福田雷沃拖拉机变速箱的设计【含CAD图纸、说明书、答辩稿】
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含CAD图纸、说明书、答辩稿
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摘 要我国不仅是农业大国，还是拖拉机的生产大国和使用大国，我国拖拉机保有量一直处于世界前列，作为牵引或是驱动的设备，拖拉机在农业、工业等方面都发挥着重要的作用，随着科技的发展，拖拉机的技术水平也在不断提高，变速箱作为拖拉机中重要的传动机构，变速箱的技术始终都是研究的重中之重，可以说变速箱的性能决定了拖拉机的性能能达到的高度。随着经济与科技的发展，拖拉机变速箱的设计制造也逐步改善，由依赖国外先进技术逐渐实现自主研发，形成具有我国特色的拖拉机变速箱技术产业。因为在变速箱中主要起作用的是传动轴，齿轮以及滚动轴承，所以在设计时着重对传动轴进行强度与刚度的校核，对齿轮进行强度校核，对滚动轴承进行使用寿命的计算。变速箱另一组成部分操纵机构由换挡机构和锁定机构组成，所以在设计时要进行这两个部分的设计。本次设计对拖拉机进行观察分析，对各种可能遇到路况进行分析总结，根据一些既定参数，对变速箱的动力、传动以及零部件都进行了设计计算，并对设计方案进行论证及零部件的强度校核，设计计算包括了对传动比、齿轮的参数计算，并以此为基础设计计算轴类零件直径长度等参数，并对箱体尺寸壁厚进行少量计算。最后对齿轮、传动轴、滚动轴承以及箱体进行校核计算，还将在密封润滑方面完善变速箱的使用性能。关键字：变速箱；齿轮；轴；轴承；操纵机构；锁定机构AbstractChina is not only a big country in agriculture, but also a big country in tractor production and a big country in use. Chinas tractor ownership has been at the forefront of the world. As tractors or driving equipment, tractors play an important role in agriculture, industry, etc. Development, the technical level of the tractor is also increasing, the gearbox as an important transmission mechanism in the tractor, transmission technology is always the most important research, it can be said that the performance of the transmission determines the height of the tractor performance can reach . With the development of economy and science and technology, the design and manufacture of tractor gearboxes have also gradually improved, relying on foreign advanced technology to gradually realize independent research and development, and to form a tractor gearbox technology industry with Chinese characteristics.Because the transmission shaft, gears and rolling bearings are mainly used in the gearbox, the strength and stiffness of the drive shaft are checked during design, the strength of the gear is checked, and the