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履带牵引车辆机械液压转向装置设计.doc

履带牵引车辆机械液压转向装置设计【优秀转向装置全套课程毕业设计含2张CAD图纸】

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关键词：: 履带牵引车辆机械液压转向装置转向装置设计课程毕业设计履带牵引车辆机械液压转向装置设计

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履带牵引车辆机械液压转向装置设计

履带牵引车辆机械液压转向装置设计【优秀转向装置全套课程毕业设计含2张CAD图纸】

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汽车转向装置是怎样工作的外文文献翻译.doc

履带牵引车辆机械液压转向装置设计

摘要

本设计为履带牵引车辆机械液压转向装置设计。转向装置的功用是：保证车辆能按驾驶员的意志而进行转向行驶。履带拖拉机转向机构的功用还包括增扭降速，改变扭矩传递方向和利用其壳体承担整机的推动力。履带车辆的转向性能是影响其机动性和生产率的主要因素之一。双功率流作为一种新型的转向装置应用于履带车辆能大幅度提高履带车辆的转向性能。转向装置设计还要满足必要的动力性和经济性指标。

本次设计为了选择合适的转向机构，对一拖公司、卡特公司、小松公司的三种不同的转向机构进行性能分析；最终选择一拖公司机械液压双功率流转向机构比较适合本次设计的要求。为了提高车速和增加车辆在恶劣环境下工作的能力，特别增加了行星排特性参数和齿轮的模数。为了减少轴向力和满足必要的经济性，传递齿轮全部选择直齿轮。

在说明书的校核部分，主要对齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，轴的刚度和强度以及轴承的寿命进行了计算，设计的零件均满足要求。

关键词：履带车辆，双功率流，行星结构，无级转向

Tracked vehicles towed to the installation of mechanical hydraulic design

ABSTRACT

The design of tracked vehicles towed to the installation of mechanical hydraulic design. To the installation function is : guarantee that the vehicles will be carried out by drivers to traffic. Tracked tractors to institutions function also includes additional twisting faster, change direction and the use of its terminal torque transmission to whole sets of impetus. Tracked vehicles to affect its mobility and productivity performance is one of the main factors. Double power flow as a new type of device should be used tracked vehicles to be able to significantly enhance the performance of tracked vehicles.

Devices designed to meet the necessary impetus to sexual and economic indicators. To choose a suitable design of this body to the one on the company, Carter Corporation, Komatsu companies three different agencies to performance analysis; Choose one on the final power companies mechanical hydraulic double circulation institutions more suited to the current design requirements. To increase the speed of vehicles and increase the ability to work in harsh environment, particularly increased planetary emission parameters and characteristics of the module boards. To reduce power, and must meet the necessary economic, transmission gear all the options straight gear.

In the accuracy of reports, the main shaft of the bending fatigue strength and contact fatigue strength, axle rigidity and the intensity of life and bearing the terms of the parts are designed to meet the requirements.

KEY WORDS : tracked vehicles, power flow to the body double, planetary structure，Stepless changes

前言――――――――――――――――――——1

第一章概述――――――――――――———2

第二章方案的选择与分析确定―――—— ——3

§2.１履带车辆转向机构的研究现状及其发展—3

§2.2 三种机械液压转向机构的性能分析―——― 4

第三章转向机构参数的选择与确定――――—―—8

§ 3.1 行星排特性参数的确定―――――――--8

§ 3.2 行星排各齿轮参数的确定―――― ----—9

§ 3.3 末端传动齿轮的选择――― ——----— 10

第四章校核――――――----------------11

§4.1　齿轮强度计算―――――――――― 11

§4.2　轴的校核――――――――― ———13

§4.3 　轴承的选择与寿命计算 ―――― ——16

§4.4 　键的选择与校核―――――――———17

设计总结――――――――――――――― ——20

参考文献――――――――――――――――――21

致谢――――――――――――――------ 22

前　言

随着农业科技的提高，农业科技成果的推广从而对农业拖拉机的需求也发生了相应变化，国内外对大功率农用拖拉机的需求也日益迫切。大功率拖拉机尺寸较大，转向困难，转向优劣直接影响拖拉机的生产率和经济性。随着履带拖拉机功率的不断的增大和车速的提高，传统的机械式转向机构已不能满足对其行驶机动性和工作效率越来越高的要求。利用液压元件连续无级调速的机械液压双功率流转向装置实现动力转向大大提高了履带车辆的转向性能。近年来，国内外正在积极开发和研制并成功的得到应用。

近年来，国外一些大中型履带拖拉机、推土机生产厂家如美国的卡特公司再挑战者35-95E系列橡胶履带拖拉机、日本小松公司在大功率工业推土机、约翰.迪尔公司在8000/9000系列农用橡胶履带拖拉机上都成功应用了液压机械双功率流差速转向机构，并推出实用产品。国内对机械液压双功率流转向装置的研究和应用主要式针对军用履带车辆，在民用车辆应用方面进行理论研究和产品开发有一拖生产的东方红1302R橡胶履带拖拉机。为了提高国产大功率农业拖拉机的技术性能，设计开发机动性高、能耗低、性能优良的机械液压双功率流转向装置迫在眉睫。

