12型-船式拖拉机传动系统操纵机构设计【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 本文分析了本课题研究的目的及意义，对机耕船传动系统 操纵机构 的发展现状与研究趋势进行了初步探讨。在对机耕船的作业环境以及农艺需求进行研究分析之后，进行了离合器的选型和动力输出方式的选择。在此基础上选择机耕船 分离器 与 传动系统操纵机构的设计 方案。依照所确定的方案，展开 分离器与 传动系统操纵机构 具体结构以及内部零部件的设计计算，包括传动齿轮、轴以及换挡装置的设计。该 传动系统操纵机构 主要根据我国目前机耕船的发展现状而设计 。随着我国机耕船生产，使用和科学研究的日益发展和深入，机耕船必 将显示出更加强大的生命力。 关键词： 机耕船，离合器，操纵机构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of of on In of to on of of On of of In of of is to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目录 第一章 绪论 . 5 船式拖拉机的应用概况 . 5 船式拖拉机工作特性 . 5 变速箱的性能特性要求 . 6 设计任务和要求 . 6 第一章 绪论 . 6 第二章 船式拖拉机传动系统设计 . 7 式拖拉机的主要参数（动力匹配、行走速度、输出扭矩等） . 7 船式拖拉机传动系统设计（方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等） . 8 变速机构传动系统图设计 . 14 第三章 离合器及其操纵机构设计 . 16 离合器作用及其结构形式 . 16 合器机构及其构件设计 . 19 离合器操纵机构设计的基本原 则 . 28 第四章 变速箱操纵机构设计 . 29 操纵机构的基本要求 . 29 换挡机构及构件设计 . 29 锁定机构及构件设计 . 35 互锁机构及构件设计 . 36 联锁机构及构件设计 . 39 第五章 设计总结 . 40 论综述 . 40 在不足 . 40 参考文献 . 42 谢辞 . 43 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 船式拖拉机的应用概况 水稻是我国的主要粮食作物 之一，其种植面积占我国耕地总面积的 29%，而产量却占粮食总产量的近 1/田的机械化问题就成为我国特别是南方各省农业机械化的重要方面。这就为机耕船的发展打下了良好的基础，也为机耕船的创新提供了良好的动力源泉。 中国是农业大国，所以地域性非常强，地区水田状况和水田环境的不同，给各种机耕船的发展提供了有力条件。 从自然条件看，有的地区多山地丘陵，土壤和泥脚情况复杂，田块面积比较小，高度差大，机械转移比较频繁；有的地区水田土壤特别稀软，泥脚特别深，所以承载能力就非常差。这些地区发展了马力小、 重量轻、船体接地比压小、爬坡能力强的机耕船；适用于狭小田块耕作、空行率地的机耕船；以及牵引力大、越野性好、能适应多种土壤的机耕船。 但中国当时的工业水平是比较低的。因此从工业水平看，有的地区有比较好的手扶式拖拉机的基础，因而发展了由手扶拖拉机变型的农工 、东风 =12 型、广西工农 等机耕船，以及用手扶拖拉机改装的机型。有的地区工业生产比较薄弱，就着重发展便于制造、推广的简易型机耕船，如湖北 易型、湘江 和 等。 随着机耕船的研究工作的深入发展，各地在研 究皮带无极变速、差速器行星机构等差速转向及正反转转向机构，以探索使用性能更为完善的新型机耕船，并研制了机耕船配套的收割机、插秧机的实验样机，向一机多用、综合利用的方向发展。 随着机耕船在我国的各地的广泛应用和推广，使这些地区的农业机械化水平不断提高，双季稻面积不断增加，粮食产量稳步上升，稳定了国家粮食的供应，为我国的发展奠定的了良好的基础。 船式拖拉机工作特性 船式拖拉机的工作大都是在水田当中，水田中行走的阻力跟船体结构与水田中土壤状况决定的。 但机耕船的船体机构对拖拉机的工作效率影 响很大。机耕船的船体的主要作用是： 1、 承受机耕船的大部分重量，并将重量支撑在承压能力较低的水田表层上，控制力驱动轮的下陷深度。 2、 船体是机耕船行走机构的一部分，在水田作业时能在土壤表层滑行。 3、 排水量大的船体在水中具有较大的浮力。 