下載文件后為壓縮包資料文件?！厩逦?，無水印，可編輯】dwg后綴為cad圖，doc后綴為word格式，需要請自助下載即可，有疑問可以咨詢QQ 197216396 或 11970985
本 科 畢 業(yè) 設計
題目：DF12型手扶拖拉機變速驅(qū)動系統(tǒng)設計
學 院：
姓 名：
學 號：
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
年 級：
指導教師：
摘 要
變速箱是由裝在變速箱殼體內(nèi)各軸上不同齒數(shù)的齒輪和操縱機構(gòu)組成的。根據(jù)需要將不同軸上不同齒數(shù)的齒輪嚙合在一起，進行變速和改變從動齒輪的轉(zhuǎn)動方向，達到改變扭矩，轉(zhuǎn)速和行駛方向的目的。變速箱可改變傳動比，實現(xiàn)倒檔和實現(xiàn)空擋。在變速箱中，齒輪，軸和軸承起著重要的作用。在設計的過程中要對齒輪進行強度校核；對軸進行強度和剛度校核；對軸承進行壽命和極限轉(zhuǎn)速校核。變速箱的操縱機構(gòu)設計包括換擋機構(gòu)設計和鎖定機構(gòu)設計兩部分。鎖定機構(gòu)設計包括自鎖機構(gòu)設計，互鎖機構(gòu)設計和聯(lián)鎖機構(gòu)設計。
關鍵字：齒輪 操縱機構(gòu) 軸 軸承 鎖定機構(gòu)
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 institutions
Key words: Gear Manipulation of body Axis Bearing Locking mechanism
目 錄
1 緒論 ............................................................................................................ ..1
1.1 變速箱概述..............................................................................................1
1.1.1 變速箱的功用.......................................................................................1
1.1.2 變速箱的類型....................................................................................1
1.1.3 變速箱的工作原理............................................................................2
2 變速箱設計要求及初始數(shù)據(jù)........................................................................3
2.1 變速箱設計要求...................................................................................3
2.2 變速箱設計初始數(shù)據(jù)...........................................................................3
3 變速箱設計過程........................................................................................... 4
3.1 變速箱的設計步驟...............................................................................4
3.2 變速箱結(jié)構(gòu)的選擇............................................................................... 4
3.3 根據(jù)總體計算確定擋位數(shù)與各檔傳動比...........................................4
3.4 根據(jù)總體布置要求確定變速箱外形尺寸允許范圍...........................5
3.5 草擬變速箱的傳動方案.......................................................................5
3.6 變速箱主要參數(shù)的確定.......................................................................6
3.6.1 齒輪模數(shù)的確定......................................................................6
3.6.2 齒輪壓力角的確定..................................................................6
3.6.3 齒寬的確定..............................................................................6
3.6.4 相齒合齒輪的齒數(shù)和.........................................................8
3.7 選配齒輪.....................................................................................8
