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摘 要
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。
关键字：齿轮 操纵机构 轴 轴承 锁定机构
DESING of a CERTAIN TYPE of TRACTOR GEARBOX
With variant transport tractors and agricultural the development of carriage car, depends on rural transportation industry to develop the small four-wheel tractor to field edge of a field. However, at present, small four-wheel the tractor field work ability is poor, and not many ancillary agricultural machinery, busy season is short, resulting in a large number of small four-wheel tractor year short operation time, forced long-term idle. The influence of rural specialist work benefit, also cause should not be some waste of resources. In light of these circumstances, we in the original small four-wheel tractor based on slightly to make some changes, make it functional extension. For example, in the original small four-wheel tractor based on, change seats, steering wheel, clutch, throttle, brake position, the tractor into inverted open, in a gearbox installed after digging device, lifting device or a loading device.
The graduation design is about mechanical speciality students before graduation and a comprehensive training, purpose is to consolidate and expand the students learn the basic knowledge and professional knowledge, training students' comprehensive use of the knowledge the ability to analyze and solve problems. Is training, training students the ability to work independently and the spirit of innovation is the best means. Graduation design requirements of each student in the course of the work, we need to think independently, study assiduously, create somewhat analysis, solving technical problems. Through the graduation project, so that students master the transformation plan formulation, comparison, analysis and necessary calculation.
Key words: Gear Manipulation of body Axis Bearing Locking mechanism
目 录
1 绪论 ............................................................................................................ ..1
1.1 变速箱概述..............................................................................................1
1.1.1 变速箱的功用.......................................................................................1
1.1.2 变速箱的类型....................................................................................1
1.1.3 变速箱的工作原理............................................................................2
2 变速箱设计要求及初始数据........................................................................3
2.1 变速箱设计要求...................................................................................3
2.2 变速箱设计初始数据...........................................................................3
3 变速箱设计过程........................................................................................... 4
3.1 变速箱的设计步骤...............................................................................4
3.2 变速箱结构的选择............................................................................... 4
3.3 根据总体计算确定挡位数与各档传动比...........................................4
3.4 根据总体布置要求确定变速箱外形尺寸允许范围...........................5
3.5 草拟变速箱的传动方案.......................................................................5
3.6 变速箱主要参数的确定.......................................................................6
3.6.1 齿轮模数的确定......................................................................6
3.6.2 齿轮压力角的确定..................................................................6
3.6.3 齿宽的确定..............................................................................6
3.6.4 相齿合齿轮的齿数和.........................................................8
3.7 选配齿轮.....................................................................................8
3.8 变速箱主要零件的计算.............................................................................9
3.7.1 齿轮的计算....................................................................................9
3.7.2 轴的计算......................................................................................12