本次设计结合一拖生产的东方红1302R橡胶履带式拖拉机的转向机构，设计出适合更大功率，速度更高的拖拉机的机械液压双功率流转向装置。由于知识和经验有限，此次设计的转向装置有不完善的地方。本次设计有十名同学参与，由张文春老师曹青梅老师指导，并参阅了大量的文献。

　　鉴于本人水平有限，书中难免有疏漏谬误之处，望读者批评、指正。

参考文献

[1]、拖拉机地盘结构设计图册机械工业出版社

[2]、吴宗泽机械设计实用手册化学工业出版社

[3]、机械设计手册机械工业出版社

[4]、拖拉机设计和计算上海科学技术文献出版社

[5]、拖拉机理论中国农业出版社

[6]、洛阳拖拉机研究所主编拖拉机设计手册机械工业出版社

[7]、郁录平. 工程机械地盘设计人民交通出版社

[8]、陈家瑞. 汽车构造（下册）机械工业出版社

[9]、机械设计基础高等教育出版社

[10]、朱冬梅，胥北澜. 画法几何及机械制图高等教育出版社

[11]、濮良贵，纪名刚. 机械设计高等教育出版社

[12]、王望予. 汽车设计（第4版）机械工业出版社

[13]、张兴裕. 工程机械地盘构造与设计同济大学

[14]、周志立，河南省杰出人才创新基金项目鉴定资料

[15]、吉林工业大学，拖拉机设计中国农业机械出版社

[16]、孙恒机械原理高等教育出版社

内容简介：: 履带牵引车辆机械液压转向装置设计摘要本设计为履带牵引车辆机械液压转向装置设计。转向装置的功用是：保证车辆能按驾驶员的意志而进行转向行驶。履带拖拉机转向机构的功用还包括增扭降速，改变扭矩传递方向和利用其壳体承担整机的推动力。履带车辆的转向性能是影响其机动性和生产率的主要因素之一。双功率流作为一种新型的转向装置应用于履带车辆能大幅度提高履带车辆的转向性能。转向装置设计还要满足必要的动力性和经济性指标。本次设计为了选择合适的转向机构，对一拖公司、卡特公司、小松公司的三种不同的转向机构进行性能分析；最终选择一拖公司机械液压双功率流转向机构比较适合本次设计的要求。为了提高车速和增加车辆在恶劣环境下工作的能力，特别增加了行星排特性参数和齿轮的模数。为了减少轴向力和满足必要的经济性，传递齿轮全部选择直齿轮。在说明书的校核部分，主要对齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，轴的刚度和强度以及轴承的寿命进行了计算，设计的零件均满足要求。关键词：履带车辆，双功率流，行星结构，无级转向 nts TRACKED VEHICLES TOWED TO THE INSTALLATION OF MECHANICAL HYDRAULIC DESIGN ABSTRACT The design of tracked vehicles towed to the installation of mechanical hydraulic design. To the installation function is : guarantee that the vehicles will be carried out by drivers to traffic. Tracked tractors to institutions function also includes additional twisting faster, change direction and the use of its terminal torque transmission to whole sets of impetus. Tracked vehicles to affect its mobility and productivity performance is one of the main factors. Double power flow as a new type of device should be used tracked vehicles to be able to significantly enhance the performance of tracked vehicles. Devices designed to meet the necessary impetus to sexual and economic indicators. To choose a suitable design of this body to the one on the company, Carter Corporation, Komatsu companies three different agencies to performance analysis; Choose one on the final power companies mechanical hydraulic double circulation institutions more suited to the current design requirements. To increase the speed of vehicles and increase the ability to work in harsh environment, particularly increased planetary emission parameters and characteristics of the module boards. To reduce power, and must meet the necessary economic, transmission gear all the options