下載文件后為壓縮包資料文件?！厩逦?，無(wú)水印，可編輯】dwg后綴為cad圖，doc后綴為word格式，需要請(qǐng)自助下載即可，有疑問(wèn)可以咨詢(xún)QQ 197216396 或 11970985
系 機(jī)械設(shè)計(jì)
系 主 任
批準(zhǔn)日期
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)
機(jī)械設(shè)計(jì) 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 班 學(xué)生
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題 DF12型手扶拖拉機(jī)變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作自2012年 月 日起至 2012 年 12 月 日止
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)行地點(diǎn) 西安理工大學(xué)
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容要求
拖拉機(jī)是一種牽引、驅(qū)動(dòng)兼用型的農(nóng)業(yè)機(jī)械，一般具有結(jié)構(gòu)緊湊，耐用可靠，操縱靈活、馬力大、重量輕、油耗低通用性好等特點(diǎn)，并具有乘坐裝置，適用于水田、旱地、果園和丘陵地的農(nóng)田耕作，配備相應(yīng)的農(nóng)用機(jī)具，可以完成犁地、旋耕、耙地、開(kāi)溝、播種、收割、運(yùn)輸和其其它作業(yè)，還可以為排灌、噴灌、脫粒、磨粉、飼料加工等固定作業(yè)提供動(dòng)力。
本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)DF12型拖拉機(jī)變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行傳動(dòng)箱和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各主要零部件的受力分析與計(jì)算，強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
其設(shè)計(jì)所需原始數(shù)據(jù)如下：
發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率（馬力）：12
最大扭矩：（公斤·米）5 空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（最大/最?。?；2300/600
驅(qū)動(dòng)輪輪胎規(guī)格6.00—12/2
理論行駛速度（公里/小時(shí)）：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(dòng)箱：前進(jìn)檔6個(gè)，倒檔2個(gè)。 驅(qū)動(dòng)橋中央傳動(dòng)型式：直齒圓柱齒輪
本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及要求：
1.擬定DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱的傳動(dòng)方案，要求所選的方案要能夠?qū)崿F(xiàn)拖拉機(jī)各種理論檔位所要求的速度，傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)合理、而且應(yīng)該易于實(shí)現(xiàn)、操縱方便成本低廉；
2.在擬定的方案中合理選取滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的傳動(dòng)系統(tǒng)總成方案，合理地分配各傳動(dòng)比。
3.確定DF12型手扶拖拉機(jī)變速箱和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)，對(duì)各主要零件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力相關(guān)設(shè)計(jì)，對(duì)所選的傳動(dòng)方案主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度、壽命、潤(rùn)滑等必要的計(jì)算、校核；
4.完成DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱裝配圖一份，完成DF12型手扶拖拉機(jī)主要零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核以及零件工作圖的繪制，要求總圖量0#2.5張以上）；
5.完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份，其內(nèi)容應(yīng)包括總體傳動(dòng)方案的擬定，方案的可行性以及所選方案優(yōu)缺點(diǎn)分析，相關(guān)計(jì)算以及說(shuō)明應(yīng)全面、詳細(xì)、公式出處等應(yīng)該詳細(xì)標(biāo)明，注明各個(gè)參數(shù)含義，論文書(shū)寫(xiě)認(rèn)真、規(guī)范；
6.完成文獻(xiàn)綜述一份，文獻(xiàn)綜述應(yīng)該細(xì)致全面描述拖拉機(jī)行業(yè)的發(fā)展概況、發(fā)展趨勢(shì)、發(fā)展中存在問(wèn)題、可能存在的解決方案等；
7.完成翻譯相關(guān)資料一份（大于2000單詞量），題材必須和機(jī)械結(jié)構(gòu)相關(guān)；
8.參考文獻(xiàn)15篇以上，其中外文參考文獻(xiàn)不少于3篇。
參考資料：
[1] 楊成康．工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤(pán)構(gòu)造．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989。
[2] 王 ?。こ虣C(jī)械構(gòu)造．北京：中國(guó)鐵道出版社，1995。
