 式中， T 为轴所受转矩 l 为平键的接触长度， l L b k 为键与轮毂的接触高度，一般 p为平键联接工作表面所受挤压应力 p 为许用挤压应力 综合上述， 此平 键 的 强度足够， 设计符合要求 半轴与驱动轮毂相连接时同与半轴齿轮相连接时同样采用平键联接，设计 同半轴齿轮平键联接。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 21 第三章 驱动轮结构设计 本节着重讨论机耕船水田作业状态的受力分析。机耕船水田作业状态即是 拆去前桥，船底浮于水田土壤表层，驱动轮刺插入土壤，配带悬挂农具进行作 业的工作状态。 （一）机耕船船体的滑行阻力 机耕船运动时，船体是在水田表层上滑行的，其滑行阻力 力的一部分。船体滑行时，其阻力可能来自以下几个方面： 压实土壤形成沟辙所需的力； （二） 纵向平面内的受力分析 驱动轮后置的机耕船悬挂农具进行耕作，当机组做等速直线运动时，在其纵 向平面内作用的外力如下图所示 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 22 图 3 驱动轮后置时机耕船机组纵向平面内的总体受力分析 用 重量 作用于机耕船重心处 ，与驱动轮轴线的水平距离为a 。 作用于农具重心处， 与驱动轮轴线的水平距离为 合力驱动轮轴线的水平距离为,和滑行阻力的合力 驱动轮轴线的垂直距离 m）； 驱动轮轴线的水平距离为,和水平推进力与驱动轮轴线的垂直距离即是驱动轮的动力半径于稳定作业时，土壤对驱动轮非驱动面的水平阻力较小，一般可忽略不计。 在纵向平面内的分力可分解为水平方向和垂直方向上的两个分力其中水平分力作用于（ 1223）0文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 23 其中0直分力可近似认为通过农具的重力线，它是土壤对犁曲面的垂直阻力和对犁底的向上反力的综合反映， 当铧尖锋利、土壤 稀软时，之可能向上。 的纵向水平阻力作用线可近似看作与x x P为机耕船的牵引阻力。 通常认为土囊对犁侧板的垂直反力为零。 在耕作过程中，悬挂农具与机耕船构成一个整体，只进行位调节。机耕船 的下陷深度为动轮轴与船尾的水平距离为 根据上述受 力状况，可列出机耕船在水田中稳定耕作时所受各力在水平和 垂直方向的平衡方程式： 水平方向：q x x c T F P P P (3 垂直方向：s n Z c R Y Y (3式中 将机耕船在水田中稳定耕作时所受各力对驱动轮轴线 写出下列 力矩平衡方程式： ( ) ( )2 os x x c c c c q q q d n n z a R F h m P m Y l Y a X r G a R a 上式各参数中，鉴于水田犁耕耕深不大，可以近似的认为2o ch h； 将犁的工作阻力看作是水平作用的，即 0；同时代入q q d q r Y a, 上 式即可简化为： s q c c q n nG a X m Y l M G a (3综合分析式 (3（ 3（ 3可以得出以下结论： （ 1） 式 (3明，驱动轮的推进力滑 行阻力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 24 （ 2） 机耕船使用重量具重量的力矩。 (三 ) 驱动力矩向平面的受力分析 机耕船悬挂农具进行耕作时，一般右侧驱动轮走在犁沟中。但由于左右两 驱动轮的入土深度本已大于耕深，且有船体支撑着机耕船的大部分重量，因 此，一侧驱动轮走在犁沟，不会引起船体横向的明显歪斜。船体的横向水平位 置绘制其受力分析图（图 3当机组做等速直线运动时，在其横向垂直平面 内作用的外力有： s; c; ,Y; 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 25 在横向平面内的分力 由上述受力状态，可以写出机耕船等速直线运动时，横向垂直平面的力和力矩 平衡方程式： 水平方向： （ 3 垂直方向：（ 3 对 ) ( ) 5 B ( Y)R( （ 3 在式（ 3，若设 e=0,且 ,可得 5B ( （ 3 我们可以就式（ 2 2行如下讨论： 能由于机耕船的结构特点决定了左右轮入土深度大致相同，但左轮全部入土深度都与土壤接触，受到土壤的反作用；而右轮走在 犁沟中，只有轮尖部分接触下层土壤，所受土壤反力要小些。当然，由于水田下层土壤机械强度较大，1 2知，当其它条件不变时， e 增大，可使此，有时机耕船有意将整机重心偏向未耕地一些。 （四） 水平平面的受力分析 机耕船悬挂农具进行耕作，当机组等速直线运动时，在水平平面所外力如 下 图 （ 2所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 26 ,P。