straight gear. In the accuracy of reports, the main shaft of the bending fatigue ntsstrength and contact fatigue strength, axle rigidity and the intensity of life and bearing the terms of the parts are designed to meet the requirements. KEY WORDS : tracked vehicles, power flow to the body double, planetary structure， Stepless changes nts目录前言 1 第一章概述 2 第二章方案的选择与分析确定 3 2. 履带车辆转向机构的研究现状及其发展 3 2 . 2 三种机械液压转向机构的性能分析 4 第三章转向机构参数的选择与确定 8 3.1 行星排特性参数的确定 -8 3 . 2 行星排各齿轮参数的确定 - 9 3 . 3 末端传动齿轮的选择 - - - - 10 第四章校核 - - - - 11 4 . 1 齿轮强度计算 11 4 . 2 轴的校核 13 4 . 3 轴承的选择与寿命计算 16 4 . 4 键的选择与校核 17 设计总结 20 参考文献 21 致谢 - 22 nts前言随着农业科技的提高，农业科技成果的推广从而对农业拖拉机的需求也发生了相应变化，国内外对大功率农用拖拉机的需求也日益迫切。大功率拖拉机尺寸较大，转向困难，转向优劣直接影响拖拉机的生产率和经济性。随着履带拖拉机功率的不断的增大和车速的提高，传统的机械式转向机构已不能满足对其行驶机动性和工作效率越来越高的要求。利用液压元件连续无级调速的机械液压双功率流转向装置实现动力转向大大提高了履带车辆的转向性能。近年来，国内外正在积极开发和研制并成功的得到应用。近年来，国外一些大中型履带拖拉机、推土机生产厂家如美国的卡特公司再挑战者 35-95E 系列橡胶履带拖拉机、日本小松公司在大功率工业推土机、约翰 .迪尔公司在 8000/9000 系列农用橡胶履带拖拉机上都成功应用了液压机械双功率流差速转向机构，并推出实用产品。国内对机械液压双功率流转向装置的研究和应用主要式针对军用履带车辆，在民用车辆应用方面进行理论研究和产品开发有一拖生产的东方红 1302R 橡胶履带拖拉机。为了提高国产大功率农业拖拉机的技术性能，设计开发机动性高、能耗低、性能优良的机械液压双功率流转向装置迫在眉睫。本次设计结合一拖生产的东方红 1302R 橡胶履带式拖拉机的转向机构，设计出适合更大功率，速度更高的拖拉机的机械液压双功率流转向装置。由于知识和经验有限，此次设计的转向装置有不完善的地方。本次设计有十名同学参与，由张文春老师曹青梅老师指导，并参阅了大量的文献。鉴于本人水平有限，书中难免有疏漏谬误之处，望读者批评、指正。 nts 第一章概述履带拖拉机转向机构是用来改变驱动力在两侧履带的分配（包括改变方向）造成转向力矩以实现履带车辆的转向。改变驱动轮的驱动力的机构即转向机构。保证转向机构有良好的工作性能对履带牵引车辆的转向机构有如下的基本要求： 1，履带牵引车辆直线行使稳定性好。 2，转向时对发动机产生的附加载荷小。 3，尽可能保证车辆平顺而迅速地由直线运动过渡到给定半径的曲线运动。 4，最小转向半径尽可能的小。 5，转向机构在车辆后桥所占地横向尺寸尽可能地小。机械液压转向装置使一种新型的转向机构，其性能较为优越。该转向装置的开发，使大型拖拉机的转向机动性的提高和新技术的应用成为现实，能产生明显的经济效益。本次设计主要包括三个方面：，确定转向机构传动方案，满足整车转向性能的要求。根据给定的车辆的车速和选定发动机的功率，再结合当前国内外三种机械夜压转向机构的原理图选择一个较适合的传动方案。，合理选择设计参数，满足转向运动学特性。根据转向时所需的最大转向阻力矩和车辆运动所要求的最大车速，确定行星机构参数的选择原则和合理范围，选定了转向机构的传动比，设计传动参数。，进行转向机构零件的校核和分析。履带拖拉机转向时，转向机构各构件的受力状况是对其刚度和强度分析的基础。在此基础上完成总图的设计和零部件的设计。第二章方案的选择与分析 .履带车辆转向机构的研究现状及其发展履带车辆转向机构可根据在转向过程中功率的传递方式分为单功率流转向机构和双功率流转向机构。单功率流转向机构是最简单的转向，其中最常见的有转向离合器；单双差速器；行星转向机构等。转向离合器具有构造简单、制造方便、转向半径小、直线行驶性好等优点。由于传递转矩较大，只得采用多片式离合器，分离彻底性差、磨檫面的磨损增大。双差速转向机构优点是零件数目少、耐磨性好、寿命长。缺点是不能原地转向、转向平顺性差、转向半径的变化范围较小。 nts 行星转向机构优点能传递较大的转向力矩、多点传递动力且机构内部径向力互相平衡。缺点是结构复杂。综合以上几种转向机构的分析可以知道：单功率转向的缺点是明显的，车辆只有几个固定的转向半径、转向过程中磨檫元件的剧烈滑磨带来发热合磨损传递效率降低、工作可靠性差、寿命降低。双功率转向机构包括机械式双功率转向机构和机械液压式双功率转向机构。机械式双功率转向机构在单功率转向机构上有很大提高，但它的转向半径是有级的，仍然不能适应车辆在不同曲率半径道路上用圆滑轨迹转向的需要，也不能排除部分结合磨檫元件进行转向及滑磨所带来的一系列问题。机械液压式双功率转向机构由发动机、变量泵、控制阀、定量马达、多档变速箱以及后桥转向差动机构组成。它可以实现无级转向，具有机构性好、没有磨檫元件、寿命长、效率高、工作可靠、布置简单、维修调整少及降低能耗外。