履带拖拉机变速器的改进设计【优秀机械毕业设计论文】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共34页)
编号：994099
类型：共享资源
大小：1.68MB
格式：RAR
上传时间：2017-01-18
上传人：木***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
40
积分
- 关 键 词：
-
履带
拖拉机
变速器
改进
改良
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。35页，13800字。
外文翻译一份。
任务书一份。
图纸共2张，如下所示
A0-变速器装配图1.dwg
A0-变速器装配图2.dwg
- 内容简介：
-
毕 业 设 计（ 论 文 ）任 务 书 （指导教师填表） 填表时间： 2007 年 3 月 16 日 学生姓名 李申 专业班级 车 辆 031 班 指导教师 徐立友 课题类型 工程设计 设计（论文）题目 履带拖拉机变速器改进设计 主要研 究内容 改进设计 履带拖拉机变速器 ，作业速度范围为：前进挡 13km/h，6km/h。 换挡方式： 手动换档操纵啮合套换档； 挡位数：（ 8 4）挡； 主离合器形式：双作用离合器； 发动机 额定功率： 106动机额定转速： 2 33 00 00 主要技 术指标(或研究目标 ) 绘制变速器总装配图；变速器齿轮、轴零件图；对变速器的各档传动比、装配尺寸链进行计算；对变速器各零部件的强度、刚度进行计算和校核； 绘制总量不低于张，其中计算机图纸 2张；不低于 12000字的论文说明书， 10000外文字符资料翻译。 进行步骤：课题调研，查阅文献资料，明确任务；方案设计；总图设计； 撰写论文：毕业论文答辩。 进度计划 调查研究，熟悉设计内容，收集文献资料，时间占 20 25（约 3周）； 设计任务分析与实施方案的确定，写出开题报告；时间占 3 5（约 1周）； 实施设计、计算、绘图，论文起草时间占 45 50（约 6周）； 整理论文，时间占 5 8（约 毕业论文答辩，时间占 3 5（约 ）。 主要参 考文献 拖拉机底盘结构设计图册；机械设计手册；拖拉机设计；拖拉机理论；拖拉机设计手册。东方红 1302R 1302拉机设计、使用说明书工程机械底盘设 计。 研究所 （教研室）主任签字： 2007 年 3 月 16 日 s 5,000 he as is by a of a a to to a to n is a a a It a is to an he is an of of a to of he is by a of or s is to in is to by of at a is If ,is If is an in in of in of to is to of a to a is by a to a to a so be to a of is of an to at an of is of is to DC is by of DC is of a a of 000a 0 of it is ( ( a of a of he is an in in to of is To it of a of a of As a or is of is by s to in it a of an is a of in to of of as it to As in it he of of to of a in he is of it or to It to of on In is of or an of as or in of is in or of he to of as a a of of to of s on of by is on is an is or he is to be so of is by is a a of of to an he is of of or in it to in is of of od is an of a to by to of A a in to of is o of be It be