[3] 黃聲顯．重型汽車(chē)構(gòu)造與維修．北京：人民交通出版社，1992。
[4] 何挺繼，展朝勇．現(xiàn)代公路施工機(jī)械．北京：人民交通出版社，1999。
[5] 吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)教研室．汽車(chē)構(gòu)造．北京：人民交通出版社，2005。
負(fù)責(zé)指導(dǎo)教師
指 導(dǎo) 教 師
接受設(shè)計(jì)論文任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期
學(xué)生簽名
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表
機(jī)械設(shè)計(jì) 系
月
日
周次
任務(wù)階段名稱(chēng)及詳細(xì)項(xiàng)目
檢查
日期
檢 查 結(jié) 果
布置任務(wù)、熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容、要求，查閱，收集，整理和拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的資料，尤其是傳動(dòng)系統(tǒng)總體布置、分配方面；
初步擬定傳動(dòng)方案,其初始方案的選取應(yīng)該在分析比較的基礎(chǔ)上并要闡明原因以及所搜集方案的優(yōu)缺點(diǎn)；
1.擬定總體傳動(dòng)方案；
2.繪制相關(guān)結(jié)構(gòu)原理圖，最終擬定傳動(dòng)方案；
1.繪制相關(guān)結(jié)構(gòu)原理圖，最終擬定傳動(dòng)方案；
2.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)；
1.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)；
2.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算；
DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算；
1.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算；
2.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱裝配圖繪制；
1.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱裝配圖繪制；
2.主要零件、部件零件圖繪制；
1.DF12型手扶拖拉機(jī)傳動(dòng)箱裝配圖繪制；
2.主要零件、部件零件圖繪制；
月
日
周次
任務(wù)階段名稱(chēng)及詳細(xì)項(xiàng)目
檢查
日期
檢 查 結(jié) 果
1.繼續(xù)以上工作；
2.完成文獻(xiàn)綜述；
1.主要零件、部件零件圖繪制；
2.開(kāi)始外文翻譯和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的初步編寫(xiě)；
1.完成外文資料的翻譯；
2.完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)；
準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師(簽名) 學(xué)生(簽名)
年 月 日 年 月 日
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題來(lái)源、類(lèi)型
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目，屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型。
二、選題的目的及意義
由齒輪、軸、軸承和箱體組成的不同類(lèi)型輪系，是使用量大應(yīng)用面廣的一種傳動(dòng)系統(tǒng)，常用于高速、大功率傳動(dòng)系統(tǒng)中。復(fù)合式輪系現(xiàn)已逐漸成為新的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，復(fù)合式輪系具有模塊化的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)多重和多種形式的組合。然而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)計(jì)算多采用反復(fù)嘗試驗(yàn)算的方法，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。為了滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)的需要，要求輪系的設(shè)計(jì)制造方法應(yīng)更完善，對(duì)輪系的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。這就需要對(duì)輪系進(jìn)行深入的研究，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方法和理論，從而提高輪系設(shè)計(jì)水平。而科學(xué)研究是離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)的。因此設(shè)計(jì)出能夠組合出各種輪系的組合輪系實(shí)驗(yàn)臺(tái)是很有必要的。
目前已有的組合輪系試驗(yàn)臺(tái)多為簡(jiǎn)單開(kāi)式結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)輪系類(lèi)型較少，傳動(dòng)精度低，只適應(yīng)小負(fù)載低效率的實(shí)驗(yàn)，不能滿(mǎn)足研究的需要，因此，有必要設(shè)計(jì)傳動(dòng)精度較高，傳動(dòng)類(lèi)型較多的滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的組合式輪系齒輪箱。這種試驗(yàn)臺(tái)可以方便的組合出各種類(lèi)型輪系，為輪系的研究提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，必將促進(jìn)輪系研究的發(fā)展。
