DF12型手扶拖拉机变速驱动系统设计（含全套CAD图纸）
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DF12
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学校代码：10410 序 号：20050372本 科 毕 业 设计题目： 某四轮拖拉机变速箱设计 学 院： 工 学 院 姓 名： 习 助 华 学 号： 20050372 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 机 制 051 班 指导教师： 黎 静 二OO九年 五 月 十 号毕业设计任务书论文（设计）课题名称某四轮拖拉机变速箱设计申报教师姓名系职称专业学历联系手机/电话E-mail黎静农机讲师农机化工程硕士13517006742对选本课题学生的要求选报人数要求选报专业要求限报要求其它要求1机制、农机毕业论文（设计）要求：1要求在完成论文期间，态度端正，积极主动，大量查阅文献资料； 2按时完成毕业设计内容，技术路线准确可行； 3绘制零件图和装配图，图纸量不少于1.5张A0； 4完成毕业设计说明书，格式正确，要求字数不少于8000字； 5完成电子文档及答辩PPT文档，并打印装订成册。毕业论文（设计）内容：1技术参数：发动机功率55马力；传动比是慢I档14.16、慢II档11.51、慢III档9.06、慢IV档5.51、慢V档4.03；快I档3.09、快II档2.50、快III档1.96、快IV档1.20、快V档0.87；倒I档14.12，倒II档4.09；2调研，查阅资料，确定总体设计方案；3根据技术参数计算，确定结构尺寸；4校核关键零部件，选择标准部件；5绘出总装图与部分零件图，写出设计说明书。 毕业论文（设计）工作步骤：12008年11月2009年12月：接受毕业设计任务，查阅整理文献资料；22009年1月：确定总体设计方案；32009年2月4月：绘制设计图纸及编写设计说明书；42009年5月：定稿打印，完成毕业设计答辩。摘 要变速箱是由装在变速箱壳体内各轴上不同齿数的齿轮和操纵机构组成的。根据需要将不同轴上不同齿数的齿轮啮合在一起，进行变速和改变从动齿轮的转动方向，达到改变扭矩，转速和行驶方向的目的。变速箱可改变传动比，实现倒档和实现空挡。在变速箱中，齿轮，轴和轴承起着重要的作用。在设计的过程中要对齿轮进行强度校核；对轴进行强度和刚度校核；对轴承进行寿命和极限转速校核。变速箱的操纵机构设计包括换挡机构设计和锁定机构设计两部分。锁定机构设计包括自锁机构设计，互锁机构设计和联锁机构设计。亲，由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的Q&Q:2215891151，数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要 关键字：齿轮 操纵机构 轴 轴承 锁定机构 DESING of a CERTAIN TYPE of TRACTOR GEARBOX Gearbox is mounted on the shaft inside the gearbox housing of the gear teeth of different institutions and manipulation. According to the different needs of different axis of the gear teeth mesh together, the driven gear change speed and direction of rotation to change the torque, speed and direction for the purpose of traveling. Gearbox Can change the transmission ratio to achieve the realization of reverse and neutral. In the gearbox, the gear, shaft and bearings play an important role. In the process of designing the gear to check for strength; on the shaft to check the strength and stiffness; on the life of the bearings and check the limits of speed. Transmission shift control mechanism design, including design and the design of locking mechanism in two parts. The design of locking mechanism, including self-locking design, interlocking design and the design of interlocking institutionsKey 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.33 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.83.8 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.164 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.195 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附 录 . . 221 各档的传动简图.23 1.1 慢档的传动简图. .23 1.2 慢档的传动简图. .23 1.3 慢档的传动简图. 