it at as it up is It is at it of It is at is of is or is he be or In be or in in on of So of In of of In (in or s to in is an in a on is 汽车的组成 现代一般的汽车包含超过一万五千个零件，每个独立的部分必须一起工作，这些零件可以分为四个主要的部分：发动机，车身，底盘，和电器系统 发动机作为能量总成，内燃机最为普遍，这是由于其能量来源于汽缸内的燃料燃烧，一般有两种类型的发动机，汽油机（点燃式发动机），柴油 机（压燃式）这两种内燃机都叫热机。燃烧的燃料产生的炙热气体增加汽缸的压力，提供能量推动曲轴旋转 汽车车身是由一块带窗口的金属板，车门，发动机罩，和行李箱盖构成，它们为发动机，乘客，货物提供一个防护罩，车身的设计保证旅客安全和舒适，车身的样式为车辆提供一个吸引人的，多彩的，时尚的外型。 底盘是汽车运动部分的总成，底盘包括传动系统，悬挂系统，转向系统，和制动系统。传动系统主要推动车轮运转，其主要部件是离合器，变速箱，传动轴，后桥，和差速器。悬挂系统减少来自路面的冲击。转向系统控制运动的方向。制动系统使汽车减速和 停车 电器部分 ，电器系统为汽车的点火，加热，照明，喇嘛，和启动机提供电能。电器系统的好坏主要由充电电路决定，电路由电瓶，交流发电机组成。电瓶存储电能，交流发电机产把机器的机械能转化为电能并且给电瓶充电。 内燃机的作用是做功，把燃料中的化学能转化为热能通过燃料的一定规律燃烧，这个过程叫做燃烧，如果引擎的燃烧在燃烧室内部这种机器叫内燃机，如果在外部燃烧叫外燃机。 普遍运用到汽车上的引擎是内燃机，能量通在燃烧室的燃烧提高在燃烧室的压力和温度，压力通过活塞产生机器的能量，从而转化为有益的机器能量。 活塞通过曲轴和 连杆连接从而把上下运动转化为曲轴的旋转运动。做功行程消耗汽油燃料，所以必须提供排除燃烧过的废气和更换新鲜空气和汽油燃料混合气，控制燃气的运动的任务由气阀担当 ，一个进气阀允许燃烧完的气体排出来，引擎的术语如下： 上止点的是指曲柄和活塞离曲轴最远的距离是的位置，下止点是指曲柄和活塞的位置离曲轴距离最远的时候，缸径是指汽缸的内壁直径，有效容积是指上止点和下止点之间的有效容积，发动机排量是指汽缸的全部有效容。积燃烧室的容积是指活塞处于上止点和下止后上面的所有空间。压缩比是指有效容积加上燃烧室的容积比上燃烧室的容积 。两冲程是指发动机做功冲程一次发动机的曲轴旋转一周。四冲程是指发动机做功冲程一次曲轴旋转两周。 点燃式四冲程发射极的循环过程 点燃式发动机是内燃机另外提供一个点火装置，用来把燃料的化学能转换为机器的动能。一个完整的循环包扩四个活塞冲程，一个完整的活塞冲程曲轴旋转两周。 循环过程如下：吸汽冲程把混合好的空气和汽油混合物吸入汽缸内部，这个冲程开始于活塞的向下运动从汽缸的最高点，当活塞向下运动时一个真空或者比较低的气压产生了。 在进汽冲程期间，一个开口打开了通过运动的阀门，排汽阀仍然紧紧闭合， 压缩冲程，活塞向上运动压缩充满汽缸内的空气燃料混合物，气门全部紧紧关闭。压缩运动使空气燃料混合物变热并不它压进入一个很小的空间叫燃烧室。做功冲程，活塞还没到达压缩冲程的最高点时，汽缸顶部的火花塞开始点火放出火花，火花塞使燃烧室的高温，高压下的空气燃料混合物急速的燃烧起来，燃烧的燃料迅速在汽缸内产生高压气体，高压的气体推动活塞向下运动，向下运动的冲程给曲轴一个很大的推动力。 排气冲程，在做功冲程还没结束前，排气阀门打开允许活塞向上运动把炙热的 ，燃烧过的废气通过排气阀门排出来。就在排气筏门达到汽缸的最高点之前。也就是上止点，它开始向下运动，这是一个完整的冲程结束并且迅速的开始下一个循环。 引擎还有数百个其他部件组成，引擎的主要不件有发动机缸体，发动机盖，活塞，连接销钉，曲轴和气门组成，其他的零部件和它们参与一起构成整个系统。其它系统包括燃油系统，进汽系统，点火系统，冷却系统，润滑系统和排汽系统。每个系统都有特定的作用。 汽缸体的构成 缸体是发动机的最基本的部件，发动机的其他部件都安装在都安装在它的内部或外部，它包含汽缸体，水管，油路。