service life of the rolling bearing is calculated. The other component of the gearbox is composed of a shifting mechanism and a locking mechanism. Therefore, the design of these two parts should be carried out during design.In this design, the tractor is observed and analyzed, and various road conditions that may be encountered are analyzed and summarized. According to some predetermined parameters, the power transmission, transmission and components of the transmission are all calculated and designed, and the design proposal is demonstrated and the components and parts are analyzed. The strength of the check, design calculations include the gear ratio, gear parameter calculation, and based on this design and calculation of the diameter of shaft parts and other parameters, and a small amount of box size wall thickness calculation. Finally, the calculation of gears, transmission shafts, rolling bearings, and housings will be performed. The performance of transmissions will also be improved in terms of seal lubrication.Keywords: gearbox; gear; shaft; bearing; operating mechanism; locking mechanism目 录第一章 绪 论11.1 变速箱的功用11.2变速箱的类型11.3 变速箱工作原理21.4 拖拉机变速箱发展历史21.5 国内拖拉机变速箱现状21.6 拖拉机变速箱的发展趋势21.7 课题主要研究内容3第二章 变速箱的设计方案42.1 变速箱设计初始数据42.2 变速箱的设计要求42.3 变速箱的设计步骤42.4 变速箱的传动方案52.5 变速箱结构的设计方案6第三章 确定变速箱的参数83.1 变速箱主要参数的确定83.1.1 确定挡位数与各挡位传动比83.1.2 确定中心距83.1.3 确定齿轮模数93.1.4确定齿轮压力角93.1.5确定齿轮的宽度93.1.6 确定齿数103.1.7 齿轮的精度等级和材料123.2 齿轮的校核123.2.1 确定齿轮的径向尺寸123.2.2 齿轮的强度校核133.3 轴的设计及校核173.4 轴承的选用及校核233.4.1 轴承的选用233.4.2 轴承使用寿命的计算233.4.3 校核极限转速243.5 花键连接强度校核25第四章 变速箱附件及箱体274.1 减速组齿轮的布置方案274.2 变速箱箱体274.3 密封装置选择274.4 润滑剂选择及防锈处理284.5 操纵机构284.6 换挡机构294.7 锁定机构29第五章 结 论31参考文献32致 谢33附 录341 各挡的传动方案342 变速箱各挡位的传动路线及传动比40第一章 绪 论1.1 变速箱的功用1.实现汽车变速，改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利转速范围下工作。2.实现汽车倒车，由于内燃机不能反转，这样在发动机旋转方向不变的前提下，在变速箱中设置倒挡，使汽车能倒退行驶。