还在工作性能上避免履带打滑、转向稳定等随着农用车辆功率的增大和车速的提高对其转向性能的要求越来越高，机械液压转向机构的研制和开发应运而生。 2.2 三种机械液压转向机构的性能分析液压机械双功率差速式转向机构是目前履带车辆最为先进的转向机构，是一种颇具发展潜力的转向机构。这种转向机构保证连续无级转速的前提下应用较小的液压元件功率大幅度提高车辆的输出总功率，并且其传动效率远远超过纯液压的传动效率，正成为国内外车辆工程研究领域广大工程技术人员的重要研究课题。一、车辆转向性能与评价指标（ 1）、转向性能是车辆改变其运动方向的一种能力，是车辆整车性能的一个重要评价指标。它包括转向半径和周转向时间。（ 2）、评价指标包括平均旋转角速度、规定转向半径、转向所需要的单位牵引力。二，下面从转向性能的评价指标出发来分析三种转向机构的性能近几年国内外开发的三种有代表性液压机械双功率差速式转向机构有卡特公司、小松公司和一拖公司。下面是三种转向机构的原理图： nts nts 从机构看三种机构都是利用行星差速机构，都具有连续无级转向的能力，下面从几个方面对它们的转向性能进行分析 a 、三种转向机构的转向半径卡特公司小松公司一拖公司转向半径 R 212 2zMinaBa i n 21(1 ) 2zMin Ba in 21 2zMinBa in ntsb、三种转向机构输出转速 c、三种转向机构的转向角速度卡特公司小松公司一拖公司车辆的转向角速度 w 232 1kMr awnB i i a g 234 1kMrwni i B a 234 1kMr awni i B a d、三种转向机构的输出转矩对于此次设计的转向机构发动机功率较大、车速较大、所需的驱动力矩也较大。所以对于行星机构参数 a的选择应大于 2，即 a 2.在 a 2时，根据以上表格的公式一拖公司转向机构的转向所需要的单位牵引力最小，对于大功率的拖拉机工作条件比较恶劣，对机构的力的要求比较高。一拖公司转向机构的转向所需要的单位牵引力最小大大减轻了机构的负荷，有利于拖拉机更好的作业。直线行驶速度它仅次于小松公司比卡特公司的大。转向半径也处于两者之间。从机构上看卡特公司的转向机构转向时通过液压泵改变一侧的转速和力矩在又差速器调节另一侧的转速和力矩实现转向的，结构复杂、力的传动繁琐。小松公司的结构布置不紧凑、重要传动机构离车辆的中心线太远。一拖公司的转向机构使通过液压泵向两侧输入大小相等、方向相反的转速和驱动力矩来改变两侧的后桥左输出轴后桥右输出轴卡特公司 1222 ( 1 ) 2 ( 1 )l z maan n na i a i 1222 (1 ) 2 (1 )R z maan n na i a i 小松公司 1211l z man n na i a i 1211R z man n na i a i 一拖公司 121( 1 ) ( 1 )l z Man n na i a i 121( 1 ) ( 1 )R z Man n na i a i 后桥左输出轴后桥右输出轴卡特公司 12112l A BaaM i M i M 12112R A BaaM i M i M 小松公司 122 ( 1 ) 2L A BaaM i M i Ma 122 ( 1 ) 2R A BaaM i M i Ma 一拖公司 121122LAaaM i M i Ma 121122R A BaaM i M i Ma nts转速和力矩实现差速转向的。此结构紧凑、简单、实用。适合大功率车辆力的传动，所以此次设计选择一拖公司转向机构传动方案。 nts第三章转向机构参数的选择与确定 3.1 行星排特性参数的确定行星排特性参数等于行星排中齿圈与太阳轮齿数之比。选择一拖公司转向机构的机构及其工作原理决定了该机构两行星排的行星排特性参数必须相等，即满足 ab 由分析可知，转向机构的传动比为1，要设计的拖拉机机型参照东方红 1302R 橡胶履带拖拉机。具有十二个前进挡和四个倒挡，设计车速范围 3 30Km/小时。在下表中给出各挡的速比。各前进档传动比： 1 6.65i 2 5.39i3 4.37i4 3.56i5 2.89i6 2.34i7 1.9i 8 1.54i9 1.25i10 1.02i 11 0.82i 12 0.665i 各后退档传动比： 1 18.58Ri 2 9.946Ri 3 5.32Ri 4 2.85Ri 发动机的额定功率是，额定转速是转分拖拉机的中央传动速比是 .拖拉机行走系统驱动链轮半径 . m, 前进： m i nm a xV 3 /V 3 0 k m / hk m h最低车速最高车速 1 13 . 1 4 2 3 0 0 0 . 3 4 6 5 1 0 0 . 13 0 3 0 3 3 . 6eknri v 12 123 . 1 4 2 3 0 0 0 . 3 4 6 5 1 0 . 0 13 0 3 0 3 0 3 . 6eknri v 倒退： 141 . 1 / , 7 /RRv k m h v k m h11443 . 1 4 2 3 0 0 0 . 3 4 6 5 2 7 9 . 2 93 0 3 0 1 . 1 3 . 63 . 1 4 2 3 0 0 0 . 3 4 6 5 4 2 . 93 0 3 0 7 3 . 6R ekRR ekRnrivnriv o f ki i i i其中：oi传动器传动比 .；mi最终传动比 5.5；ki变速箱传动比 nts 由上面的公式及拖拉机车速和转向时得阻力矩为 22253.84 m38944.2Nm.确定行星排特性参数 2.5 再根据拖拉机结构布置得合理性确定行星排中齿圈齿数 60qZ ，太阳轮齿数 24tZ ，能满足拖拉机行驶速度、行驶驱动力矩和转向驱动力矩的要求。