三、本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨
在輪系的工作原理方面；針對(duì)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了幾種新的方法：符煒提出的復(fù)數(shù)矢量法、賴(lài)志剛提出的三角結(jié)構(gòu)法、劉寧提出的疊加原理法、張薇提出的運(yùn)動(dòng)分析法、劉福貴提出的圖論法等，極大豐富了傳動(dòng)比的計(jì)算理論。由于各種輪系適用的傳動(dòng)比范圍不盡相同，復(fù)合輪系傳動(dòng)比向其各部分分配的不同對(duì)輪系的性能有直接的影響，一些學(xué)者研究了傳動(dòng)比選擇與分配問(wèn)題，周欣討論了各種不同輸入輸出形式下差動(dòng)輪系的有關(guān)傳動(dòng)比的選擇區(qū)域，田稀亮對(duì)齒輪減速器的傳動(dòng)比分配條件進(jìn)行了分析，并給出齒輪減速器傳動(dòng)比分配的最佳條件。
很多學(xué)者對(duì)閉式行星輪系功率流及其判定做了研究，如賈寶賢，段欽華、王瓊英，美國(guó)的Saggere.L和Hedman.A等。周欣、韓繼光等對(duì)閉式周轉(zhuǎn)輪系的功率流類(lèi)型判定提出了一種較為簡(jiǎn)明的方法，楊慧香等采用轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)法和功率流法相結(jié)合推出了一種使用方便，具有較高精度的效率計(jì)算公式。楊實(shí)如、周欣從不同角度用不同的方法研究了2K-H型封閉行星傳動(dòng)的效率計(jì)算。朱新軍等對(duì)封閉行星齒輪內(nèi)部功率流與系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，通過(guò)對(duì)閉式行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，研究了功率分配系數(shù)與系統(tǒng)內(nèi)部功率流的關(guān)系確定了無(wú)功率循環(huán)的必要條件，建立了功率分配系數(shù)與單元傳動(dòng)比的關(guān)系表達(dá)式，但只考慮了兩種具有功率分流形式的行星齒輪傳動(dòng)。崔亞輝等則在閉式行星傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析方面深入研究了單環(huán)路封閉式行星傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，建立了單環(huán)路系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。而對(duì)多級(jí)行星傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)的研究的文獻(xiàn)很少。孫智民等對(duì)封閉行星齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究，建立了封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，用數(shù)值解法獲得了系統(tǒng)在時(shí)變嚙合剛度、偏心誤差和齒頻綜合誤差激勵(lì)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和動(dòng)載荷的頻域歷程。
目前輪系正向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）高速大功率以及低速大轉(zhuǎn)矩的復(fù)合輪系；（2）高效率、小體積、大功率大傳動(dòng)比的復(fù)合輪系；（3）無(wú)級(jí)變速輪系；（4）復(fù)合式行星齒輪傳動(dòng)；（5）多自由度多封閉鏈的復(fù)合輪系；（6）利用圖表理論對(duì)新型復(fù)合輪系的探索。當(dāng)今世界各國(guó)輪系技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是向高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率、標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、低成本、低噪聲方向發(fā)展。
四、本課題主要研究?jī)?nèi)容
本課題主要研究?jī)?nèi)容是： 從模塊化設(shè)計(jì)角度出發(fā)，在齒輪箱基本結(jié)構(gòu)不變的情況下實(shí)現(xiàn)定軸傳動(dòng)（1~3級(jí)）、周轉(zhuǎn)輪系（1~2種）、復(fù)合輪系（2~3種）的設(shè)計(jì)。具體有以下幾個(gè)方面：定軸輪系設(shè)計(jì)；以三級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，輸出軸位置不變，依次以第二軸、第三軸作為輸入軸實(shí)現(xiàn)二級(jí)、一級(jí)定軸傳動(dòng)。周轉(zhuǎn)輪系設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)2K-H（NGW）型及2K-H（NW）型周轉(zhuǎn)輪系。復(fù)合輪系設(shè)計(jì)：在周轉(zhuǎn)輪系的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)合輪系的設(shè)計(jì)。輪系箱體的設(shè)計(jì)；綜合考慮以上三種輪系從模塊化設(shè)計(jì)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出輪系箱體。
五、完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）