4、 船体可作为机耕船的机架，用以固体发动机、传动系统和其它附件。 5、 船体可对机件起防护作用，并大大改善驾驶员的劳动条件。 根据船体的作用，船体结构应满足以下几点要求： 1、 具有足够大的接地面积，使机耕船有适合的接地比压，以适应水田表层的承受能力； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2、 船体结构应有足够的强度与刚度，并能适应其它部件的 安装与固定； 3、 船体外形圆滑，具有较小的滑行阻力和转向阻力矩； 4、 船体材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能，有较长的使用寿命。 变速箱的性能特性要求 扩大整个机器动力系统转速转矩变化范围；在原动机旋向不变的条件下使车辆倒退行驶；在制动、点火、停车等状况下切断原动机与传动系联系以保护原动机（通常是为避免原动机过载）；在某些工况下为机器提供一定的制动力。 输入与输出功率不应差别过大，减少传动过程中的功率损耗。 提供机器所要求的速度范围，且传动稳定可靠。 提供机器所需要的扭矩，使机器能适应多种路况。 变速箱内的转速必须符合变速的范围，不宜过高，过高会使传动级别增大，损耗的功率也会随之增大，因此转速应当有所控制。 设计任务和要求 第一章 绪论 式拖拉机的应用概况 式拖拉机工作特性 速箱的性能特性要求 计任务和要求 第二章 船式拖拉机传动系统设计 式拖拉机的主要参数（动力匹 配、行走速度、输出扭矩等） 式拖拉机传动系统设计（方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等） 速机构传动系统图设计 第三章 离合器及其操纵机构设计 合器作用及其结构形式 合器机构及其构件设计 合器操纵机构设计的基本原则 合器机构及其构件设计 第四章 变速箱操纵机构设计 纵机构的基本要求 挡机构及构件设计 定机构及构件设计 锁机构及构件设计 锁机构及构件设计 第五章 设计总结 论综述 在不足 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第二章 船式拖拉机传动系统设计 式拖拉机的主要参数（动力匹配、行 走速度、输出扭矩等） 动力匹配 首先得选择适当的发动机，根据有关资料和实用性以及经济性，此设计我们选用 12马力的发动机，转速为 1200转 /分。 行走速度 机耕船的工作速度范围、速度分级和档位安排，主要应根据机耕船所需要完成的各种作业的要求，以及生产率、劳动强度、地形等因素来综合考虑，以便获得良好的作业质量和高的生产率。 （一）基本工作速度 1、速度范围 机耕船最基本的工作是水田的耕整作业：梨耕、旋耕、耙田等，这主要用基本工作速 度来完成。因此基本工作速度是机耕船各种速度中较为重要、档数安排较多的部分。 机耕船在水田进行旋耕作业的速度一般安排在 34公里 /小时。 水田作业速度也不能过高。由于水田田块一般较小，工作行程短，地头转弯多，且机耕船驱动轮滚动阻力较大，而配套发动机功率较小，因此，过高的作业速度将造成机手精神紧张，操作忙乱，发动机功率也显不足。一般希望犁耕速度不超过 小时。 （二） 缓刑工作速度 机耕船的缓行工作速度主要用来作田间转移和综合利用。割脱机作业要求速度在 1里 /小时 ，插秧机作业要求 里 /小时的速度。因此缓行工作速度一般在 里 /小时范围内。 （三） 运输速度 1012 马力机耕船在农闲期间兼作运输作业。由于其重心低、牵引力大，操纵方便，进行运输作业比手扶拖拉机更为适宜。 运输速度一般安排低速和高速两个档，低速运输为 1215 公里 /小时，高速运输为 1820公里 /小时。 （四） 倒行速度 机耕船的倒行速度一般作倒车和挂结农具用。因此，和拖拉机一样，可设高速倒车和低速挂结农具的两个档，其速度范围为 公里 /小时和 公里 /小时。具有 3 个前进档的机耕船，一般只安排一个倒挡。 项目 缓行速度 基本工作速度 运输速度 倒行速度 旋耕 犁耕 档数 1 1 23 12 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 速度 0.4 4215 输出扭矩 由于我们选择的发动机是 12 马力的发动机，而 12 马力的发动机能发出的功率为 速为 1200转 /分。 