由于满足车速的要求必须保证最终的传动比 , 所 1mfii, 所以1fmii =3.94.再根据液压马达的功率及履带牵引车辆转向所需要的转向功率确定液压马达到行星排的传动比为 2.6i 3.2 行星排各齿轮参数的确定一、齿轮形式直齿轮有制造简单，轴向力小等优点；由于行星排要尽量减少轴向力所以本转向装置的齿轮均采用直齿轮。二、定齿轮齿数由 2q X tZ Z Z得 18XZ 由45562 .6ZZi ZZg 确定 4 5 67 8 , 2 4 , 3 0Z Z Z 三、齿轮参数 1、齿轮模数齿轮模数 m直接决定齿轮弯曲强度，从增强弯曲强度出发，应选用大模数。但是在中心距和速比一定的情况下，若选用小模数，则可以增加齿数，使重叠系数增大，传动平稳性和齿轮接触强度都有所改善。因此，在满足弯曲强度的前提下应用较小的模数。根据经验公式 3mIMmk mm 其中mk：模数系数 0.35 IM：最大转向阻力矩时齿轮承受的力矩 1 7 4 2 .0 6IM 2、齿宽在一定范围内 b 大强度就高，但后桥的轴向尺寸和重量亦增大。实践证明，齿宽过分增大，由于沿齿宽方向负荷分布不均匀性增大，反而使齿轮承载能力随之下降。对于直齿 b（ 4.4 7） m 6 mm 3、压力角 nts 取 20 4、直齿齿轮参数表直齿圆柱齿轮参数参数齿圈 1 齿轮 2 齿轮 3 齿轮 4 齿轮 5 齿轮 6 齿数 60 18 24 78 24 30 模数（ mm） 6 6 6 8 8 8 压力角（） 20 20 20 20 20 20 齿顶高系数 1 1 1 1 1 1 分度圆直径（ mm） 360 108 144 624 192 240 齿顶高（ mm） 6 6 6 8 8 8 齿顶圆直径（ mm） 366 114 150 632 200 248 齿根高（ mm） 7.5 7.5 7.5 10 10 10 齿根圆直径（ mm） 367.5 115.5 151.5 634 202 250 3.3 末端传动齿轮的选择由 i=3.94 得781 7 , 6 7 , 6 , 6 ;cZ Z m k 第四章校核 4.1 齿轮强度计算转向装置的齿轮主要破坏形式是疲劳接触和疲痨弯曲破坏一、弯曲疲劳强度计算齿轮材料为 20r n iC M T对于直齿轮 4 0 0 8 5 0F M P a 校核公式： gw 32T fcKKZm yK 其中： K应力集中系数 K 1.65；fK摩檫力影响系数 ,主动轮fK=1.1；从动轮 fK=0.9;齿宽系数cK 6 或 8,齿形系数 y=0.2 1、对齿圈 1：根据力矩分析得 :作用在齿圈上的最大力矩1 1 7 4 2 . 0 6 .IM N m所以 nts3gw 332T 2 1 7 4 2 . 0 6 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 1 2 9 . 5 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 6 6 0 6 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 2、对行星齿轮 2: 2 1 7 4 2 . 0 6 .IM N m3gw 332T 2 1 7 4 2 . 0 6 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 4 3 1 . 6 5 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 6 1 8 6 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 3、对小太阳轮 3: I3M 6 9 6 . 8 4 8 .Nm3gw 332T 2 6 9 6 . 8 4 8 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 1 2 9 . 5 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 6 2 4 6 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 4、对大太阳轮 4: I4M 6 9 6 . 8 4 8 .Nm3gw 332T 2 6 9 6 . 8 4 8 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 2 2 . 4 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 8 7 8 4 . 5 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 5、对传动齿轮 5: I 5 4 24 M 2 1 4 . 4 1 5 .78IM N m 3gw 332T 2 2 1 4 . 4 1 5 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 2 2 . 4 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 8 2 4 4 . 5 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 6、对和液压马达连接的齿轮 6: I 5 5 30M 2 6 8 . 0 2 .24IM N m 3gw 332T 2 2 6 8 . 