3.实现空挡，切断动力传递，以使发动机能够启动，怠速，便于变速箱换挡和动力输出。1.2变速箱的类型1.按传动比变化方式可分为有级式变速器，无级式变速器和综合式变速器三种。有级式变速器：采用齿轮传动，具有几个可选择的定值传动比。有轴线固定的普通齿轮变速器和轴线旋转的行星齿轮变速器两种。无级式变速器：传动比可在一定的数值范围内可连续多级变化，有液力式无级变速器（采用液力变矩器）、机械式无级变速器（金属带式）、电力式无级变速器（采用直流串激电动机）。综合式变速器。由有级式变速器和液力式无级变速器共同组成，其传动比可以在最大值与最小值之间几个不同分段的范围内作无级变化。2.按操纵方式可分为手动操纵式变速器，自动操纵式变速器和半自动操纵式变速器三种。手动操纵式变速器：是靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。自动操纵式变速器。传动比的选择和换挡是自动进行的驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和汽车的车速等信号来控制执行元件，实现换挡。半自动操纵式变速器。可分为两类，一类是部分挡位自动换挡，部分挡位手动强制换挡；另一类是预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换挡。1.3 变速箱工作原理变速箱又称变速器，它主要由操纵机构和变速箱箱体，以及安装在箱体内各传动轴上不同齿数的齿轮组成。根据实际工作需要，将不同的传动轴上的不同齿数的齿轮啮合在一起，通过改变传动比进而改变输出轴的输出转矩和转速,从而达到改变车辆速度的目的。并利用两啮合齿轮旋转方向相反的原理使从动轴旋转方向相反，从而控制车辆行进方向，即不仅能够使车辆前进行驶还能够实现倒挡行驶。变速箱还有一个作用就是保证发动机正常运转的情况下，车辆能够处于停止状态，即实现空挡。1.4 拖拉机变速箱发展历史 作为牵引，驱动的大型设备，拖拉机自问世后一直备受青睐，按其变速箱的研制和应用顺序，主要有3种类型，包括手动变速箱、负载换挡变速箱、自动变速箱。负载换挡变速箱在手动变速箱的基础上解决了换挡时动力中断的问题，无极变速箱使传动选择变得更多，但在舒适度上升的同时，它的传动效率却在下降。目前，由于噪音等问题，前两种变速箱在欧美国家已经变得越来越少，他们更青睐无极变速箱，在国际市场上，他们都占有一定份额。1.5 国内拖拉机变速箱现状 变速箱始终在传动系统中扮演者重要的角色，由于变速箱包含的零件众多，它始终是设计计算最多的部分，我国是拖拉机的使用大国，多数使用在农业方面，但是在变速箱方面，还是国外的品牌占据大部分的市场，在很多方面，例如运输速度、换挡方式、传动效率等方面，我国还是与发达国家存在着一定的差距。1.6 拖拉机变速箱的发展趋势1.挡位数目多样化，增加挡位数不仅可以降低拖拉机的油耗，还能提升拖拉机的动力，使拖拉机获得更多的传动比分配。2.噪音最小化，在保证工作效率的同时减小噪声。3.采用电子控制，实现更为复杂的控制，提高变速箱的性能。4.实现多级自动化，根据车速等信息以最合适传动路线自动换到最佳挡位。1.7 课题主要研究内容 由于国内拖拉机多用于农业，为充分利用变速箱动力，将多设置挡位，本次设计将选取10+2的挡位选择，换挡方式选择国内拖拉机常见的一杆操纵直接换挡的方式。通过中心距的计算确定变速器尺寸，后续确定传动方案，操纵方案以及各零部件的尺寸，并从多个方面完善变速箱的整体性能，从设计的角度使它变得更有竞争力。第2章 变速箱的设计方案2.1 变速箱设计初始数据1）拖拉机发动机输出扭矩为；2）拖拉机各挡位行进速度表2-1 拖拉机各挡位行进速度表 3）拖拉机发动机额定功率：;4）拖拉机发动机额定转速：。2.2 变速箱的设计要求1.根据上述初始数据，该拖拉机有十个前进挡，两个倒退挡，拖拉机在作业时各挡位的传动比必须满足行进速度和牵引力的要求。2.变换挡位操作方便快捷，不允许出现挂不上挡或同时挂两个挡，自动脱挡以及跳挡的现象。2.3 变速箱的设计步骤1.收集和研究相关资料；2.根据工作环境以及特点选择变速箱的结构形式；3.根据原始参数确定挡位数并计算各挡位传动比；4.根据总体布置要求确定变速箱外形尺寸允许范围；5.确定变速箱的总体传动方案；6.确定变速箱的主要参数；7.