根据 550*(P/N)= 船式拖拉机传动系统设计（方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等） 传动系统的功用 传动系是机耕船的一个重要组成部分，布置在发动机和驱动轮之间。它的作用是把发动机的动力传给行走机构或者动力输出装置，并且在机耕船进行不同作业时，保证驱动轮和动力输出轴得到适当的转速和扭矩。 传动系的主要功用如下： 1) 减速増扭，将发动机的扭矩增大，转速降低，以适合行走机构的需要； 2) 变速变扭，获得不同的驱动轮转速和扭转，以使用不同作业 的要求； 3) 改变驱动轮的旋转方向； 4) 改变动力的传递方向； 5) 脱开发动机与驱动轮之间的传动； 6) 平顺地接合动力； 7) 实现动力输出。 传动系统的组成 机耕船的传动系包括皮带传动、离合器、变速箱、中央传动和最终传动五个部分。有时在传动系统中还有联轴器，以链接相隔较远的两个传力部件。 传动系统可按传动比变化情况分为有级式传动和无级式传动。无级式传动能在一定范围内实现无级变速，即在发动机转速不变的条件下，连续地由一个速度过渡 到另一个速度，也就是具有无限个档。它能充分发挥发动机的功率，使机耕船具有较高的生产率和经济性，操纵也教简单。有级式传动只能获得一定数量传动比的几级速度；但它的结构教成熟，可靠耐用，效率高，制造方便。现有机耕船绝大多数都采用有级式传动。 传动系的方案设计 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： 1） 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； 2） 使用可靠，经久耐用。传动系统主要零件要有足够的强度、刚度和工作表面的耐磨 性，其使用寿命应不低于 6000小时； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 3） 传动效率高，尽可能减少传动系统中的功率损失； 4） 工艺性好，即零件加工简便、装配容易、“三化”程度高； 5） 经济性好，要求制造和使用成本低，钢材和其它材料、以及油料消耗量小； 6） 要考虑综合利用。一机多用的要求。 在进行传动系方案设计时，需从使用要求、生产条件和结构特点等方面加以考虑，同时设计几种方案，并绘出传动方案图，一下是设计的几种方案： 湘江 5型传动系统简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 具有扭矩传感器的皮带无极变速传动系统简图 川丰 5买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 （ a） 综合上述方案和现实的实用性，以及结构的难以程度和经济性，此设计（ a） 这个方案 传动系的总传动比及其分配 （ 1） 传 动系总传动比的确定： 传动系总传动比是根据农艺要求的机耕船速度来确定的。用驱动铁轮顶圆半径错误 !未找到引用源。 计算的某档水田计算速度 错误 !未找到引用源。 与总传动比的关系是： 错误 !未找到引用源。 =2错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 因此，总传动比应为 错误 !未找到引用源。 =未找到引用源。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 式中 错误 !未找到引用源。 某档的计算速度（公里 /小时）； 错误 !未找到引用源。 发动机 标定转速（转 /分）； 错误 !未找到引用源。 驱动铁轮顶圆半径（米）。 机耕船在陆上配带胶轮时，可用下式计算总传动比： 错误 !未找到引用源。 =未找到引用源。 式中 错误 !未找到引用源。 驱动胶轮的静力半径， 错误 !未找到引用源。 =误 !未找到引用源。 （米）（ 错误 !未找到引用源。为胶轮的名义半径）； 错误 !未找到引用源。 用胶轮静力半径计算的机耕船某档陆上计算速度（公里 /小时）。 （ 2） 传动比在各个部件间的分配 在确定了传动方案和总传动比后，需把总传动比合理地分配到各个部件上。 传动系总传动比等于各部件传动比之乘积，即： 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 式中 错误 !未找到引用源。 皮带传动的传动比，此设计的 错误 !未找到引用源。 取 错误 !未找到引用源。 变速箱第 错误 !未找到引用源。 中央传动的传动比； 错误 !