缸体上还留有 曲轴孔用来把它固定在汽缸体的底部，凸轮轴也安装在缸体上，在绝大多数汽车上，缸体由灰色铸铁或者铸件和其他的金属混合制造而成，例如镍，铬等，缸体都是铸件。 有些发动机缸体特别是在一些小型汽车上，大部分由铸铝制造，铝比铸铁要轻很多，然而铁的疲劳强度要比铝高的多，因此汽缸大部分由铝和铁或刚混合在一起，其他的金属叫做缸体的刚架，有些缸体全部有铝来制造而成。 汽缸盖，汽缸盖固定在缸体的顶部，就象房子的屋顶一样，它的下面部分和活塞的上部共同组成燃烧室，一般的普通汽缸盖有半球形，楔形，双球形，这三种分类是根据发动机燃烧室的 外型来分的，汽缸盖包含汽阀，阀孔，摇背连接销钉，推动气门工作是靠推杆来完成。有时凸轮轴也直接固定在汽缸盖上，以一定的规律推动气门工作，这种叫做顶置式，和汽缸体一样，汽缸盖也有铸铁或者铝制造。 汽缸垫，汽缸盖以很大的压紧力固定在缸体上的，在两者之间必须密封很好以防止燃汽溢出，这由汽缸垫来完成下图是三层式汽缸垫，它由一层石棉夹在两片铜片之间构成，这两种材料都能够承发动机受高温高压的环境。 油底壳一般由冲压而成，油底壳和汽缸体的下面部分组成曲轴箱。它们把曲轴围在里面。机油泵把机油从油底壳传送到工作部件的各个地方 ，机油不断在油底壳中进进出出，因此，机油保持不停的循环在油底壳和工作零件之间。 活塞是一个很重要的零件在四冲程发动机上，大部分活塞由铝制造，活塞通过活塞销钉把燃汽的能量传递给曲轴，推动曲轴运动，圆形的铁毂环安装在活塞上的槽内用来密封燃室。这些铁毂叫做金属环，活塞销钉把活塞和连杆固定在一起，活塞最厚的地方叫活塞顶部。活塞体，金属环和活塞头部共同构成活塞。 如图片 2示，活塞放进靠近顶部的金属槽中，活塞环是几片很薄的金属环。在现代汽车中发动机中，每个活塞有三个活塞环，活塞环的外部紧靠汽必要的防护层，顶部的 两片金属环防止气体进入，承受压力，叫做压力，下面的防止环机油进入燃烧室，叫做油环。表面镀银的气环一般应用在汽车引擎上，镀银的表面提供一个非常光滑的表面。在做工冲环程，气环承受很大的压力。 河 南 科 技 大 学 毕 业 设 计（论 文） 题目： 履带拖拉机变速器改进设计 姓 名 李 申 院 系 车辆与动力工程学院 专 业 车 辆 工 程 指导教师 徐 立 友 2007 年 6 月 9 日 1 履带 拖拉机 变速器 的改进设计 摘 要 本篇文章详细介绍了本次的设计内容和设计思想，这次设计主要是在东方红拖拉机原型 1302R 变速器的基础上进行的分析改进，重点介绍了原型的设计不足和存在的问题，在分析履带拖拉机的工作环境和农业作业要求的基础上重新布置了传动比的分配，操纵机构的优化，啮合方式的改进，比如增加了传动比的范围，增加了低速作业挡，有利于拖拉机在复杂的环境工作，换挡方式由原来的直接拨动齿轮换挡变为啮合套换挡，使换挡更加方便、可靠，防止打齿。为了改善拖拉机的原地起步性能，该为双作用离合器的结构形式，使动力 输出和传递轴在不同的时刻进行结合，这种按先、后依次结合的特点在农业生产中是很必要的。 对于结构设计采用结构紧凑的三轴式，在满足强度的基础上使结构紧凑，节省材料，对于齿轮的布置，尽量节省空间，布置合理。外形轮廓采用大量圆形弧线过渡，使铸造性能提高，结构合理，外形美观。在农业机械化的今天这种多挡位，随着农业的发展振兴，大功率的拖拉机还具有广阔的市场前景。 关键词： 啮合套 , 双作用离合器，拖拉机，变速器 2 F in of is in 302R on of on of in on of a of of of of as of a of In to in of of of in in is it as as to a is of a of so in in of of 3 符 号 说 明 A 变速箱中心距 mm m 齿轮模数 G 重量 N T 转矩 Nm f 摩擦系数 D 轴的直径 齿数 B 齿轮宽度 D 直径 E 弹性模量 机械效率 Z 齿轮齿数 节点处压力角 w弯曲应力 j接触应力 径向力 I 惯性矩 4 目 录 第一章 前言 1 第二章 履带拖拉机变速箱的改进方案的探讨与确定 2 速箱存在的问题 2 速器的功用 2 