3.8 變速箱主要零件的計算.............................................................................9
3.7.1 齒輪的計算....................................................................................9
3.7.2 軸的計算......................................................................................12
3.7.3 軸承的計算...................................................................................16
4 主要零件的布置要點及倒檔和減速器的布置方案............................... .. 18
4.1 變速箱主要零件的布置要點.................................................................18
4.2 倒檔和減速器的布置方案.....................................................................18
4.2.1 倒檔布置方案.............................................................................18
4.2.2 減速器布置方案.........................................................................19
5 變速箱殼和操縱機構(gòu)的設計.......................................................................19
5.1 變速箱殼的設計....................................................................................19
5.2 變速箱操縱機構(gòu)的設計........................................................................19
5.2.1換擋機構(gòu)................................................................................. ..20
5.2.2鎖定機構(gòu)......................................................................................20
1 緒 論
1.1 變速箱概述
1.1.1 變速箱的功用
變速箱的功用是：
（1) 改變傳動比，擴大驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應經(jīng)常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機在有利的工況下工作；
（2) 實現(xiàn)倒檔，在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使車輛能前進和倒退行駛；
（3) 實現(xiàn)空擋，可切斷傳動系統(tǒng)的動力傳遞，以使發(fā)動機能夠啟動，怠速，并可在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的情況下，車輛長時間的停車，便于變速箱換擋和動力輸出。
1.1.2 變速箱的類型
(1)按傳動比變化分
按傳動比變化方式來分：可分為有級式變速器，無級式變速器和綜合式變速器。
有級式變速器 是目前使用最廣的一種。它采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。按所用輪系型式不同，有軸線固定式變速器(普通變速器)和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器(行星齒輪變速器)兩種。
無級式變速器 其的傳動比在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可按無限多級變化，常見的有電力式和液力式(動液式)兩種。電力式無級變速器的變速傳動部件為直流串激電動機。動液式無級變速器的傳動部件為液力變矩器。
綜合式變速器 是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比可在最大值與最小值之間的幾個間斷的范圍內(nèi)作無級變化，目前應用較多。
(2)按操縱方式分
按操縱方式來分：可分為強制操縱式變速器，自動操縱式變速器和半自動操縱式變速器。
強制操縱式變速器 是靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。
自動操縱式變速器 其傳動比選擇和換檔是自動進行的，所謂“自動”，是指機械變速器每個檔位的變換是借助反映發(fā)動機負荷和車速的信號系統(tǒng)來控制換檔系統(tǒng)的執(zhí)行元件而實現(xiàn)的。駕駛員只需操縱加速踏板以控制車速。
半自動操縱式變速器 有兩種型式：一種是常用的幾個檔位自動操縱，其余檔位則由駕駛員操縱；另一種是預選式，即駕駛員預先用按鈕選定檔位，在踩下離合器踏板或松開加速踏板時，接通一個電磁裝置或液壓裝置來進行換檔。
(3)按使用方法分
按使用方法分類：可分為手動變速器，自動變速器和無級變速器。
手動變速器（MT）