未找到引用源。 最终传动的传动比。 在不使变速箱过于增速的情况下，传动比分配应按前小后大，前密后疏的原则来确定。即在结构布置允许的条件下，尽量地把最终传动、中央传动的传动比取大些，使零件数目较多的变速箱有较小的工作载荷和较小的重量，以达到减轻整机重量的目的。 根据上述原则，参照一些机耕船的数据，、大致在下列范围内： 单极最终传动时 错误 !未找到引用源。 = 两级最终传动时 错误 !未找到引用源。 = 中央传动 传动比 错误 !未找到引用源。 = 皮带传动传动比 错误 !未找到引用源。 =1 确定了 错误 !未找到引用源。 、 错误 !未找到引用源。 、和 错误 !未找到引用源。之后，即可确定变速箱的传动比 错误 !未找到引用源。 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 C=错误 !未找到引用源。 变速机构传动 系统图设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2 4 6 齿数（ Z） 40 17 17 19 43 23 模数（ m） 3 3 3 3 3 3 8 10 12 齿数（ Z） 41 14 14 58 43 43 模数（ m） 3 4 4 3 4 4 说明： （ 1） 轴上滑移齿轮可与动力轴上 （ 2） 轴上滑移齿轮可与中央轴上的齿轮 此设计共有 4个档位，其中为一档，二档，三档和 倒挡。 一档的传动路线为： 3 1 2 10 8 11; 二档的传动路线为： 3 5 6 10 8 11； 三档的传动路线为： 4 7 6 10 8 11; 倒挡的传动路线为： 3 1 2 7 6 10 8 11。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 根据原有数据 错误 !未找到引用源。 （发动机标定转速） =1200转 /分和上述传动齿轮的齿数可计算出各档位的在水田中的行走速度。 一档的传动比 i=i1 i2 740 1758 1443 2 二档的传动比 i=i1 i2 743 2358 1443 三档的传动比 i=i1 i2 941 2358 1443 3 倒挡的传动比 i=i1 i2 i3 740 1741 2358 1443 根据以上的条件可以计算出各档的行走速度： 一档的速度 V=2错误 !未找到引用源 。 错误 !未找到引用源。 h; 二档的速度 V=2错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 h; 三档的速度 V=2错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 h; 倒挡的速度 V=2错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 h。 第三章 离合器及其操纵机构设计 离合器作用及其结构形式 离合器的的作用：临时切断动力，以使变速箱顺利的换挡；平顺结合动力，以保证机耕船平稳起步，避免因猛然起步而产生很大的冲击，甚至使传动买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 系零件损坏或引起发动机灭火；同时还要求当机耕船碰到巅峰载荷时，离合器能自动打滑，防止传动系零件由于超载而损坏。 由于机耕船上一般使用的都是机械离合器，所以这里主要介绍机械离合器的结构形式。 机械离合器分为：牙嵌离合器，齿式离合器，转键离合器，圆盘摩擦片离合器， 圆盘摩擦块离合器，圆锥摩擦离合器，涨圈摩擦离合器，扭簧摩擦离合器。 1，牙嵌离合器机构 牙嵌离合器的结构简单，零件数量少，主要由 2 个端面有牙的半离合器组成，通过杠杆机构操纵从动离合器进行离合，如图 3示，由于牙的嵌合为刚性接触，为了保证牙工作面承受载荷均匀，要求两轴严格同心，控制相对偏移量。为此在主动半离合器上安装一个对中环。牙嵌离合器适宜用于主从动轴要求完全同步转动的轴系，但牙嵌离合器只能在静止或者圆周速度差在 100300 170217 162217 600 300 275 140 580 290 270 135 调质 200 217255 650 360 300 155 注：剪切屈服极限为屈服极限的 综合各项数据，此设计用调质钢。确定离合器 操纵机构的各杆的直径。 