和土壤对左右驱动力的滚动阻力,P。 3. 土壤对犁铧总的阻力 由上述受力状态，水平平面的力和力矩平衡方程式： 纵向方向： 12P（ 2 横向方向： 对 )0 . 5 B (-) 5 B ( P 2f q 1 可将上式化简为 )5 B ( X 2 在式（ 2， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 27 由于P 偏离机耕船纵向对称平面，将造成整个机组向已耕地偏转的 力矩。由于机耕船在耕作时，一般右轮走在犁沟中，虽两轮入土深度一样，但 因接触图层的高度不同，土壤对左右轮的水平推进力仍然是不同的，且 12 X ，这样不仅不能依靠 )(来平衡上述偏转力矩，而且又造 成了机组向已耕地偏转力矩。 综上所述，影响驱动轮牵引力的主要因素 是驱动轮的驱动力矩、机耕船船 体所受阻力、驱动轮所受阻力以及悬挂农具所受阻力等。 机耕船水田作业的驱动轮目前大都具有刚性轮刺，当有轮缘时，其轮缘是 不入土的。现采用的轮刺 形状有楔形、单叶片形和曲面型几种，无论哪种的轮 刺，其运动规律都是相同的。机耕船在水田运动时，可以认为它的船体总是保 持在某一水平面上运动，其垂直位置不受驱动轮滚动的影响 ，因而驱动轮轴也 总是保持在某一水平面上运动。这样可以把驱动轮看作是一个具有一定半径的 刚性轮，沿一假想平面作纯滚动。当驱动轮在驱动力矩作用下 在土囊中滚动 时，其轮刺与土囊相互作用而产生对驱动轮的推进力，与此同时驱动轮将出现 一定程度的滑转；而当驱动轮作为被动轮时，则需由一定的外力推动才能滚 动，这时驱动轮将产生一定程度的滑移。驱动轮无滑转 无滑移的滚动状态，则 是一种理想的滚动状态（自由滚动状态），这时土囊作用在驱动轮上的水平合 力为零。 在理想滚动状态下，驱动轮轴的运动速度即机耕船的理论速度，用示，由于驱动轮作纯滚动，其理论滚动半径驱 动轮角速度为q时，机耕船理论速度为 : l l 在机耕船实际工作中，驱动轮总有一定程度的滑转，即使在空负荷 (牵引力 为零 )行驶时也是如此，因此驱动轮的实际速度 此机耕 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 28 船实际运动情况 受驱动轮滑转作用影响，从而影响到机耕船牵引力的作用。由 于驱动轮的滑转，引起机耕船速度的遗失，因此驱动轮运动时，滑转越严重， 机耕船速度损失越严重，机耕船的牵引性能也就越差。另外牵引性能也受土囊 性质、驱动轮结构参数以及发动机功率的影响。 机耕船的驱动轮在水田作业时的主要作用，是产生船体运动的推进力。 驱 动轮在土囊中滚动时，还会受到一些其他力的作用，因此，应对驱动轮受力状 态作一分析，并以此来衡量驱动轮性能的好坏和某些因素对它的影响。 驱动轮在驱动力矩作用下，在土壤中滚动时，作用在它上面的外力如 下图 所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 29 （ 1） 驱动力矩随驱动轮上所受其他外力的大小而变化 ； 它与发动机有 效力矩 q c i eM i M c为传动系统效率；总传动比 （ 2） 机耕船重量（包括驱动轮重量）分配到驱动轮上的垂直载荷是随 机耕船工作状况而变化的； (3)船体对驱动轮的水平阻力驱动轮推动船体运动时所受到的船体水平 作用反力； （ 4） 土壤 对轮刺的作用力。 土壤 对轮刺的作用力是轮刺在运动时挤压 土壤 所 产 生的反作用力 。反作用力的来源，主要是轮刺顶端和两侧面对土囊 的剪切作 用所产生的 土 壤 抗剪力，和形成刺孔时对 土壤 的压实或挤开作用的抗力，此外 还有 土壤 对轮刺的吸附摩擦作用力。 作用驱动平面上的水平力方向是与机耕船运动方向一致的，垂直力方向在 入土时向上、出土时向下，其合力仍应向上并作用在驱动轮轴的前方。作用在 轮刺非驱动面上的力与轮刺非驱动面倾角和滑转率有关。 在图 3qX、力，作用点距离驱动轮轴 qa。mX、用在轮刺非驱动面上的水平力和垂直力的平均合力，作用点距离轮轴 O 点的垂 直和水平距离为 驱动轮的力和力矩平衡方程式为： q q Y（ 3 q q X（ 3 q q d q q m m m r Y a Y a X r （ 3 式（ 3明机耕船分配在驱动轮上的重量是随土囊对轮刺的垂直反力 变化的，而垂直反力qY、土壤 性质、驱动轮陷深、机耕 船的工作负荷和滑转率等因素有关。从已有的一些试验知道，当驱动轮结构参 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 30 数一定时，在 土壤 机械强度较大、驱动轮入土较深的水田中，机耕船工作负荷 和滑转率较小时，驱动轮的承重是比较大的。一些试验指出：在正常工作状态 时，驱动轮的承重约为整机重量的 35 55；在空载起步时瞬时最大承载可达 整机重量的 70左右；而当驱动轮完全滑转时驱动轮几乎不承重。 