速器的类型 3 速器传动 方案的确定 4 第三章 变速器的结构参数的设计及选择 6 定变速器的外形尺寸 6 速箱齿轮中心距 6 变速箱的轴参数确定 6 动比的确定 7 高档传动比的选择 7 低档传动比的确 定 8 速箱齿轮设计计算 9 轮的设计准则 9 速箱各档齿轮基 本参数的选择 10 齿轮参数的计算 12 第四章 变速器齿轮的校核 15 轮的损坏形式 15 齿弯曲强度计算 15 5 4 轮接触应力计算 17 第五章 变速器轴的强度校核 19 的刚度校核 19 的刚度校核 20 第六章 变速器轴承的校核 22 第七章 变速器操纵机构的设计说明 23 用和要求 23 档机构 23 定机构 24 第八章 结论 27 参考文献 28 致谢 29 6 第一章 前 言 在拖拉机制造的多年发展历史中，变速箱的技术进步和水平一直处于举足轻重的地位。拖拉机性能的好坏，不仅取决于发动机，而且很大程度上依赖于变速器的性能。为有效的拖拉机的动力性和燃油经济性，以前直接拨动齿轮的两轴式变速器已经不能满足时代的发展要求，本设计就是根据拖拉机变速器存在的问题 ，进行的一次改进设计。 随着农业机械化的展开，各种大型农用机械车辆的使用越 来越广泛。 本设计东方红 1302R 履带拖拉机为 为原形，以其的基本参数为依据，查阅相关资料， 完成履带拖拉机变速器的相关设计 ， 履带拖拉机车适用于在大型农场和工作量较大的农村作业，主要应用在深耕，旋耕，收获谷物，播种等农业生产场合。为此在动力性、通过性、工作稳定速度，可靠性，耐用，等方面对设计者提出了更高的要求！ 我国是一个农业大国，拖拉机的制造和使用在数量上一直处于世界的前列，但其技术含量和发达国家相比差距较大，改变落后的拨齿换挡式变速器，提高工作效率和使用性能，进一步提高动力性和经济性，对我们国家来说具有重要的意义，对可持续发展战略具有深远的影响。但是本次设计只是在原有的基础上进行的改进，虽然变速 器的性能有所提高，但是仍然同性能优良的国外变速器有很大差距。 随着电子技术的发展，自动变速和电子控制的变速器必然成为主流。 为了满足这次变速器的设计要求，本人充分利用现代通讯工具、机械设计软件、导师资源等一切便利条件，收集资料，细心计算、积极与其他相关系统或总成的设计者 沟通与交流。力求最后设计的产品能够达到：好造、好用、好看的目标。 另外，由于这是本人第一次做双作用变速器设计，也是第一次接触到三轴实现多挡位变速器。所以有一些错误、不足在所难免，恳请各 位同行不吝赐教！批评指正。从而通过此次设计来提高本人的设计水 平。 本次设计的一个最大特点：最充分的利用计算机技术： 图、 0公软件等 。 7 第二 章 拖拉机履带拖拉机变速箱的改进方案的探讨 速箱存在的问题 东方红拖拉机是中国一拖集团有限公司的支柱产品，至今已经有四十多年的生产的历。这些拖拉机有多种型号，变速箱的基本结构大同小异，这次改进的东方红 1302+2挡变速器的传动方案是，该变速器的传动是四个前进挡是从有两个前进挡从第一轴经过第三，第四轴经过三对齿轮传给第二轴。该传动方案简单可靠，传动效率 高，但仍有不足之处。 （ 1）受结构限制，该变速器难已实现较大的速比范围，致使拖拉机的工作区段较窄 。 东方红拖拉机的六个前进挡的速度范围为 个倒挡的速度范围为 h,显然缺少 4Km/ （ 2）由于发动 机的转速已经由 1500r/h,提高到 2300r/m，所以齿轮的啮合线速度及固定在第二轴上的各挡齿轮的线速度均大幅提高，这导致变速箱的噪音大，油温高的根本原因。 （ 3）由于采用滑动齿轮换挡，变速器只能采用直齿圆柱齿轮传动，这就限制了啮合质量 。 速器的功用 （ 1）改变传动比，在较大范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值，以适应经常变化的行使条件，同时使发动机在有利的工况下工作。 （ 2）在发动机旋转方向不变的前提下，利用道挡实现汽车倒向行驶。 （ 3）在发动机不熄火的情况下，利用空挡中断动力传递，可以使驾驶员松开离合器踏板离开驾驶位置，且便于汽车启动，怠速，换挡和动力输出 。 