由于在离合器操纵机构中各杆所受的都是纯剪力，所以只受弯曲变形，直径的确定就按照弯曲强度计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 抗弯截面系数 W=32 弯曲应力的强度条件为： WM m a xm a d 设计取 16 离合器操纵机构设计的基本原则 1，踏板 行程应在 100150 毫米的范围内，行程过大会使操纵不便。 2，踏板的作用力应尽量小，以减轻机手的的劳动强度，一般不应该超过 20 25公斤。 3，杠杆的长度应能调节，以改变分离轴承的位置，保证分离轴承与分离杠杆端 部有适当的间隙。 第四章 变速箱操纵机构设计 操纵机构的基本要求 在设计变速箱操纵机构时，应满足的基本要求： 1，变速箱所有齿轮在任何情况下都能处于正确的啮合位置，即全齿啮合。 2，保证不会同时挂上两个挡，不会自行挂挡和脱挡。 3, 换挡时 齿轮间冲击力要小。 4，换挡轻便省力。 换挡机构及构件设计 该机构的功用是拨动滑移齿轮（或接合套），使其与相应的齿轮（或接合套）啮合或分离，实现挂挡或者换挡。 机耕船变速箱中广泛采用球支座的变速杆。球铰的直径一般为 2545 毫买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 米，用压紧弹簧将球紧压在支座上，以保证所需要的工作位置。弹簧压紧力为杆重的 24倍。变速杆上端总行程为 80120毫米。 简单式变速箱都采用一根变速杆（操纵杆）。组成式变速箱通常采用两根变速杆，分别操纵主，副变速箱，但也可用一根变速杆操纵。当采用 一根杆操纵时，要使副变速箱换挡，必须先把主变速箱齿轮拨到空档位置，操纵较麻烦。 图 换挡机构的简图，它的工作原理是由变速杆 1 的杠杆作用，传递给拨叉轴推力，来推动拨叉轴的移动，从而带动拨叉的移动。拨叉是跟滑动齿轮接合的，从而带动滑移齿轮（同步器或者接合套）的移动，最后形成换挡。 图 换挡机构 1 变速杆 2 拨叉 3 拨叉轴 根据变速箱的常用尺寸，和结合现用的机耕 船的现用数据以及相关的文献资料，现确定拨叉轴的长度为 270毫米，直径为 16毫米。 变速器操纵机构换挡位置的确定 设计操纵机构首先要确定换的那个位置图，换挡位置图的确定主要要从换挡方便考虑。 为此应注意三点： 1、按换挡次序来安排； 2、将常用挡放在中间位置，其它档位在两边； 3、为了避免挂上倒挡。往往将倒挡放在最靠边的位置。 综上所述，加上现实常用的换挡方式与有关资料的参照，现在作出设计的换挡位置图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 换挡位置图 变速器换挡机构设计的人机工程学意义 操纵机构应当设在人肢体活动的最有力的区域内，其高度低要适应于人体相应部位，其位置要设在操作方便，反应灵活的空间范围内。操纵机构的用力范围不应超出人体的最大用力限度，其布置必须保证人在工作时的自然姿态，并能交替变换工作的姿势，以防止姿势不适导致操作者的过度疲劳。因此，为了减轻疲劳，在布置从这机构时应考虑变换姿势的可能性，合理地满足操作者的使用要求，适应操作者的正常人体结构尺寸和生 理要求。如果忽略上述因素，就可能造成操作者使用不便，影响工作效率，甚至影响操作者的身心健康。 人体尺寸在操纵机构这几中的应用 88是 1989年开始实施的我国成人人体尺寸国家标准，该标准根据人机工程学要求提供了我过成人人体的基础数据。其中，立姿人体尺寸数据包括立姿身高、立姿眼高、立姿肩高、肘高、挠骨点高、中指指尖高、手功能高、中指指尖举高、双臂功能上举高、肩宽、最大肩宽、上肢长、全臂长、两臂展开宽、两臂功能展开款等等相关的尺寸数据。这些人体数据为操纵机构的合理设计提供了有力支 持，操纵机构的高度设计，作业空间的最大范围、正常范围、最佳范围的确定以及各种控制器、控制台、操作平台的设计都应以人体尺寸数据为依据，力求操作者操作方便、安全、舒适。 人的视野范围和视距范围对操纵机构设计的影响 人的视野是指眼球不转动的情况下能看见的空间范围，单眼对于黑背影上的白色对象的平均视野范围为：从眼球中心向外侧 90 90、向内侧 6062、向下 65 78、向上 55 60；双眼在水平方向上大约增加到120。人的视野范围对于颜色的视野比比黑影下对白色对象的视野小，尤其 对绿色感受的视野范围最小。为此，在操纵机构的布置和色彩的设计方面，应按人的视野范围合理安排，以求达到好的视觉效果。 