式（ 3说明，土囊作用在驱动轮上水平作用力之差（，是用 来平衡船体和农具的阻力的。壤 对驱动轮的前 进阻力。 推动船体 的水平力用来克服船体滑行阻力和产生牵引力（用来克服农具阻 力）。式（ 3可写成下列形式： q m q m c F X P P (3式中 可见，为了充分利用机耕船的推进力来牵引农具，应尽量避免或减少驱动 轮前进阻力别是当机耕船在表层 土壤 机械强度较大的水 田中工作时， 时应注意减少这种会降低 土壤 推进力的阻力。 式 (3映了驱动力矩的的分配情况 。可以看出，由垂直力qY、的对驱动轮轴 q q m mY a Y a）是阻碍驱动轮滚动的，称为驱动轮滚 动阻力矩，它们将消耗一部分驱动力矩并造成功率损失。 由于阻力矩受 土壤 条件影响，故驱动轮入土深度在设计 时应有一定要求， 要求如下： （ 1） 保证船底与 土壤 尽量水平接触，而不致由于轮刺扎不进 应有的深度而将 机 耕船拱起 ，使机耕船行驶阻力增加。 （ 2） 在能获得所需水平推进力的前提下，应尽量减少轮刺入土深度，以使滚 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 31 动 阻力最小 。 由于减少了入土深度，从而减少了轮刺与 土壤 的接触高度和面积，使其挤 压、剪切 土壤 所产生的应力减小，而且随着入土深度的减小，土囊的机械强度 一般逐渐减弱，也能使滚动阻力减小。但随着入土深度的减小，水平推进力也 逐渐减小，可见为了使在获得所需一定牵引力的同时，使滚动阻力最小的有效 措施是采取入土深度可调。 入土可调有如下优点： 在保证获得所需水平推进力的前提下，能使行驶阻力最小；若采用单边可 调，可有助于克服偏牵引，使机耕船直线行驶性有所改善；减少入土深度，既 减小了滚动阻力，又有助于克服整机翘头。故，若采取驱动轮入土深度可调， 对机耕船的纵向、横向平衡，对牵引效率的提高等均有好处。 驱动轮结构设计 机耕船一般都配备两种驱动轮，一是作为道路转移、运输作业和旱地作业 用的橡胶轮；另一种是适应水田用的水田铁轮。橡胶轮是采用一般国产拖拉机 用的轮胎或力车车胎，这里不再赘述。以下仅仅就水田铁轮的 结构设计问 题进 行介绍。 水田 土壤 系多层结构，上层系稻根、杂草和稀泥；中层为流质层，机械强 度低，承压能力差；下层为硬底层，有较高的机械强度和承压能力。装有水田 轮的拖拉机在水田中作业，其轮齿或轮胎花纹抓着硬底层，才能发挥一定的驱 动力。 一般旱地用的轮式拖拉机下水田时，下陷深度较大，滚动阻力大，附着力 不足，轮胎压沟严重，影响作业质量。采用水田轮在一定程度上克服了上述缺 点，改善了牵引性能。目前我国使用的水田轮 主要有高花纹轮胎和塑料镶齿轮 胎。 高花纹轮胎与普通轮胎相比，胎纹的高度和间距都较大，其布置角较小。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 32 这种 轮胎在泥脚较浅地区能抓着硬底层，可获得较大的驱动力；平顺性较好， 冲击负荷较小，拖拉机可作远距离转移，但轮胎压沟较严重，影响田面平整。 塑料镶齿铁轮的特点是轮缘较窄，抓土能力强，压沟不显著，附着性能较好， 但道路行驶平顺性差，镶齿的寿命短。 以上两种水田轮在泥脚较浅的水田中适应性能较好，但不适宜深泥脚田的 使用，深泥脚田应采用楔形水田轮。 现有机耕船驱动轮顶圆直径大都在 750米范围内。直径增大后，对 于减小滚动阻力和增大推进力都是有利的。但由于驱动 轮轴与船体的相对位置 受到驱动轮入土深度的限制 ，因而从结构布置上不允许驱动轮直径太大。此外 当直径增大后，将使传动系统载荷增加，整机的结构重量也增加。一般来说， 在深泥脚、土壤稀软的使用条件下，要求驱动轮的入土深度大些，驱动轮直径 应取较大值。 轮刺驱动面倾角 对滚动阻力和土壤推进力都有影响， 角应选择的大 些，参考现有一些驱动轮 角范围一般在 6到 25范围内，考虑到 这一问题 的解决，可选择变角方式进行选择，因此可采用双叶片轮的方式。 3 度以及数目 现有驱动轮轮刺宽度在 180340毫米范围内，宽度增大后可以提高土壤推 进力，但同时也增加了滚动阻力，还会增加机耕船的轮廓尺寸。宽度应根据上 述几个方面考虑。轮刺的数目增多后会增大驱动轮滚动阻力，而对土壤推进力 影响不大，轮刺数目过少会影响行驶的平顺性 ，现有机耕船轮刺一般都在 69 个（对）之间。 设计驱动轮时，除了应满足结构简单、重量轻、制造容易、寿命长等一般 求外，还应具有滚动阻力小、土壤推进力大的特点，这就要求合理的选择驱 动轮结构参数。在如下表中列出了一些机耕船驱动轮的结构参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 1197