23 1.4 慢档的传动简图. .24 1.5 慢档的传动简图.24 1.6 快档的传动简图.25 1.7 快档的传动简图.25 1.8 快档的传动简图.26 1.9 快档的传动简图.26 1.10 快档的传动简图.26 1.11 倒档的传动简图.27 1.12 倒档的传动简图.272 变速箱各档次的传动路线及传动比.273 变速箱内各齿轮分布图.284 直齿圆柱齿轮参数.295 变速箱中间轴上渐开线花键参数.316 第二轴齿轮参数.327 三，四速滑动齿轮的齿轮参数.338 三速主动齿轮的齿轮参数.349 三速主动齿轮渐开线花键参数.35 1 绪 论1.1 变速箱概述1.1.1 变速箱的功用变速箱的功用是：（1) 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；（2) 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；（3) 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。(2)按操纵方式分按操纵方式来分：可分为强制操纵式变速器，自动操纵式变速器和半自动操纵式变速器。强制操纵式变速器是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。自动操纵式变速器其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。半自动操纵式变速器有两种型式：一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。(3)按使用方法分按使用方法分类：可分为手动变速器，自动变速器和无级变速器。手动变速器（MT）手动变速器，也称手动挡，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆自动变速器（AT）自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。无级变速器（CVT）无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的.(4) 按轮系形式分 按轮系形式分：可分为定轴式变速箱和行星式变速箱。定轴式变速箱：变速箱中所有齿轮都有固定的旋转轴线。按其换挡式有机械式换挡和动力式换挡。行星式变速箱：变速箱中有些齿轮的轴线在旋转，这种轴线旋转的齿轮有两种，即自转和公转。行星式变速箱只有动力换挡一种方式。1.1.3 变速箱的工作原理变速箱是由装在变速箱壳体内各轴上不同齿数的齿轮和操纵机构组成的。根据需要将不同轴上不同齿数的齿轮啮合在一起，进行变速和改变从动齿轮的转动方向，达到改变扭矩，转速和行驶方向的目的。2 变速箱设计要求及初始数据2.1 变速箱设计要求1. 十个前进档，两个倒退档，各档的传动比须符合作业对速度和牵引力的要求。2. 换挡方便，不允许出现同时挂两个档，自动脱档和跳挡的现象。2.2 变速箱设计初始数据 1）变速箱输出扭矩为75740Nmm； 2） 理论行驶速度 （公里/小时） 档次 抵挡 高档 1.37 6.32 1.69 7.76 2.15 9.90 3.52 16.20 4.82 22.30 倒 1.03 4.74 3）发动机额定功率：4.103 kw; 4)发动机额定转速：1500 r/min。3 变速箱设计过程3.1 变速箱的设计步骤（1） 根据工作特点选择变速箱的结构形式；（2） 根据总体计算确定挡位数与各档传动比；（3） 根据总体布置要求确定变速箱外形尺寸允许范围；（4） 草拟变速箱的传动方案；（5） 确定变速箱的主要参数；（6） 根据变速箱的传动比选配齿轮，确定各档齿轮的齿数；（7） 进行齿轮，轴，轴承等零件的寿命计算或强度，刚度计算；（8） 进行结构设计，绘制装配图和零件图。3.2 变速箱结构的选择 选择输入轴，输出轴，中间轴都在同一平面内的平面型组成式变速箱。3.3 根据总体计算确定挡位数与各档传动比 由变速箱设计初始数据知挡位数为十个前进档和两个倒退档；各档传动比为： 档 次 计 算 式 传 动 比 慢296.89（53137214）14.16 慢241.29（53137214）11.51 慢189.96（53137214）9.06 慢115.54（53137214）5.51 慢84.41（53137214）4.03 快64.73（53137214）3.09 快52.31（53137214）2.50 快41.18（53137214）1.96 快25.05（53137214）1.20 快18.30（53137214）0.87 倒295.88（53137214）14.12 倒85.83（53137214）4.09 3.4 根据总体布置要求确定变速箱外形尺寸允许范围中心距的确定中心距是影响变速箱大小和重量的决定因素，应尽量缩小，但受齿轮强度，轴承寿命以及由轴的尺寸所确定的齿轮最小直径的限制。通常根据经验公式初选中心距： （mm) （3-1）此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系扣扣：二五一一三三四零八 另提供全 套机械毕业设计下载！ 5 变速箱壳和操纵机构的设计 5.1 变速箱壳的设计 轮式拖拉机变速箱一般都与传动壳体做成一体，但也可以是分开的。当变速箱壳和中央传动壳是两体时，设计时必须有可靠的定位装置和足够的连接螺钉以保证中央传动锥齿轮的正确齿合。定位装置可以用（a）轴承外圈：定位精度高而刚度较差。（b)轴承座：定位精度较差。（c)车出大止口，后桥壳加工较困难，刚度也受影响。（d)定位销：定位精度差。 变速箱材料是HT20-40.壁厚8mm。箱壳外壁应平整，加强筋铸在内壁，筋的布置应考虑箱体上的载荷方向，并应注意不妨碍油液流动。箱壳上部开口处做成收口，以提高箱体的刚度。为制造方便，应尽量减少箱体内部的隔墙和台座。