根据变速箱的传动比选配齿轮，确定各挡齿轮的齿数；8.进行齿轮，轴，轴承等零件的强度，刚度计算或寿命计算；9.进行结构设计，绘制草图，装配图以及零件图，编写设计计算说明书；10.设计总结和答辩。2.4 变速箱的传动方案 考虑到变速箱挡位数，速度变化范围，各挡位传动比以及变速箱总体布置的要求，选择合理的结构方案，绘制出传动简图。如图2-1所示2.5 变速箱结构的设计方案 （1）为了缩小变速箱尺寸，将输入轴，输出轴布置在同一水平面内；（2）当变速箱处于空挡状态时，保证齿轮间的轴向间隙为以便于进行换挡；（3）齿轮端面距箱体内壁不小于；（4）为了减少传动轴的形变，将受载荷较大的齿轮安排在靠近轴承处；（5）合理利用齿数比安排齿轮位置，以减小传动轴的轴向尺寸；（6）为防止齿轮干涉现象的发生，齿轮的齿顶圆不可以相交或相切。第三章 确定变速箱的参数3.1 变速箱主要参数的确定3.1.1 确定挡位数与各挡位传动比 根据变速箱设计初始数据知挡位数为十个前进挡和两个倒退挡。选取带轮直径，各挡位总传动比的计算公式如下 （3-1）式中 将上述拖拉机原始参数代入式（3-1）得到各挡位总传动比见下表表3-1 各挡位总传动比档 位倒慢 挡快 挡3.1.2 确定中心距中心距是变速箱设计的一个重要的参数，它主要影响变速箱的尺寸和质量，为减小变速箱尺寸，在能够满足使用条件下应尽量取最小值，但为了要保证齿轮和轴的强度，中心距又不能太小，通常根据经验公式初选中心距： （3-2）式中 则3.1.3 确定齿轮模数齿轮模数是决定齿轮尺寸大小的重要基本参数，在齿轮齿数一定时，齿轮径向尺寸随齿轮模数的增大而增大。在齿轮分度圆直径和宽度一定时，齿轮的弯曲疲劳强度随模数增大而增强，但接触疲劳强度无明显变化，却因齿轮齿数和重合度的增加而有所增强。所以在设计时，在能够满足齿轮的弯曲疲劳强度的前提条件下要尽量选用较小模数。本设计考虑到为使齿轮便于制造，所有齿轮均采用同一种模数,取。3.1.4确定齿轮压力角齿轮压力角是齿轮渐开线上的点法向方向与该点速度方向所成夹角，压力角较大时，可以提高齿轮的弯曲疲劳强度，压力角较小时，可以降低齿轮传动的噪声，获得更为平稳的齿轮传动，但会降低齿轮的齿面接触疲劳强度。在变速箱中多采用的压力角为或，本次设计选取齿轮压力角。3.1.5确定齿轮的宽度齿轮的齿宽系数取值较大的时候可使中心距及直径减小，能够有效的增加齿轮的承受载荷能力，但如果增加到一定程度后，会使载荷分布不均，降低承载能力。因此，在变速箱的设计中，一般都是确保齿轮在满足要求的情况下取较小值。从而优化变速箱的结构。齿宽。式中齿宽系数计算直齿齿轮时一般取48，为齿轮模数，因为在装配时必然存在无法消除的装配误差，在节省材料的同时还要保证设计的齿轮宽度满足使用要求，现在应用最广泛的方法是，在制造时将小齿轮较大齿轮略宽。变速箱内各齿轮的齿宽见下表。（计算结果取整数）3.1.6 确定齿数计算相互啮合的齿轮副齿数和 (3-3)如果计算出的设计值太小而不能满足速度变化要求，则可以增加该值，相应地减小模数，或者增加预选中心距。根据各挡位总传动比确定各个相互啮合的齿轮副传动比进而确定各齿轮的齿数。齿轮传动各级传动比分配原则：大体原则是使各级传动比基本相等，齿面接触疲劳强度相等，使变速箱尺寸和重量最小，大齿轮浸油深度基本相等。对于二级齿轮传动传动比分配可由下图查得图3-1 二级齿轮传动传动比分配对于三级齿轮传动传动比分配可由下图查得图3-2 三级齿轮传动传动比分配当拖拉机处于快挡位时，变速箱常吻齿轮副和一挡齿轮副参与传动，取选取常吻主动齿轮的齿数为19，则常吻从动齿轮的齿数为.所以可以确定一挡主动齿轮的齿数为:,则与之啮合的一挡及倒挡滑动齿轮的齿数为：.按此方法计算，就可以确定余下所有齿轮的齿数，具体结果见下表：3.1.7 齿轮的精度等级和材料对于拖拉机，齿轮的精度等级范围是68，选用7级精度。对于汽车变速箱材料，通常选用，齿面硬度217HBS。经渗碳淬火处理。3.2 齿轮的校核3.2.1 确定齿轮的径向尺寸由于前面已经确定了齿轮的模数，齿数，齿轮宽度和压力角等系列参数，由上述参数可以确定齿轮分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径等参数。