现代拖拉机 的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。但其性能与汽车 的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的 8 牵引力的数倍。而且一般发动机如果 直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代拖拉机 极限速度的数倍。上述 发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾，单靠现代拖拉机 内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。 另外，现代拖拉机 的使用条件极为复杂，在不同场合下有不同的要求。往往要受到如载运 量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，以适应使用的要求。在条件良好的平直路面上要能以高速行驶，而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。变速箱的多档位选择就能满足这些需求。此外，发动机在不同工况下，燃油的消耗量也是不一样的。驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的某一档位，来减少燃油的消耗。在某些情况下，汽车还需要能倒向行驶。发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒档齿轮来实现。在车辆中途暂停行驶或 停车。 速器的类型 根据前进档数的不同， 变速箱有三、四、五和多档几种。 根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。 按传动比变化 变速器可分为有级式，无级式和综合式三种 按操纵方式可分为强制操纵式变速器，自动操纵式变速器和半自动式变速器三种 。 两轴式变速箱的低档齿轮副，大小相差悬殊，小齿轮工作循环次数比大齿轮要高得多，因此小齿轮寿命比大齿轮短。三轴式变速箱的各前进档，均为常啮合斜齿轮传动，大小齿轮径向尺寸相差较小，因此寿命较接近。在直接档时，齿轮只是空转，不影响齿轮的寿命。 两轴式变速箱，虽 然可以有等于 1的传动比，但仍要有一对齿轮进行传动，因而有功率损失。而三轴式变速箱，可将输入轴和输出轴直接相连，得到直接档，因而传动效率较高，磨损小，噪声也较小 。 多中间轴结构 ： 在通常的三轴式变速箱中，发动机的转矩由第一轴传至第二轴，只经过一根中间轴。这种变速箱在装上转矩高于 1200大功率的柴 9 油机时，其齿轮、轴和轴承都要承受很大的载荷，这会导致过早被损坏。所以对于一些重型汽车，一般采用多中间轴的结构。这种变速箱具有 2传递同样转矩的情况下，变速箱齿轮的宽度和质量可分别减少 40%和 20%，变速箱的整体质量和轴向尺寸也减少很多。 倒档型式 ： 由于倒档使用率不高，一般常采用直齿滑动齿轮方案换入倒档。为实现倒档传动，有些利用在前进档的传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案，也有利用两个联体齿轮的方案。前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿，是在最不利的正、负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，而后者是在较为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并且使倒档传动比略有增加。 同步器换档型式 ： 目前大多数的变速箱都采用同步器换档。使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换档，而与操作技术的熟练程度无关，从而 提高了汽车的加速性、经济性和行车安全性。但是它也有结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大、同步环使用寿命短等缺点。 