3.7.3 轴承的计算...................................................................................16
4 主要零件的布置要点及倒档和减速器的布置方案............................... .. 18
4.1 变速箱主要零件的布置要点.................................................................18
4.2 倒档和减速器的布置方案.....................................................................18
4.2.1 倒档布置方案.............................................................................18
4.2.2 减速器布置方案.........................................................................19
5 变速箱壳和操纵机构的设计.......................................................................19
5.1 变速箱壳的设计....................................................................................19
5.2 变速箱操纵机构的设计........................................................................19
5.2.1换挡机构................................................................................. ..20
5.2.2锁定机构......................................................................................20
参考文献.............................................................................................................21
致 谢........................................................................................................... .. 22
1 绪 论
选题的目的及意义
（1)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。
（2)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。
（3)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。
本课题在国内外的研究状况及发展趋势
（4)(一)拖拉机发展状况
（5)1 结构型式的发展
（6)1）前轮小、后轮大、前轮转向轮式拖拉机这种标准型轮式拖拉机在欧美获得最广泛使用。在美国主要采用后轮驱动，大型拖拉机采用双排驱动轮胎，但四轮驱动也逐渐增多， 主要带后悬挂具作业。多数四轮驱动机型上可选装前悬挂装置和前动力输出轴， 可以前后都悬挂机具进行复式作业。
（7)2）平台式四轮驱动拖拉机和自走底盘为了在拖拉机上能安装播种、施肥、施药的机具，有的四轮驱动拖拉机的驾驶室偏前布置，后部有一平台可以安装机具； 有的为四轮驱动自走底盘， 发动机卧置在驾驶室下面，可以在驾驶室前部和后部的梁架上安装机具。
（8)3）前后轮相同，折腰转向四轮驱动拖拉机在美国这种结构型式用于特大型一般用途拖拉机上，采用前后双排轮胎。在西欧，这种结构型式适用于中小型果园拖拉机。
（9)4）橡胶履带拖拉机欧美金属履带拖拉机农业用量很少，1987年后相继出现了橡胶履带拖拉机和折腰转向履带拖拉机采用4 个三角形橡胶履带装置代替驱动轮胎，这种机型的最高运输速度为30千米每小时。俄罗斯也在研究采用三角形橡胶履带驱动型式的大功率拖拉机。
（10)2 各系统的技术发展
（11)1）发动机 大中功率拖拉机发动机普遍采用直喷燃烧室，标定转速一般为2200~2500转每分钟哪个采用不同缸径、缸数和自然吸气、增压或增压中冷达到的标定功率范围。
（12)2）传动系 （1）变速箱。在大中型拖拉机变速箱中，比较经济的结构方案是采用主变速（3 挡~4 挡） 加倒挡器，啮合套换挡，可选装两挡动力换挡和爬行挡。较完善的方案采用主变速4 挡动力换挡和副变速4挡~8挡同步器换挡，具有啮合套或液压离合器换挡的倒挡器和可选装爬行挡。更完善的采用全动力换挡16+4挡或18+8挡。动力换挡装置有行星式和定轴齿轮式，可利用液压离合器换接。（2）驱动桥。大中型拖拉机前后驱动桥普遍采用湿式盘式制动器和行星最终传动。前驱动桥采用摩擦式自锁差速器或液压差速锁，后驱动桥大多采用液压差速锁，以提高牵引附着性能，前轮驱动离合也采用液压操纵。（3）动力输出轴。美国生产的拖拉机，其后动力输出轴是按不同功率采用540，540/1000转每分钟或单独1000转每分钟标准转速和相应型轴头。西欧生产的拖拉机广泛采用变速后动力输出轴，前动力输出轴为1.2.3型轴头。大中型拖拉机动力输出普遍为全独立式，与变速箱动力换挡装置相对应，也采用液压离合器换挡。
（13)3）行走转向系 在大中型拖拉机上采用宽断面的子午线轮胎约占2/3。四轮驱动拖拉机一般前轮最大转角达50度。前驱动液压转向普遍采用穿心油缸， 即转向油缸和横拉杆合成一体。
（14)4）液压悬挂系统 （1）在大中型拖拉机上，载荷传感的闭心液压系统已被普遍应用，变量泵供油压力和流量可按工况需要自动适应。"许多新研制生产的系列拖拉机已广泛采用电子液压悬挂系统。（2）前后三点悬挂，普遍采用快速挂接装置。
（15)5）驾驶室 密封、隔声驾驶室装有空调设备。转向盘的倾角和高低以及减振座椅的位置可按驾驶员身材调整，所有传动、液压悬挂的操纵全部集中在右侧操纵台上（有的可随座椅一起转动），均用按钮或旋钮操纵。在仪表板上除了有多种常规的温度、压力、电流、燃油量等和各种操纵状态（前轮驱动、制动、动力输出轴、灯光等）的显示或警示信号外，还可通过机载计算机数显重要性能参数。
（16)四、本课题主要研究内容
（17)本课题主要研究内容是：
（18) 1.拟定DF12型手扶拖拉机传动箱的传动方案，要求所选的方案要能够实现拖拉机各种理论档位所要求的速度，传动方案设计合理、而且应该易于实现、操纵方便成本低廉；
2.在拟定的方案中合理选取满足设计要求的传动系统总成方案，合理地分配各传动比。
（19) 3.确定DF12型手扶拖拉机变速箱和驱动转向机构的相关结构参数和几何参数，对各主要零件进行运动和动力相关设计，对所选的传动方案主要零部件进行强度和刚度、寿命、润滑等必要的计算、校核；
（20) 4.完成DF12型手扶拖拉机传动箱装配图一份，完成DF12型手扶拖拉机主要零件的设计、计算、校核以及零件工作图的绘制，要求总图量0#2.5张以上）；
（21)5.完成设计计算说明书一份，其内容应包括总体传动方案的拟定，方案的可行性以及所选方案优缺点分析，相关计算以及说明应全面、详细、公式出处等应该详细标明，注明各个参数含义，论文书写认真、规范；
（22)6.完成文献综述一份，文献综述应该细致全面描述拖拉机行业的发展概况、发展趋势、发展中存在问题、可能存在的解决方案等；
（23)7.完成翻译相关资料一份（大于2000单词量），题材必须和机械结构相关；
（24)8.参考文献15篇以上，其中外文参考文献不少于3篇。
1.1.1 变速箱的功用
变速箱的功用是：
（25)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，同时使发动机在有利的工况下工作；
（26)实现倒档，在发动机旋转方向不变的前提下，使车辆能前进和倒退行驶；
（27)实现空挡，可切断传动系统的动力传递，以使发动机能够启动，怠速，并可在发动机运转的情况下，车辆长时间的停车，便于变速箱换挡和动力输出。
1.1.2 变速箱的类型
(1)按传动比变化分
按传动比变化方式来分：可分为有级式变速器，无级式变速器和综合式变速器。
有级式变速器 是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。
无级式变速器 其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机。动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器。
综合式变速器 是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。
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