分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径9510582.5160170147.5155165142.5859572.5195205182.5175185162.5155165142.59010077.5120130107.510011087.5205215192.5185195172.5125135112.5135145122.5200210187.53.2.2 齿轮的强度校核1.常吻主动齿轮的设计及校核：（1）齿面接触疲劳强度计算 齿面接触疲劳强度校核公式： (3-4)式中 ； ； ； ； ； ； ； (3-5) ； 。计算变速箱的动力传递到常吻主动齿轮的效率为离合器的效率，为滚动轴承的效率，为联轴器的效率。所以则有根据文献1表10-2,图10-8，表10-3，表10-4得则根据文献1图10-20，表10-5得，根据文献1计算重合度系数重合度系数：而。则有而许用接触疲劳强度应力为： （3-6）式中 ； ； 。根据文献1图10-25得计算应力循环次数 ： （3-7）根据文献1图10-23得：，取失效概率为1%，安全系数，则取和中较小者作为该齿轮副的齿面接触疲劳许用应力，即因为，所以该齿轮副的齿面接触疲劳强度满足使用条件。（2）齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度的校核公式为： （3-8）式中 ； ； ； ； ； ， 。根据文献1表10-3图10-13得到所以根据前面齿面接触疲劳强度计算可知：又因为，而。由于齿形系数和应力校正系数与齿轮齿数有关，根据文献1图10-17，齿轮齿数为的，有齿轮齿数为的，有代入上述所查得的各项参数则弯曲疲劳强度为：弯曲疲劳强度为：许用弯曲疲劳强度应力为： （3-9）式中 ； ； 。根据文献1图10-24得根据文献1图10-22得选取弯曲疲劳强度的安全系数则有因为，所以该齿轮副的齿根弯曲疲劳强度满足使用条件。2.其它各对齿轮的齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度按上述方法计算。为节省篇幅，在此省略计算过程，计算结果均满足使用条件。3.3 轴的设计及校核1.输出轴的设计及校核（1）计算轴上的功率、转速和转矩计算动力从发动机传递到一挡主动齿轮上的效率为离合器的效率，为滚动轴承的效率，为联轴器的效率, 为齿轮啮合的传动效率，则有（2）计算作用在齿轮上的力求作用在一挡及倒挡滑动齿轮上的力首先要求出与一挡及倒挡滑动齿轮相啮合的一挡主动齿轮上的圆周力和径向力。求作用在圆弧锥齿轮上的力圆弧锥齿轮齿面上的法向力可分为圆周力，垂直节锥母线的力 和沿节锥母线的力，且 （3-10）式中 ； 。 （3-11） （3-12）则主动锥齿轮径向力为： （3-13）轴向力为： （3-14）式中 ； ； ；。则有将。代入上述式（3-11），（3-12），（3-13），（3-14）计算得到：，（3）初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢（调质），根据文献1表15-3，取，于是得（4）轴的结构设计为保证轴的承载能力以及滑移齿轮的轴向移动，将输入轴制成齿轮轴，中间轴和输出轴均采用花键连接，设计时保证最小轴径。输入轴直径，中间轴直径，输出轴直径。（5）计算轴上载荷当变速箱的挡位时，输出轴上的齿轮只有参与传动。计算此时输出轴的强度。根据轴的结构做出轴的载荷分析图（图3-3） ：解得： ：解得: （6）计算弯矩: : 总弯矩: （3-15）代入上述计算结果得：（7）计算转矩转矩 （3-16）式中 ； 。取。则（8）对弯矩，扭矩进行合成 （3-17）（9）校核轴的强度 （3-18）式中 。 （3-19）最危险截面的校核： 根据文献1表15-1得：。为轴的许用弯曲应力。所以。故安全图3-3 轴的载荷分析图2.其余各轴的校核均按上述过程计算，为节省篇幅，在此省略计算过程，计算结果均满足使用条件。3.4 轴承的选用及校核3.4.1 轴承的选用由于齿轮为直齿圆柱齿轮，轴上载荷主要径向载荷，深沟球轴承主要承受径向载荷，同时也能承受较小的轴向载荷，可大批量生产，价格便宜。根据轴径，选用型号为6207,6209,6211等深沟球轴承。3.4.2 轴承使用寿命的计算1.滚动轴承的疲劳寿命计算计算轴承的预计使用寿命对输出轴上的深沟球轴承进行寿命校核。