手動變速器，也稱手動擋，即用手撥動變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。踩下離合時，方可撥得動變速桿
自動變速器（AT）
自動變速器，利用行星齒輪機構(gòu)進行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動地進行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。
無級變速器（CVT）
無級變速器是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的.
(4) 按輪系形式分
按輪系形式分：可分為定軸式變速箱和行星式變速箱。
定軸式變速箱：變速箱中所有齒輪都有固定的旋轉(zhuǎn)軸線。按其換擋式有機械式換擋和動力式換擋。
行星式變速箱：變速箱中有些齒輪的軸線在旋轉(zhuǎn)，這種軸線旋轉(zhuǎn)的齒輪有兩種，即自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。行星式變速箱只有動力換擋一種方式。
1.1.3 變速箱的工作原理
變速箱是由裝在變速箱殼體內(nèi)各軸上不同齒數(shù)的齒輪和操縱機構(gòu)組成的。根據(jù)需要將不同軸上不同齒數(shù)的齒輪嚙合在一起，進行變速和改變從動齒輪的轉(zhuǎn)動方向，達到改變扭矩，轉(zhuǎn)速和行駛方向的目的。
2 變速箱設計要求及初始數(shù)據(jù)
2.1 變速箱設計要求
1. 六個前進檔，兩個倒退檔，各檔的傳動比須符合作業(yè)對速度和牽引力的要求。
2. 換擋方便，不允許出現(xiàn)同時掛兩個檔，自動脫檔和跳擋的現(xiàn)象。
2.2 變速箱設計初始數(shù)據(jù)
發(fā)動機額定功率（馬力）：12馬力= 8.82KW（1馬力=0.735千瓦）
最大扭矩：（公斤·米）5換算為50Nm；
空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（最大/最小）；2300/600 （r/min）
驅(qū)動輪輪胎規(guī)格6.00—12/2
理論行駛速度（公里/小時）：Ι、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、倒Ⅰ、倒Ⅱ檔：1.40、2.50、4.10、5.30、9.40、15.30、1.00、3.80
傳動箱：前進檔6個，倒檔2個。 驅(qū)動橋中央傳動型式：直齒圓柱齒輪
理論行駛速度
（公里/小時）
檔次
數(shù)據(jù)
Ⅰ
1.40
Ⅱ
2.50
Ⅲ
4.10
Ⅳ
5.30
Ⅴ
9.40
Ⅵ
15.30
倒Ⅰ
1.00
倒Ⅰ
3.80
根據(jù)公式TI=9550×PI/nI
求得發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速nI=9550×PI/TI
=1684.62 r/min
3 變速箱設計過程
3.1 變速箱的設計步驟
（1） 根據(jù)工作特點選擇變速箱的結(jié)構(gòu)形式；
（2） 根據(jù)總體計算確定擋位數(shù)與各檔傳動比；
（3） 根據(jù)總體布置要求確定變速箱外形尺寸允許范圍；
（4） 草擬變速箱的傳動方案；
（5） 確定變速箱的主要參數(shù)；
（6） 根據(jù)變速箱的傳動比選配齒輪，確定各檔齒輪的齒數(shù)；
（7） 進行齒輪，軸，軸承等零件的壽命計算或強度，剛度計算；
（8） 進行結(jié)構(gòu)設計，繪制裝配圖和零件圖。
3.2 變速箱結(jié)構(gòu)的選擇
選擇輸入軸，輸出軸，中間軸都在同一平面內(nèi)的平面型組成式變速箱。
DF12型手扶拖拉機主要有6個前進檔和2個倒檔，拖拉機變速箱的傳動結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：
1一軸齒輪2.副變速高速齒輪3.副變速低速齒輪4.副變速雙聯(lián)滑移齒輪5. 二，五檔齒輪
6.四、六檔齒輪7. 一、三檔齒輪8.二、五檔滑移齒輪9.一、三、四、六檔雙聯(lián)滑移齒輪
圖2.1 小四輪拖拉機變速箱傳動示意圖
其變速箱內(nèi)的各軸之間的關系如圖2.2
1.一軸 2. 二軸 3.二軸 4.五軸 5.四軸
圖2.2 拖拉機變速箱結(jié)構(gòu)示意圖
2.2 各檔位的傳動路線
11
一檔：12
3
7
1011
1213
二檔：12
3
58
1011
121
三檔：12
3
7
1011
1213
四檔：12
3
6
1011
1213
五檔：12
3
58
1011
1213
六檔：12
2
6
1011
1213
倒檔：12
38
1011
1213
2.3 其各檔位的傳動比及其速度
2.3.1 各檔位的速度
拖拉機的車輪標準為6.00—12/2，則其直徑為600mm，則各檔位的速度為：
發(fā)動機轉(zhuǎn)速n=1684.62r/min
由于變速箱和發(fā)動機之間還需要V帶鏈接（或鏈傳動）進行減速，
取V帶（或鏈傳動）的傳動比為i=1.735537
n帶=481 r/min
nw=60×1000V/πD
根據(jù)設計速度=1.40Km/h =2.50Km/h =4.10Km/h =5.30Km/h =9.40 Km/h =15.0Km/h 1=1.00 Km/h 2=3.80 Km/h
可以得出：
n1=12.385 r/min
n2=25.3559 r/min
n3=36.27 r/min
n4=46.886r/min
n5=83.156 r/min
n6=132.696 r/min
n倒1=8.846 r/min
n倒2=33.6164r/min
各檔位的傳動比
3.機械部分設計計算