轴承型式 ： 以前变速箱的支承广泛采用滚珠轴承、滚柱轴承和滚针轴承。现在变速箱的设计趋势是增大其传递功率与质量之比，并要求它有更大的容量和更好的性能，而上述轴承型式已不能满足对变速箱可靠性和寿命所提出的要求，故并大幅度提高其寿命；采用圆锥滚柱轴承的变速箱，一般将变速箱壳体设计成沿纵向平面分开或沿中心线所在平面分开，这样可使装拆和调整轴承方便 。 速器传动方方案的确定 设计任务要求；已经知道 的设计数据，拖拉机的整备质量为 7500双作用离合器，履带的滚动半径为 车速范围为 3 km/h，换挡方式为手动啮合套换挡，挡位数为 8+4挡 。 轴数为三轴式，花键轴传动方案。该方案比四轴式结构简单紧凑，节省材料，又能实现设计要求，故采纳此方案。 10 图 4速器的传动方案 11 第三 章 变速器传动方参数的确定 定变速器的外形尺寸 速箱齿轮中心距的确定 根据地面附着条件系数求变速箱的最 大输出扭矩 ,查表取最大附着系数为=t= =7500 66150N （ 3 则驱动力矩： 6150 t=Mf/总 =23814/200( （ 3 200(变速箱齿轮的中心距是变速箱很重要的参数，它对变速箱的整体尺寸、 体积和质量有很大的影响。通常根据经验公式初选中心距 A(单位 m) 式中： k 中心距系数， 对 与拖拉机 ， k= 变速箱在一档时，第二轴输出的转矩； g (3 发动机的最大输出转矩，单位 g 变速箱传动效率，取 k=9， M=1200数据代入得出 A 120。 根据原有的变速器的设计要求，表示多挡自动变速部分的输入轴与输出轴的中心距； 1A 表示多挡自动变速部分的输入轴与中间轴的中心距； 2A 多挡自动变速部分的中间轴与输出轴的中心距） 代入数据得根据拖拉机变速器中心距设计经验公式 ， 取中心距 A=1A =1352A = 速箱的 轴 参数确定 根据发动机的技术参数选择轴的尺寸： 3 m a M 12 该方案的传动轴为三轴式传动，中间轴和输出轴均为花键 间距为为 35 根据经验公式 D=k3 (3输入轴花键部分的直径 D=k3 003 6 ,取动力输入轴的直径为 40。 根据经验公式 : D= (3 得出中间轴和输出轴的直径均取 D=60 变速箱档数的确定： 不同类型的拖拉机 ，具有不同的传动系档位数，其原因在于 它们的使用条件不同； 对整车性能要求的不同；汽车本身的比功率不同。而传动系的档位数与拖拉机 的动力性、燃油经济性又有着密切的关系。 就动力性而言 ，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了拖拉机 的加速与爬坡能力。就燃油经济性而言，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗。所以增加档位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。 档数多少还影响到档与档之间的传动比比值。比值过大会造成换档困难。一般认为比值不宜大于 此如最大传动比与最小传动比之比值愈大，档位数也应愈多。 根据设计任务书的要求本 及实际应用 变速器的挡位为： 8+4挡变速器 。 动比的确定 高档传动比的选择 拖拉机 的行驶速度由最高档决定 的，即用最小传动比的档位行驶的。因此最小传动比 的选定要和拖拉机的最高车速密切相关 。传动系的总传动比是传动系中各部件传动比的乘 积 it= （ 3 式中 变速箱的传动比； 主减速器的传动比； 分动器或副变速箱 13 的传动比；普通的汽 车由于没有分动器或副变速箱，而变速箱的最小传动比通常为 1，所以传动系的最小传动比就是 此确定最高档传动比其实就是选择主减速器的传动比 主减速器的传动比根据设计任务书的要求 ， 查阅东方红 1302R 的技术参数，履带的 动力 半径为 传动比为 动机的额定转速为300 rn e ，最高行驶车速为 13km/h，根据汽车理论公式： r/v=2300 3= （ 3 低档传动比的确定 确定最低档传动比时，要考虑下列因素：汽车最大爬坡度，驱动轮与路面附着力，汽车最低稳定车速及主传动比等。本次设计的主传动比为 低稳定车速要求为 h。