0 2 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 2 2 . 4 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 8 2 4 4 . 5 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 7、对于齿轮 7: 2 3 9 5 .4 .IM N m 3g332T 2 2 3 9 5 . 4 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 6 2 8 . 4 5 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 6 1 7 6 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K nts8、对于齿轮 8: 8 9 3 9 0 . 0 4 .IM N m3gw 332T 2 9 3 9 0 . 0 4 . 1 . 6 5 1 . 1 1 0 6 2 8 . 4 5 ( 4 0 0 8 5 0 )3 . 1 4 6 6 7 6 0 . 2fcKK Nm M P a M P aZ m y K 由上述计算结果可得所有齿轮均满足弯曲疲劳强度要求。二、接触疲劳强度计算校核公式： 3( 1 ) IHi M K KKA b i 其中： k 系数（对直齿轮 338.3，对斜齿轮 292.5）； A中心距 i传动比； b有效齿宽； M小齿轮扭矩； IK工作状况系数IK 1.65 1K .许用接触应力 H 1000 1400MPa 1、对于齿轮 1 和 2: M=522.62N.m 3 33( 1 ) 3 3 8 . 3 4 . 3 3 5 2 2 . 6 2 N . m 1 . 6 5 1 1 0 6 4 8 . 8 ( 1 0 0 0 1 4 0 0 M P a )1 2 6 3 6 3 . 3 3IHi M K KK M P aA b i 2、对于齿轮 2 和 3:M=522.62N.m 3 33( 1 ) 3 3 8 . 3 2 . 3 3 5 2 2 . 6 2 N . m 1 . 6 5 1 1 0 4 0 5 . 2 5 ( 1 0 0 0 1 4 0 0 M P a )1 2 6 3 6 1 . 3 3IHi M K KK M P aA b i 3、对于齿轮 4 和 5: M=696.848N.m 3 33( 1 ) 3 3 8 . 3 4 . 2 5 6 9 6 . 8 4 8 N . m 1 . 6 5 1 1 02 2 7 . 7 4 ( 1 0 0 0 1 4 0 0 M P a )4 0 8 3 6 3 . 2 5IH i M K KK M P aA b i 4、对于齿轮 5 和 6: M 2 1 4 .4 1 5 .Nm 3 33( 1 ) 3 3 8 . 3 2 . 2 5 2 1 4 . 4 1 5 N . m 1 . 6 5 1 1 0 1 4 8 . 2 1 ( 1 0 0 0 1 4 0 0 M P a )2 1 6 3 6 1 . 2 5IHi M K KK M P aA b i 5、对于齿轮 7 和 8: M=2395.4N.m 3 33( 1 ) 3 3 8 . 3 4 . 9 4 2 3 9 5 . 4 N . m 1 . 6 5 1 1 0 7 7 8 . 0 8 ( 1 0 0 0 1 4 0 0 M P a )2 5 2 3 6 3 . 9 4IHi M K KK M P aA b i nts由上述计算结果可得所有齿轮均满足接触疲劳强度要求。 4.2、轴的校核一、轴的刚度验算轴在水平面内的挠度sf，垂直面内的挠度cf，转角，圆周力tF，径向力rF，轴向力aF223rc F a bf EIl223ts F a bf EIl()3rF ab b aE Il 弹性模量： E 52 .1 1 0E M P a 惯性力矩： 464dI d：轴的直径 1 、对于中间轴： T=2390N.m 1 2 2 2 3 9 0 . 4 6 8 6 2 . 70 . 1 0 2t T N mFNd 1 t a n 4 6 8 6 2 . 7 t a n 2 0 1 7 0 5 6 . 6 .rtF F N m 322 2 2 3 9 0 1 0 1 8 6 7 1 . 8256tTFNd r2F 1 8 6 7 1 . 8 t a n 2 0 6 7 9 5 . 9 8 N 由上面的图形可知垂直面内的最大挠度为： 3314c1 541 7 0 5 6 . 6 1 5 4 6 4 f 0 . 0 0 5 2 5 0 . 14 8 4 8 2 . 1 1 0 3 . 1 4 7 0r cFl f m mEI 3321c2 546 7 9 5 . 9 8 1 5 4 6 4 f 0 . 0 6 1 9 6 0 . 13 3 2 . 1 1 0 3 . 1 4 6 0r cFl f m mEI 水平面内的最大挠度为： nts3314s1 544 6 8 6 2 . 7 1 4 6 6 4 f 0 . 0 1 2 0 . 1 54 8 4 8 2 . 1 1 0 3 . 1 4 7 0t sFl f m mEI 3321s2 541 8 6 7 1 . 8 1 5 4 6 4f 0 . 0 1 4 5 0 . 1 54 8 3 2 . 1 1 0 3 . 1 4 6 2 . 5t sFl f m mEI 221 c 1 s 1f f f 0 . 0 1 3 1 0 . 2 mm 222 c 2 s 2f f f 0 . 