轴承的寿命()公式为： (3-18)式中 ； ； ； ； 。：。式中 ； 。则 对于深沟球轴承，因为这类轴承主要承受径向载荷，则有式中 ； 。根据文献1得：。则则 根据文献1得：。而。为预期计算寿命。所以，故输出轴上的滚动轴承满足使用要求。3.4.3 校核极限转速对输出轴上的进行极限转速校核，校核的条件为： （3-19）式中 ； ； ； 。根据文献2得：。当拖拉机处于快挡挡位时，变速箱的总传动比最小，输出轴的转速达到最大值，则此时滚动轴承转速也最大。校核此时的极限转速。则有根据文献2得：。所以。故输出轴上的滚动轴承满足使用要求。综上，通过对滚动轴承使用寿命的计算以及极限转速的校核，可以确定采用深沟球轴承能够满足使用要求。其它轴上的滚动轴承使用寿命计算方法与上述方法相同，当拖拉机处于快挡位时，此时输出轴转速是变速箱所有状态中转速最高的时候，所以在进行极限转速的校核是只校核这一种情况即可。3.5 花键连接强度校核 传动轴与齿轮连接方式采用矩形花键连接，根据连接的结构特点和工作要求选择花键尺寸，矩形花键的受力情况如图3-4所示，图3-4 矩形花键的受力情况对输出轴花键进行校核，校核公式 （3-20）式中： 载荷分布不均系数，一般取 花键齿数， 齿的工作长度， 花键齿侧面的工作高度， 花键平均直径， 传递的转矩 作用在工作面的合力，花键连接许用压力，则 由于，所以花键连接满足使用条件。 第四章 变速箱附件及箱体4.1 减速组齿轮的布置方案如果输入轴的动力经过变速箱两级变速仍无法使速度达到理想值，这时通常安装减速齿轮即减速器。减速器的安装位置没有硬性要求，取决于变速箱前后的空间大小，若变速箱前后有空间且此空间足矣，可以将减速器安装在此空间内。若此空间不足以安装减速器，则可以将减速器安装在变速箱的侧面。本变速箱设计将减速器安装在侧面。 4.2 变速箱箱体 箱体是一个架构和受力复杂的零件，是用来支持和固定轴系零件以保证传动件的啮合精度，为减少加工难度和经济性考虑，本次设计在保证箱体具有足够的强度和刚度，结构紧凑的同时，将进行简化设计，纵向和横向尺寸根据减速器纵、横齿轮进行计算，材料选取，最低抗拉强度，灰铸铁抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，适用于铸造箱体。取壁厚。整体结构接近于长方体，节省加工成本，并针对于倒档轴处加成横向尺寸，结构形式上选择为剖分式，分为箱体，箱盖以及固定操纵机构的端盖。在输入轴和输出轴外伸处，为了防止灰尘、水汽等杂质进入箱体，引起零件的磨损和腐蚀，应在轴承盖孔处设置密封装置。为了提高轴承座端盖刚度还应设置加强肋，两侧连接螺栓应尽量靠近。设计铸造箱体时，箱体上的加工面和非加工面需要严格区分开，其中加工面需要高出非加工面，并且同一面的加工面位于同一平面，利于一次调整加工。4.3 密封装置选择为防止变速箱内工作环境影响轴系零件工作，在轴承端盖处进行密封处理，本次设计选择旋转轴唇形密封圈中的B型内包骨架型，操纵机构处轴端处采用防尘罩防止烟尘进入箱体。因为本次变速器箱体采用剖分式，因此需要考虑箱体剖分面的密封问题，需要将各剖分面进行密封处理，剖分面需要涂以密封胶或者水玻璃，不得随意使用其他填充材料，会造成箱体内零件磨损腐蚀。4.4 润滑剂选择及防锈处理本次设计为变速箱箱体设计，需要考虑润滑及防锈问题，需要考虑以下几点1.箱体中需要装工业齿轮油，油量需达到规定深度。2.零件在装配之前使用没有清洗，轴承用汽油清洗，晾干后表面涂油。3.箱体内表面涂耐油漆，外表面涂以银白色漆。4.壳体与上盖之间、后轴承盖与壳体之间涂硅橡胶密封。4.5 操纵机构变速箱操纵机构应保证驾驶员能准确可靠地使变速箱挂入所需要的任意一个挡位工作，并且可以随时退回到空挡。大多数汽车变速箱布置在驾驶员座位附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵，这种操纵机构称为直接操纵式变速箱操纵机构。它一般由变速杆、拨块、拔叉、拔叉轴以及安全装置等组成，多集装于上盖或侧盖内，结构简单，操纵方便。不同变速箱的挡数和操纵机构的结构与布置都有所不同，因而相应于各挡位的变速杆上端手柄位置排列，即挡位排列也不相同。因此，汽车驾驶室仪表板上或操纵手柄上标有该车变速箱挡位排列图。