根据最低稳定：车速确定一挡 理论 的传动比 r/v=2300 （ 3 于发动机的标定转速多在 1500r/上，且以 2000 2500r/多，所以变速器的多数挡位为减速挡，传动比大于 1，根据设计任务书的要求个别升速挡的传动比不宜小于 于单对齿轮的传动比不宜小于 避免齿轮的转速过高而增大齿轮上的动载荷和增加搅油损失。 要保证拖拉机的工作速度范围，使变速器的各挡传动比具有一定的间隔距离。 确定各档齿轮的齿数 中心距 2/ m (3主、从齿轮的齿数与对应的传动比有以下关系 : 2 / 1i Z Z (3综合以上两个公式可以有： 1 /(1 )21 Z（ 3 14 中心距 模数 和 表 3 与齿数 Z 模数 m 间关系 ) m=4, m=5, m=4, m=5, m=5, m=4, A=135 A=135 A=3 4 61 数及传动比的最终确定 。 将初步确定下来的传动比和由中心距、模数确定下来的传动比进行比较，且尽量避免成 对齿轮齿数有公约数、齿轮变位，最终确定的传动比及相应齿数 如下表。 表 3数和传动比 齿轮 z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 数 z 19 35 23 45 35 28 30 33 25 38 传动比 i=z2/齿轮 齿数 z 21 41 29 25 27 34 28 35 传动比 i=z2/最后确定传动比 前进挡 挡 R， 速箱齿轮设计计算 轮的设计准则 齿轮是拖拉机传动系中的重要零件之一，它对整车的动力性和经济 性有很大的影响。而齿轮设计所涉及的影响因素较多、设计参数较复杂，这些参数之间存在着相互制约相互矛盾的情况，如何协调各参数，使之在满足基本条件的基础上 15 得到最佳的性能，这正是本章要介绍的先进设计技术成果内容。 减小齿轮的体积和质量，提高传递扭矩的能力，是当前汽车齿轮优化设计的主要目标。因为减小齿轮 的体积和质量就可减小制造费用，降低轮齿动载荷，提高齿轮寿命，使汽车的总体布置更为方便和灵活。 同时齿轮传动的功率损失问题往往被设计人员所忽略，这是因为齿轮的传动效率已经很高的缘故。但近年来，许多研究表明，运转过程中齿轮温度的升高是齿轮发生胶合和点蚀的一个重要原因，而其热量主要是由齿轮运转的功率损耗转换而来的。因此如何优选齿轮参数，使其功率损耗达到最低就成为了齿轮优化设计的另一个目标，因为降低汽车齿轮的功率损耗，不仅可以提高传动效率，降低汽车的燃料消耗，而且还可以延长齿轮的使用寿命。 另外，近年来齿轮的振动和 噪声问题也日渐突出。这是由于齿轮承载能力因淬火等工艺而显著提高，以至齿轮在高负荷、高速 下运转产生明显振动和噪声。 而齿轮的振动和噪声主要与齿轮的参数和轴的刚度有关，所以降低齿轮的振动和噪声也可以作为齿轮的优化设计 . 由于汽车变速箱各档齿轮的工作情况是不相同的，所以按齿轮受力、转速、噪声要求等情况，应该将它们分为高档工作区和低档工作区两大类。齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数等都应该按这两个工作区进行不同的选择。 速箱各档齿轮基本参数的选择 齿轮的形式 ， 由于采用啮合套换挡，本变速器 的齿轮均为圆柱直齿轮 。 （ 1）选用模数 模数是齿轮的一个重要基本参数，模数越大，齿厚也就越大，齿轮的弯曲强度也越大，它的承载能力也就越大。反之模数越小，齿厚就会变薄，齿轮的弯曲强度也就越小。对于低速档的齿轮，由于转速低、扭矩大，齿轮的弯曲应力比较大，所以需选用较大的模数，以保证其强度要求。而高速档齿轮，由于转速高、扭矩小，齿轮的弯曲应力比较小，所以在保证齿轮弯曲强度的前提下，一般选用较小的模数，这样就可以增加齿轮的齿数，以得到较大的重合度，从而达到降低噪音，根据拖拉机的工作条件和一般经验，选用的齿轮模数为 5或者个别采用 4。 选用压力角： 16 当一个齿轮的模数和齿数确定了，齿轮的分度圆直径也就确定了，而齿轮的渐开线齿形取决于基圆的大小，基圆大小又受到压力角的影响。对于同一分度圆的齿轮而言，若其分度圆压力角不同，基圆也就不同。