本課題要求完成組合輪系試驗(yàn)臺(tái)齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先通過(guò)查閱相關(guān)參考資料，綜合各種輪系的特點(diǎn)，確定出滿(mǎn)足要求的傳動(dòng)方案。其次根據(jù)已知?jiǎng)恿?shù)確定定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系的傳動(dòng)比及其他運(yùn)動(dòng)參數(shù)，結(jié)合試驗(yàn)臺(tái)相關(guān)尺寸大致確定出輪系的主要尺寸，并進(jìn)行傳動(dòng)零件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和校核，充分考慮各輪系中傳動(dòng)零件的互換性，確定出傳動(dòng)零件的主要尺寸，進(jìn)行輪系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制輪系的裝配圖，最后繪制畫(huà)箱體零件圖 。
六、本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目
2010．4．5—2010.4.29 查閱資料，并收集整理相關(guān)資料，提出若干種方案，并確定最終方案。完成外文文獻(xiàn)的翻譯。
2010．4．30—2010.5.15 完成各輪系運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算，傳動(dòng)零件強(qiáng)度設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成各輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)，尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
2010.5.16—2010.6.10 完成裝配圖及主要部件零件圖的繪制及主要零部件受力分析，應(yīng)力應(yīng)變分析。
2010.6.11—2010.6.20 完成文獻(xiàn)綜述和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯。
七、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
八、所 在 專(zhuān) 業(yè) 審 查 意 見(jiàn)
負(fù)責(zé)人：
陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
引言
小四輪拖拉機(jī)是廣大農(nóng)民廣泛使用的機(jī)械，但隨著農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)、小型施工及裝卸機(jī)械化的發(fā)展，需要通過(guò)小四輪拖拉機(jī)的改進(jìn)，進(jìn)一步拓展小四輪拖拉機(jī)的功能，是一種顯著的節(jié)本增效的工程技術(shù)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
農(nóng)業(yè)的大發(fā)展，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的改善與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要條件，農(nóng)業(yè)機(jī)械在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中將具有決定性的作用。自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，國(guó)外農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，在廣泛應(yīng)用新技術(shù)的同時(shí)，不斷涌現(xiàn)出新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品。同時(shí)，繼完成提高整機(jī)可靠性任務(wù)后，技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)在于增加產(chǎn)品的電子信息技術(shù)含量和智能化程度，努力完善產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，改善駕駛?cè)藛T的工作條件，向節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展。隨著微電子技術(shù)向農(nóng)業(yè)機(jī)械的滲透，現(xiàn)代大功率農(nóng)用拖拉機(jī)日益向智能化和機(jī)電一體化方向發(fā)展。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化在調(diào)整和反哺中快速、健康地發(fā)展進(jìn)入了快速發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期。國(guó)內(nèi)一些大型企業(yè)，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，加大技術(shù)改造和升級(jí)換代力度，推進(jìn)了國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的提高，但我國(guó)的制造水平與上述發(fā)達(dá)國(guó)家存在著較大的差距。因此，了解發(fā)達(dá)國(guó)家動(dòng)力機(jī)械的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，尋找差距，發(fā)揮自己的長(zhǎng)處是我國(guó)拖拉機(jī)制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