0 6 3 6 0 . 2 mm 转角 :11 () 03rF a b b aE Il 2 222 546 7 9 5 . 9 8 1 5 4 6 4 0 . 0 0 0 5 1 2 0 . 0 0 22 2 2 . 1 1 0 3 . 1 4 6 2 . 5rFl r a dEI 2 、对于末端轴： T=9390N.m 32 2 9 3 9 0 1 0 4 6 7 1 6 . 4 2402t TFNd t a n 2 0 4 6 7 1 6 . 4 2 t a n 2 0 1 7 0 0 3 . 3 8 6 .rtF F N N m 由上图分析得 :在水平面上的挠度为 331s 544 6 7 1 6 . 4 2 1 3 6 6 4 f 0 . 0 0 1 6 2 3 0 . 1 54 8 4 8 2 . 1 1 0 3 . 1 4 1 1 0t sFl f m mEI 垂直平面上的挠度为 33c 541 7 0 0 3 . 3 8 1 3 6 6 4f 0 . 0 0 5 9 5 0 . 14 8 4 8 2 . 1 1 0 3 . 1 4 1 1 0r cFl f m mEI 22csf f f 0 . 0 6 0 5 0 . 2 mm () 0 0 . 0 0 23rF a b b a r a dE I l 根据上述计算结果可得轴符合刚度要求。二、轴的强度计算校核公式： nts 332MMWd 其中 2 2 2V H nM M M T 许用 4 0 0 M Pa 1 、对于中间轴转矩 :T=2390N.m H: 水平面 V：垂直面由图分析的在 AB 段的轴受力最大只需要校核该段轴即可： 1 1 11 1 11 8 6 7 1 . 8 8 0 . 1 5 4 2 8 7 5 . 4 7 .6 7 6 9 0 . 1 5 4 1 0 4 6 . 5 8 4 .vtHrM F l N N mM F l N N m 2 2 2 3 8 8 2 . 2 5 .V H nM M M T N m ， 2 2 2V H nM M M T =3882.25N.m， 3333 2 3 2 3 8 8 2 . 2 5 1 0 1 6 2 . 0 5 4 0 03 . 1 4 6 2 . 5MM M P a M P aWd 。 2 、对于末端传动轴各个面的转矩： 9 3 9 0 . ,T N m 6 3 5 3 . 4 .2vt lM F N m ， 2 3 1 2 .2hr lM F N m ； 2 2 2 1 1 5 7 0 . 5 7 .V H nM M M T N m 3333 2 3 2 1 1 5 7 0 . 5 7 1 0 8 8 . 5 9 4 0 03 . 1 4 1 1 0MM M P a M P aWd 经计算，后桥转向机构的两个轴的强度在各档位时都满足强度要求，设计是合理的。 4.3 轴承的选择与寿命计算由于用的全部是直齿轮所以在轴承上主要承受径向力。一、太阳轮套筒上的两个圆柱滚子轴承：选择型号为， 178rC kn ， 158orC kn ， 2211 19870r a r tP F F N 1066 531 0 1 0 2 1 7 8 0 0 0( ) ( ) 2 . 5 1 0 1 2 0 0 06 0 6 0 9 0 0 1 9 8 7 0rhrCLhnP 二、支撑架上的圆锥滚子轴承选择型号为， 5 2 5 , 1 1 5 0r o rC k n C k n， 2211 19870r a r tP F F N nts1066 531 0 1 0 5 2 5 0 0 0( ) ( ) 6 . 5 1 06 0 6 0 1 2 6 0 1 9 8 7 0rhrCLhnP 三、中间轴上的圆柱滚子轴承选择型号， 1 3 8 , 1 0 2r o rC k n C k n， 2211 2 4 9 3 5 . 2r a r tP F F N 。 106631 0 1 0 1 3 8 0 0 0( ) ( ) 6 0 2 7 6 0 0 06 0 6 0 9 0 0 2 4 9 3 5 . 2rhrCL h hnP 四、末端传动轴的圆锥滚子轴承选择型号， 22111 5 2 , 1 6 8 2 4 9 3 5 . 2r o r r r tC k n C k n P F F N 106631 0 1 0 1 3 8 0 0 0( ) ( ) 2 0 5 2 2 1 2 0 0 06 0 6 0 2 3 0 2 4 9 3 5 . 2rhrCL h hnP 由以上计算可得轴承都满足寿命要求。 4.4 键的选择与校核一、花键的强度校核： 2 ppmTZ h lD其中： T 转矩 N.mm; 各齿载荷不均匀系数，一般取 0.7-0.8; Z 齿数； l 齿的工作长度 mm; mD 平均直径 mm;h 齿的工作高度； m 模数； p 许用强度 60 100MPa. 1、对于行星架上的花键渐开线花键参数： m=5,z=14,l=45, 32 2 2 3 9 0 1 0 2 8 . 9 6 0 1 0 00 . 7 5 1 4 5 4 5 7 0ppmT M P a M P aZ h l D 2、对于末端传动大齿轮上的花键渐开线花键参数： m=10,z=13,l=30 32 2 9 3 9 0 1 0 4 . 9 7 6 0 1 0 00 . 7 5 1 3 1 0 3 0 1 3 0ppmT M P a M P aZ h l D nts二、平键的校核公式： 2 2 ppTdklTdbl其中 T-转矩 N.mm; d 轴的直径 mm; l 键的长度 mm;b 键的宽度 mm; k 键与轮毂的接触高度 mm； 6 0 9 0p M P a 60MPa 1 、对于末端传动小齿轮上的平键平键的参数： d=70mm,b=20mm,h=12mm,l=30mm 32 2 2 3 9 0 1 0 3 7 . 