视距范围是指人的眼睛视察操纵器的正常范围，一般选取 560大视距为 760小视距为 380右。另外，眼睛在水平方向上的运动速度比垂直方向上快、且不易疲劳。根据上述视野特性，在设计操纵买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 机构与控制面板时，应充分考虑操作者的视野范围和视距范围，将常用的指示器置于眼高偏下 30左右，并以此为中心左右分别偏离 30的范围最佳。 人体操纵力的选择 在操纵机构 设计中，必须考虑人体用力的限制，而操纵力的大小取决于人体的姿势，着力部位以及力的作用方向。 （ 1） 手的操纵力。 坐姿时，手操纵的一般规律为右手力量大于左手，手臂处于侧面下方时，推、拉力都较弱，但其向上、向下的力较大。拉力略大于推力，向下的力略大于向上的力。向内的力大于向外的力。 （ 2） 脚的操纵力。 在作业中，操作者用脚操纵的场合也很多的，脚产生的操纵力大小与下肢的位置。姿势和方向有关，下肢伸直时脚产生的力大于下肢弯曲时脚产生的力；坐背有靠背支持时脚可产生最大的力。立姿时脚的用力比坐姿大，一般坐姿时右脚最大蹬力平 均可达 2568N，左脚可达 2362N。据测定，膝部伸展角度在 130 150或者 160 180之间时脚的蹬力最大，一般情况下右脚的操纵力大于左脚的操纵力，男同志的脚力大于女同志的脚力。根据上述人体肢力的特点，在设计操纵机构时应充分考虑操作者工作时的体位，采用适当的增力机构，将操纵机构的原始力调整到人体最适宜的用力范围之内，避免因操作困难使操作者过度疲劳，影响工作情绪。 总而言之，应用人机工程学原理进行操作机构的设计有利于最大限度地改善人机关系，使人与机器达到最佳匹配，对于提高劳动生产效率，改善劳动者 的劳动条件，减轻操作者的劳动强度，为操作者提供方便。安全。舒适的工作环境是非常有益的，而且也能取得良好的效果。由此可见，也只有根据人机工程学原理设计的产品，才能给人们带来舒适的感觉，最总才能被消费者接受。 设计的计算及校核 操纵杆长度 因为设计的是船式拖拉机换挡操纵机构，通过对市场产品的调查，接合本次设计的需要，选取操纵杆长度为 350 操纵杆运动范围 据有关实验研究资料所确定的各种手控操纵器与人体尺度有关的尺寸参数，操纵杆的前后最大运动范围为： 45 ，左右最大运动范围为： 90 。参照市场现有产品，接合本次设计的需要，选取： 操纵杆前后运动范围为： 20 ；左右运动范围为： 15 。 具体参数的计算校核及相关机构的确定 换 挡所需要力矩和操纵力 通过参考湘江 、湖北 等机耕船的参数，以及现有资料和文献，本次设计选取：换挡力矩： 15N m; 人的操纵力一般不会超过 150N，根据国家标准的要求，此设计我们去操纵力为： 66N 操纵杆支点的确定 在完成换挡任务时，操纵杆与拨叉之间的运动关系，且易于计算，所以选择通过换挡计算手柄支点，而不是通过选档来计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 图 知：操纵力为： 66N；所需力矩为 66N*M，如图 有： 1510 066 3 ）（ y 了设计方便和制造，这里取 y=123 操纵杆直径的确定： （ 1） 考虑到制造成本，参考现有相关零件的材料，我们这里选 A 级 作为其制造材料。 是应用最广泛的一种碳素结构钢。 （ 2） 经比较，机耕船换挡杆一般在 16下，所以 的屈服极限选为s =235b =140了确保其使用时的可靠性，需选择安全系数 n,考虑到操纵杆的实际工作情况，这里选 n=3。 bn 3140b n =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 所以材料需满足剪切强度条件，即 所以 ， 4A ， 所以 即操纵杆的直径只要： d 9参考同类产品的尺寸，同时为了制造方便，此设计 d=13 （ 3）操纵杆刚度校核 在实际工程中，某些构件在工作中不仅需要满足刚度条件，以防止构件破坏，还要求其有足够的刚度，以限制构件的变形。 由于设计去的最大操纵力为： 66N，又根据图 示，危险界面在节点处。所以 l=227F=66N。 操纵杆的惯性矩： 49434z 013(6464d 操纵杆的最大挠度在节点处，其值为： 03 102 2 7293f 499 333 ）（钢的弹性模量 10210 ） 一般轴的许用挠度 f =（90012001） l ff 操纵杆满足刚度要求。 