在有些汽车上，由于变速器离驾驶员座位较远，因此需要在变速杆与拨叉之间加装 一些辅助杠杆机构或一套传动机构，构成远距离操纵机构，这种操纵机构称为间接操纵式变速箱操纵机构。该操纵机构应有足够的刚性，且各连接件间隙不能过大，否则换挡 时手感不明显。由于布置上的原因，它多用在轿车和轻型汽车上。为了保证变速箱的可靠工作，变速箱操纵机构应满足如下要求： 1. 挂挡后应保证接合套位于与接合齿圈的全部套合位置，或滑动齿轮换挡时，全齿长都进人啮合。在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速箱不自行挂挡或自行脱挡。为此，在操纵机构中设有自锁装置。2. 为了防止同时挂两个挡位而使变速箱卡死或损坏，在操纵机构中设有互锁装置。3. 为了防止在汽车前进时误挂倒挡，导致零件损坏，在操纵机构中设有倒挡锁装置。4.6 换挡机构 车辆换挡方式有多种：1. 直齿滑移齿轮换挡，即直接操纵齿轮使其结合进行换挡。2. 同步器换挡，即利用摩擦原理使接合套与接合齿圈圆周速度达到相等时，使其啮合，从而进行换挡。3. 动力换挡，即带有湿式摩擦片的离合器通过液压控制进行换挡。4. CVT换挡技术，即金属带式无极变速技术，通过金属带、工作轮、液压泵、起步离合器以及控制系统的工作下，实现车辆速度的变化。目前拖拉机普遍使用两根变速杆分别操纵主，副变速箱，但也可用一杆操纵。当用一杆操纵时，为了拔动副变速齿轮，必须先把主变速齿轮拔到空挡。本设计采用弯杆变速杆一杆操纵，直齿滑移齿轮换挡。4.7 锁定机构锁定机构在换挡时要保证齿轮选择正确，并将拨叉进行固定锁紧，以防止自动挂挡和自动脱挡现象的发生。通常用一个弹簧压紧的钢球或销来锁紧。由于花键和齿轮存在加工时会出现不可避免的误差以及轴在旋转时会发生形变，齿轮在载荷作用下产生微小位移，这就会使花键各齿传力不均，并且随轴转动过程中会有局部的相对滑移，因摩擦而引起轴向力。另外由于齿面磨损不均出现斜度也会引起轴向力。当轴向力达到一定值时，就会自动脱挡。常用的防止脱挡办法有：1. 加大锁定弹簧的弹力，但换挡时需要更大的力。2. 在双离合变速器换挡系统中，通常设置齿套和结合齿倒锥锁止结构或拨叉轴定位槽防脱结构。3. 增强齿轮的轴向定位，尽可能减少齿轮与轴的相对滑动。4. 从根本上减少轴向力的措施是提高轴和花键孔的制造精度，减少定位表面的径向间隙，减少齿轮和花键的齿向误差，减少轮毂在热处理时的收缩不均。锁定机构包括自锁机构，互锁机构和联锁机构。1. 互锁机构，用于防止同时挂两个挡。有的在变速杆球头下装置带缺槽的导向框板，有的采用使两变速滑杆不能同时离开中立位置的互锁销。本设计采用在变速杆球头下装置带缺槽的导向框板。2. 联锁机构，联锁机构是一种防止自动脱挡和离合器未彻底分离就进行挂挡的机构。第五章 结 论本次毕业设计是拖拉机传动系统中的变速箱部分。变速箱作为汽车中必不可少的部分，其相关的技术现如今已经很是先进，变速箱中的设计理念，设计思路都值得我们进行深入研究、学习。针对本次设计的变速箱来说，结构追求简单易于生产使用，计算出较大范围的扭矩，可以使拖拉机能够在多种复杂的路况下行驶，换挡方式采用了最简单的直接操纵变速杆使直齿齿轮轴向滑移进行换挡，使用该方式可以使换挡方便快捷，减少了很多不必要的噪音产生，使驾驶更加舒适，减少风险。本次设计中变速箱采用了10+2挡位传动，使传动比范围变大，并且可以在传动比小于1的情况下运行，并且本次设计增加了两个倒挡位，使拖拉机作业更全面。但本次设计本着实用的目的出发，对于一些零部件的设计以实用为第一目的，对于安全性能方面研究较少，是本次设计的不足之处。通过本次设计，回顾了大学四年里所学的所有课程，将课本带出课堂，将理论充分联系实践，不仅加深了对专业知识的认知，也找到了自身的不足之处，在今后的日子里，机械行业还有许多未知的挑战，这需要即将走向工作岗位的我们年轻人在一次次的探索中弥补自身的不足，用专业技能武装自己。参考文献1 蒲良贵 陈国定 吴立言.机械设计(第九版).北京:高等教育出版社，2016.52 成大先.机械设计手册(第五版).北京:化学工业出版社，2008.13 陈意平 任仲伟 朱颜.机械制图.沈阳:东北大学出版社,2013 4 李育锡.机械设计课程设计(第二版).北京:高等教育出版,2
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