9 4 6 0 9 07 0 6 3 0ppT M P a M P ad k l 2 2 2 3 9 0 1 1 . 3 9 6 07 0 2 0 3 0T M P a M P adbl 2 、制动毂上的平键平键的参数： d=90mm,b=25mm,h=14mm,l=60mm. 32 2 2 3 9 0 1 0 1 2 . 6 4 6 0 9 09 0 7 6 0ppT M P a M P ad k l 2 2 2 3 9 0 3 . 5 4 6 09 0 2 5 6 0T M P a M P adbl 3 、液压传动轴上的平键参数： d=40mm,l=30mm,b=12mm,h=8mm,T=268N.m; 32 2 2 6 8 1 0 7 4 . 4 5 6 0 9 04 0 6 3 0ppT M P a M P ad k l 2 2 2 6 8 3 7 . 2 2 6 04 0 1 2 3 0T M P a M P adbl 以上结果显示所有的键均满足强度要求。 nts 总结本次毕业设计使我受益非浅，这也是我在大学生活中收获的一大笔财富，我将一生难忘。本次设计在吸取前人经验的前提下，通过自己的努力和老师同学的帮助完成。在满足设计要求的前提下，尽可能使方案最优化。三个月的毕业设计，是对大学四年来所学知识的系统总结和就业前的一次练兵，对我们显得尤为有意义。这次设计使我对大学四年所学的基础知识和专业知识有了一个系统的全面的应用，同时也让我学到了处理新问题的策略。本次计还锻炼我独立解决问题的能力，同时也培养了我的团队合作意识。为以后步入工作岗位打下坚实的基础。 nts参考文献 1、拖拉机地盘结构设计图册机械工业出版社 2、吴宗泽机械设计实用手册化学工业出版社 3、机械设计手册机械工业出版社 4、拖拉机设计和计算上海科学技术文献出版社 5、拖拉机理论中国农业出版社 6、洛阳拖拉机研究所主编拖拉机设计手册机械工业出版社 7、郁录平 . 工程机械地盘设计人民交通出版社 8、陈家瑞 . 汽车构造（下册）机械工业出版社 9、机械设计基础高等教育出版社 10、朱冬梅，胥北澜 . 画法几何及机械制图高等教育出版社 11、濮良贵，纪名刚 . 机械设计高等教育出版社 12、王望予 . 汽车设计（第 4 版）机械工业出版社 13、张兴裕 . 工程机械地盘构造与设计同济大学 14、周志立，河南省杰出人才创新基金项目鉴定资料 15、吉林工业大学，拖拉机设计中国农业机械出版社 16、孙恒机械原理高等教育出版社 nts致谢本此设计是在张文春老师和曹青梅老师的指导下进行的，在此对两位老师表示感谢。感谢张老师耐心的讲解和细心的指导，感谢曹老师不厌其烦的帮我们查找资料。同时还要感谢和我搞同一个系统的卢玲同学、高正丽同学及车辆班的所有学。感谢他们给予我的帮助。 ntsHOW CAR STEERING WORKS You know that when you turn the steering wheel in your car, the wheels turn. Cause and effect, right? But a lot of interesting stuff goes on between the steering wheel and the tires to make this happen. In this article, well see how the two most common types of car steering systems work: rack-and-pinion and recirculating-ball steering. Then well examine power steering and find out about some interesting future developments in steering systems, driven mostly by the need to increase the fuel efficiency of cars. But first, lets see what you have to do turn a car. Its not quite as simple as you might think! recirculating ball. You might be surprised to learn that when you turn your car, your front wheels are not pointing in the same direction. For a car to turn smoothly, each wheel must follow a different circle. Since the inside wheel is following a circle with a smaller radius, it is actually making a tighter turn than the outside wheel. If you draw a line perpendicular to each wheel, the lines will intersect at the center point of the turn. The geometr

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