拨叉轴的设计及计算 根据现有的现实数据以及相关资料的查询，本次设计拨叉轴的长度取为270径取 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 由于本次设计只有 3个前进档， 1个倒退档。为了防止自动脱挡和同时挂上 2个以及 2个一上的档位，还必须设计互锁机构。同时为了防止齿轮间的干涉现象，还因设计联锁机构，综合这几种考虑， 槽间的间距的应根据传动齿轮间的间距 来综合设计，由于本次设计的变速箱中的传动齿轮与滑移齿轮间的间距为 54根据档位的设计，确定了滑移齿轮的滑移距离为 27以拨叉轴的基本尺寸设计就为该图。 锁定机构及构件设计 该机构的功用是保证滑移齿轮或接合套齿圈工作时处于全齿啮合，不工作时彻底脱开，并在工作中不产生自动挂挡或者脱挡现象。 锁定机构通常用弹簧压紧的钢球或者锥销作为锁定机构，以保证全齿啮合，并防止自行挂挡或者脱挡。钢球的锁定作用大，磨损比锥销小。 锁定弹簧压紧力的越大，越能防止自行脱挡，但操纵则越费力。锁定弹簧的参数 为：压紧力 716 公斤；刚度 M=1114 公斤 /毫米；钢球直径 d=0 毫米；工作圈数 n=1113。本次设计钢球直径取 9 （ 1）结构：多数变速器的自锁装置由钢球与弹簧组成（图 由锥销与弹簧组成（图 （ 2）工作：自锁钢球被自锁弹簧压入拨叉轴的相应凹槽内，起到锁止档位的作用，防止自动换挡和自动脱挡。换挡时，驾驶员施加于拨叉轴上的轴向力克服弹簧与钢球的自锁力时，钢球便克服弹簧的预压力而升起，拨叉轴移动，当钢球与另一个凹槽处正对时，钢球又被压力凹槽内，此动作传到操 纵杆上，使驾驶员具有“手感”。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 图 锁定机构 图 锁定机构 综上所诉，此设计我们选用弹簧压紧的钢球作为自锁机构。 互锁机构及构件设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 该机构的功用是防止变速杆同时拨动两根拨叉轴及拨叉，即防止同时挂上两个档位，造成齿轮传动间的干涉，导致变速器无法工作甚至严 重损坏。 目前，在有的拖拉机上采用单一的锁销式互锁机构，其工作原理与钢球互锁式一样。还有采用了框板式互锁装置，根据变速器档位的多少及合理地换挡操纵规律，导向框板是一块具有特定形状的导向槽限位板，每条导向槽对准一根拨叉轴。由于变速杆下部只能在导向槽中移动，从而保证了不会同时拨动两根拨叉轴，也就不会同时挂上两个档位。 如图 示，互锁装置由互锁球 4 和互锁球 5 组成。每根拨叉轴相对于自锁凹槽的侧表面均有一个深度相等的凹槽，当任何一个拨叉轴处于空档位置时，该凹槽正好对准互锁钢球。两个钢球直径之和正好等 于相邻两拨叉轴间距加上一个凹槽的深度。中间的拨叉轴上两侧凹槽以空贯通，该孔内放置一根可左右移动的互动销，其长度为拨叉轴直径减去一个凹槽的深度。 如图 示，当变速器处于在空档位置时，所有拨叉轴的侧向凹槽与互锁钢球、互锁销位于同一直线上。 （ a） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 ( b ) ( c ) 图 互锁装置工作示意图 当移动中间拨叉轴时【图 a）】 ,轴 3 两侧的内钢球从其侧面凹槽中被挤出，从而外钢球 2 和 4 分别嵌入拨叉轴 1 和 5 的侧面凹槽中，因而将轴 1和 5 锁定在空档位置。若要移动拨叉轴 5，应先将拨叉轴 3 退回到空档位置【图 b）】，于是在移动拨叉轴 5 时，钢球 4 便从轴 5 的凹槽中挤出，同时通过互锁销 6 和其他钢球将拨叉轴 3 和 1 锁定在各自的空档位置。同理。当买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 移动拨叉轴 1 时，拨叉轴 3 和 5 被锁定在空档位置【图 c）】。由此 可见，驾驶员用变速杆移动某一拨叉轴挂挡时，互锁装置便自动将其他所有的拨叉轴锁定在空档位置，从而保证只能挂上一个档位。 目前，在有的拖拉机上采用了单一的互销式互锁装置，其工作原理与上述钢球互锁式一样。 联锁机构及构件设计 为了避免在分离主离合器的情况下强行换挡造成齿轮冲击损坏，在有的机耕船上采用了联锁机构。它使拨叉轴与离合器操作机构联锁，只有在离合器彻底分离时拨叉轴才能移动；同时还能防止自行脱挡。 图 锁机构的结构简图的工作原理：当离合器踏板踩