箱体的尺寸应尽量缩小。箱体清砂后涂以防止残砂在使用中掉出。 本设计将变速箱壳与传动壳体做成一体。 壳体的主要位置精度要求如下表所示： 精 度 名 称 精度范围中间轴对输入轴（或输出轴）轴线不平行度0.0350.07倒档轴对输入轴（或输出轴）轴线不平行度0.020.05同一轴线上各孔的不同轴度0.020.05端面对相关中心线不垂直度0.03/1000.05/100平面不平度0.10.15变速滑杆孔对滑动齿轮轴孔轴线不平行度0.05/1000.07/1005.2 变速箱操纵机构的设计 5.2.1换挡机构 换挡机构包括变速杆，变速滑杆和拔叉。变速杆采用直径为3050mm的球支座，用弹簧将变速杆上的球紧压在球座上。当变速杆是弯杆时，须在支座上装销子以防止变速杆绕自身轴线转动。 普遍采用两根变速杆以分别操纵主，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;如果挡位的排列是插花换挡而不是顺序换挡，操纵较麻烦；如果是顺序换挡，则只有个别档换挡麻烦。 此设计采用弯杆变速杆一杆操纵。 5.2.2锁定机构 锁定机构用以将滑杆和拔叉锁定在一定的位置，以防止自动挂档和自动脱档。一般用一个受有916kgf弹簧力压紧的钢球或销来夹紧。换挡时须施加一定的轴向力才能移动齿轮。 由于花键和齿轮加工不准确以及轴的变形，齿轮受力后在花键上处于轻微歪斜状态，造成花键各个齿上传力不均;又由于转动过程中有局部的相对移动，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，就会自动脱档。常用的防止脱档办法有： 1）加大锁定弹簧的力，但这会使操纵力增加。 2）采用和离合器踏板联动的联锁机构。 3）采用所谓不等厚花键，使花键侧面形成0.10.3mm高的台阶以阻止齿轮移动。 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。本拖拉机变速箱设计了互锁机构和联锁机构。 （1）互锁机构 用于防止同时挂两个档。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档和离合器未彻底分离就进行挂档的机构。 参考文献1林幕义，张福生主编. 车辆底盘构造与设计. 冶金工业出版社，20072拖拉机编辑部主编.拖拉机设计和计算.上海科学技术文献出版，19793朱龙根主编.简明机械零件设计手册.机械工业出版社 ，1997.114吉林工业大学，北京农机学院，洛阳农机学院等合编.拖拉机地盘结构设计图册.机械工业出版社，19745化学工业部人事教育司，化学工业部教育培训中心组织编写.公差与配合.化学工业出版社，19966杨明忠，朱家诚主编.机械设计.武汉理工大学出版社，20017华中农业大学主编.拖拉机汽车学.农业出版社，19888刘惟信主编.汽车设计.清华大学出版社，20069牡丹江林业学校主编.汽车拖拉机结构原理.中国林业出版社，197910天津拖拉机制造厂编.铁牛型拖拉机零件目录.农业出版社，197711拖拉机研究所主编.拖拉机设计标准手册.中国工业出版社，197012天津拖拉机厂，北京内燃机厂编绘.铁牛55 拖拉机结构图册.机械工业出版社，197613李沃夫斯基等主编.拖拉机传动装置.中国农业机械出版社，1977 14郑文纬，郑克坚主编.机械原理.高等教育出版社，199615拖拉机编辑部主编.拖拉机设计与计算.上海科学技术文献出版社，1980 致 谢 经过两个月的忙碌，本毕业设计终于做出来了。在做毕业设计的过程中，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有黎静导师的督促指导，以及同学们的帮助，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师黎静老师。黎老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是俞老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩俞老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢我的一些同学，他们在我做毕业设计的过程中，给予了很多帮助。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我打下了做此毕业设计的基础。 最后感谢工学院和我的母校江西农业大学四年来对我的大力栽培。 附 录 1. 各档的传动简图 1.1 慢档的传动简图 1.2 慢档的传动简图 1.3 慢档的传动简图 1.4 慢档的传动简图 1.5 慢档的传动简图 1.6 快档的传动简图 1.7 快档的传动简图1.8 快档的传动简图1.9 快档的传动简图1.10 快档的传动简图1.11 倒档的传动简图1.12 倒档的传动简图 2 变速箱各档次的传动路线及传动比档次 传 动 路 线 传动比慢40/1936/2041/1635/2414.16慢40/1936/2041/1632/2711.51慢40/1936/2041/1628/309.06慢40/1936/2041/1621/375.51慢40/1936/2041/1617/414.03快40/1935/243.09快40/1932/272.50快40/1928/301.96快40/1921/371.20快40/1917/410.87倒40/1936/2041/1625/1835/2514.12倒40/1925/1835/254.09 3 变速箱内各齿轮分布图 4 直齿圆柱齿轮参数 参数 名称常吻主动齿轮变速箱常吻从动齿轮二速主动齿轮二速滑动齿轮四速滑动齿轮齿数2039273221模数55555齿形角分度圆直径100195135160105齿高系数11111径向移距系数0.5467齿顶高3.753
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