当压力角越大时，基圆直径就越小，渐开线就越弯曲，轮齿的齿根就会变厚，齿面曲率半径增大，从而可以提高轮齿的弯曲强度和接触强度。当减小压力角时，基圆直径就会变大，齿形渐开线就会变的平直一些，齿根变薄，齿面的曲率半径变小，从而使得轮齿的弯曲强度和接触强度均会下降，但是随着压力角的减小，可增加齿轮的重合 度，减小轮齿的刚度，并且可以减小进入和退出啮合时的动载荷，所有这些都有利于降低噪声。因此，对于低速档齿轮，常采用较大的压力角，以满足其强度要求；而高速档齿轮常采用较小的压力角，以满足其降低噪声的要求。 （ 2） 变速器的各挡齿轮齿宽的选用和设计 根据齿轮齿宽的设计要求 B=Kc*m=5*5=25 ,个别齿轮根据变速器的结构尺寸要求进行一定范围内的调整。 （ 3）选用正角度变位 对于具有良好润滑条件的硬齿面齿轮传动，一般认为其主要危险是在循环交变应力作用下，齿根的疲劳裂纹逐渐扩章造成齿根断裂而失效。变速箱中齿轮失效正 是属于这一种。为了避免轮齿折断，应尽量提高齿根弯曲强度，而运用正变位，则可达到这个目的。一般情况下，变位系数越大，齿形系数值就越小，轮齿上弯曲应力越小，轮齿弯曲强度就越高。 在硬齿面的齿轮传动中，齿面点蚀剥落也是失效原因之一。增大啮合角，可降低齿面间的接触应力和最大滑动率，能大大提高抗点蚀能力。而增大啮合角，则必须对一副齿轮都实行正变位，这样既可提高齿面的接触强度，又可提高齿根的弯曲强度，从而达到提高齿轮的承载能力效果。但是，对于斜齿轮传动，变位系数过大，又会使轮齿总的接触线长度缩短，反而降低其承载能力。同 时，变位系数越大，由于齿顶圆要随之增大，其齿顶厚度将会变小，这会影响齿顶的强度。 （ 4）减小压力角能增加齿轮重合度 减小轮齿的刚度并且可以减小进入和退出啮合时的动载荷，所有这些都对降低噪声有利。分度圆法向压力角 n=20的标准齿制对汽车齿轮来说，不是最佳的齿轮，试验资料表明 n=15的噪声要比 20的小一些，因此汽车变速箱的高速档齿 17 轮的 5，以减少噪声，而低速档齿轮取较大的压力角，以增加强度。 轮参数的计算 (1) 初定齿轮端面模数 t=（ 32T= （ 3 M=5 （ 2） 齿轮的变位计算 本变速箱的齿轮大部分采用零变位就能满足题目要求，只有两对齿轮采用变位 4， 3和 算 已知 ： a = 135 a = 136 r =20 a =a ： 135 136 r= r=r- r=80=nv r=80=nv r=2（ + （ r（ /2机械设计手册第 994页： 选 y= （ a （ +y=度圆 ： d3=4 23=92 18 D4=4 45=180 齿顶圆 ： ha=m（ 22k） =4（ 23+2 1+2 a4=m（ 222k） =4（ 45+2 1=根圆 ： m（ 2C*+2 =4（ 231=m（ 2C*+2 =4（ 451=11， 已知 ： a = 157.5 a = 155 r =20 a =a ： 155 r =nv r=r- r=80=nv r=80=nv r=2（ 2） 2） + （ r（ /2查机械设计手册第 994页： 选 y= （ a （ +y=度圆 ： 5 21=105 5 41=205 19 齿顶圆 ： 11ha=m（ 22k） =5（ 21+2 1+2 =116.9 2m（ 22k） =5（ 41+2 1=根圆 ： 2hf=m（ 2C*+2 =5（ 211=m（ 2C*+2 =5（ 411=面是根据机械设计和机械原理的有关齿轮设计的公式计算出的各个齿轮的技术参数 表 3轮的参数 表 齿轮 齿数模数 分度圆直径 (齿顶高 (齿根高 (齿顶圆直径 (压力角 （度） 顶隙 ( 95 5 05 20 2 5 175 5 85 20 3 4 92 4 5 0 1 180 4 5 0 1 175 5 85 20 6 5 140 5 50 20 7 5 150 5 60 20 8 5 165 5 75 20 9 5 125 5 35 20 10 5 190 5 00 20 11 5 105 5 0 12 5 205 5 0 13 5 145 5 55 20
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号