本章主要介紹的是機械部分的改進設計計算，設計計算的方法是從技術基礎課程本身的性質(zhì)出發(fā)通過一種基本的方法去掌握設計計算的基本理論和技能。本章中主要是根據(jù)變速箱的原始尺寸和改進以后的要求對變速箱內(nèi)的軸以及齒輪進行改進設計計算，軸主要是設計其直徑以及它的結(jié)構(gòu)尺寸，齒輪是對其分度圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑以及齒輪寬度的設計計算。并對軸和齒輪進行校核計算。
3.1 發(fā)動機的基本參數(shù)
發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩由4根B-2240型V帶傳送到變速箱，發(fā)動機V帶輪和離合器V帶輪的基準直徑分別為121mm和210mm，則帶傳動的傳動比為i=1.735537。
3.2 變速箱的參數(shù)確定
變速箱的參數(shù)主要包括齒輪的齒數(shù)，傳動路線，各檔位的傳動比，各檔位的速度以及各軸在不同檔位時的轉(zhuǎn)速。確定這些參數(shù)用來進行改進設計。
n1=12.385 r/min
n2=25.3559 r/min
n3=36.27 r/min
n4=46.886r/min
n5=83.156 r/min
n6=132.696 r/min
n倒1=8.846 r/min
n倒2=33.6164r/min
3.3 具體的辦法
從圖2.1和圖2.2中可以看出，在不改變變速箱結(jié)構(gòu)的情況下，把IV , VI檔齒輪(6)和I . Il檔齒輪(7)從三軸上卸下，再安裝在二軸上，就能夠達到增加前進檔的目的。由于二、三軸結(jié)構(gòu)不同，同時三、四軸之間和二、四軸之間的中心距也不相同，所以必須重新配對設計這兩對齒輪和二軸，才能夠使齒輪順利安裝進去。
1.一軸齒輪 2.倒二檔齒輪 3.一，倒一檔齒輪 4.倒一，倒二檔雙聯(lián)滑移齒輪
5.倒一，倒二檔齒輪 6a.二檔齒輪 7a.三檔齒輪 8.一，倒一、倒二檔滑移齒輪
9a.二、三檔雙聯(lián)滑移齒輪 10、11、12、13等變速齒輪
圖3.3 拖拉機變速箱傳動示意圖
3.4 參數(shù)設計
3.4.1分配各檔傳動比，設計齒輪
1）齒輪的齒數(shù)
=36 =22 =17 =31 =30 =28
=34 =29 =15 =21 =16 =54 =16 =76
2）齒輪的分度圓直徑計算，見下表3.1：
編號
齒數(shù)
模數(shù)
分度圓直徑mm
1
21
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
63
2
36
108
3
22
66
17
51
31
93
5
30
90
6a
28
84
7a
34
102
8
29
87
15
45
21
63
10
16
48
11
54
162
12
16
48
13
76
228
表3.1 齒輪的分度圓直徑
3）根據(jù)齒輪的齒數(shù)，查表得齒輪的其他參數(shù)
查表得，齒頂高系數(shù)， 壓力角，d為分度圓直徑，為齒頂高，為齒根高，h為齒全高，為齒頂圓
則有：
齒頂圓直徑 ：
齒根圓直徑：
基圓直徑：
各齒輪的具體參數(shù)如下表3.2
編號
齒數(shù)
模數(shù)
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
基圓直徑
1
21
3
69
55.5
59.5
2
36
114
100.5
101.5
3
22
72
58.5
62
17
57
43.5
47.9
31
99
115.5
87.4
5
30
96
82.5
84.6
6a
28
90
76.5
78.9
7a
34
57
43.5
47.9
8
29
93
79.5
81.8
15
51
37.5
42.3
21
69
52.5
59.2
10
16
54
40.5
45.1
11
54
168
154.5
152.2
12
16
54
40.5
45.1
13
76
236
220.5
214.2
表3.2 齒輪的具體參數(shù)
齒距
基圓齒距
齒厚
齒槽寬
頂隙
由上可知，所有齒輪的如下參數(shù)相同：
5）確定中心距
一軸和二軸：mm
二軸和三軸：mm
三軸和四軸: mm
二軸和四軸: mm
四軸和五軸：mm
6）確定齒寬
由《拖拉機設計手冊》中查得，拖拉機變速箱內(nèi)的齒輪寬度設計公式為B=4~6m,并根據(jù)機械設計理論得齒輪的寬度，齒輪的寬度見下表3.3
編號
齒寬（mm）
1
20
2
12
3
20
20
12
5
12
6a
15
7a
15
8
15
20
20
10
20
11
15
12
20
13
15
表3.3 齒輪的寬度
6a：齒形角=20°,6a和嚙合角=21.5°，原中心距為=74.1mm，現(xiàn)中心距為a=73.5mm
節(jié)圓直徑：
中心距變動系數(shù)：
齒頂高變動系數(shù)：
齒根圓直徑：
齒頂圓直徑：
齒頂高：
齒根高：
改進后兩對齒輪的參數(shù)如下表5.4：
名稱
符號
6a
7a
變位系數(shù)
x
0.05
0.05
0.15
0.15
節(jié)圓直徑
84.8
103
63.3
45.5
嚙合角
21.5
21.5
21.5
21.5
齒根高
3.6
3.6
3.3
3.3
齒頂高
3.15
3.15
3.45
3.45
齒頂圓直徑
90.3
108.3
69.9
51.9
齒根圓直徑
76.8
94.8
56.4
38.4
中心距
a
74.1
74.1
中心距變動系數(shù)
y
0.2
0.2
0.2
0.2
齒頂高變動系數(shù)
0
0
0
0
分度圓直徑
d
84
102
63
45
表3.4齒輪的參數(shù)
一軸 一軸
二軸 二軸
四軸 四軸
五軸 五軸
圖6.a I檔傳動示意圖 圖6.b II檔傳動示意圖
一軸 一軸
二軸 二軸
四軸 三軸
四軸
五軸
五軸
圖6.c III檔傳動示意圖 圖6.d 倒I檔傳動示意圖
一軸
二軸
三軸
四軸
五軸
圖6.e 倒II檔傳動示意圖
20