隨著變型運(yùn)輸拖拉機(jī)和農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)的發(fā)展，原來(lái)依靠農(nóng)村運(yùn)輸業(yè)發(fā)展起來(lái)的小四輪拖拉機(jī)逐步轉(zhuǎn)向田間地頭。然而，目前小四輪拖拉機(jī)田間作業(yè)能力差，又沒(méi)有很多配套的農(nóng)業(yè)機(jī)械，農(nóng)忙季節(jié)短，致使大量小四輪拖拉機(jī)一年中作業(yè)時(shí)間短，被迫長(zhǎng)期閑置著。這影響了農(nóng)村專(zhuān)業(yè)戶(hù)的作業(yè)效益，也造成了不應(yīng)該有的資源浪費(fèi)。針對(duì)這些情況，我們?cè)谠行∷妮喭侠瓩C(jī)的基礎(chǔ)上稍微作些改動(dòng)，使它的功能延伸。譬如可在原來(lái)小四輪拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上，改變座位、方向盤(pán)、離合、油門(mén)、剎車(chē)的方位，把拖拉機(jī)變成倒開(kāi)式，在變速箱后安裝挖掘裝置、鏟運(yùn)裝置或裝載裝置而成。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生
在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。
是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過(guò)
程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)造的分析、解決技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生
掌握改造方案的擬定、比較、分析及進(jìn)行必要的計(jì)算。
1.拖拉機(jī)變速箱的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著農(nóng)村水利建設(shè)及小型施工、裝卸場(chǎng)所機(jī)械化的發(fā)展，挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械被普遍采用。由于工程機(jī)械價(jià)格較高。農(nóng)民紛紛購(gòu)買(mǎi)由小四輪拖拉機(jī)改裝而成的挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)。這些機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 價(jià)格較低， 可在原來(lái)小四輪拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上.改變座位、方向盤(pán)、離合、油門(mén)、剎車(chē)的方位，把拖拉機(jī)變成倒開(kāi)式，在變速箱后安裝挖掘裝置、鏟運(yùn)裝置或裝載裝置而成。
1.1 拖拉機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
1.1.1 結(jié)構(gòu)型式的發(fā)展
1）前輪小、后輪大、前輪轉(zhuǎn)向輪式拖拉機(jī)這種標(biāo)準(zhǔn)型輪式拖拉機(jī)在歐美獲得最廣泛使用。在美國(guó)主要采用后輪驅(qū)動(dòng)，大型拖拉機(jī)采用雙排驅(qū)動(dòng)輪胎，但四輪驅(qū)動(dòng)也逐漸增多， 主要帶后懸掛具作業(yè)。多數(shù)四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)型上可選裝前懸掛裝置和前動(dòng)力輸出軸， 可以前后都懸掛機(jī)具進(jìn)行復(fù)式作業(yè)。
2）平臺(tái)式四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)和自走底盤(pán)為了在拖拉機(jī)上能安裝播種、施肥、施藥的機(jī)具，有的四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)的駕駛室偏前布置，后部有一平臺(tái)可以安裝機(jī)具； 有的為四輪驅(qū)動(dòng)自走底盤(pán)， 發(fā)動(dòng)機(jī)臥置在駕駛室下面，可以在駕駛室前部和后部的梁架上安裝機(jī)具。
3）前后輪相同，折腰轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)在美國(guó)這種結(jié)構(gòu)型式用于特大型一般用途拖拉機(jī)上，采用前后雙排輪胎。在西歐，這種結(jié)構(gòu)型式適用于中小型果園拖拉機(jī)。
4）橡膠履帶拖拉機(jī)歐美金屬履帶拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)用量很少，1987年后相繼出現(xiàn)了橡膠履帶拖拉機(jī)和折腰轉(zhuǎn)向履帶拖拉機(jī)采用4 個(gè)三角形橡膠履帶裝置代替驅(qū)動(dòng)輪胎，這種機(jī)型的最高運(yùn)輸速度為30千米每小時(shí)。俄羅斯也在研究采用三角形橡膠履帶驅(qū)動(dòng)型式的大功率拖拉機(jī)。
1.1.2 各系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展
1）發(fā)動(dòng)機(jī) 大中功率拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用直噴燃燒室，標(biāo)定轉(zhuǎn)速一般為2200~2500轉(zhuǎn)每分鐘哪個(gè)采用不同缸徑、缸數(shù)和自然吸氣、增壓或增壓中冷達(dá)到的標(biāo)定功率范圍。
2）傳動(dòng)系 （1）變速箱。在大中型拖拉機(jī)變速箱中，比較經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案是采用主變速（3 擋~4 擋） 加倒擋器，嚙合套換擋，可選裝兩擋動(dòng)力換擋和爬行擋。較完善的方案采用主變速4 擋動(dòng)力換擋和副變速4擋~8擋同步器換擋，具有嚙合套或液壓離合器換擋的倒擋器和可選裝爬行擋。更完善的采用全動(dòng)力換擋16+4擋或18+8擋。動(dòng)力換擋裝置有行星式和定軸齒輪式，可利用液壓離合器換接。（2）驅(qū)動(dòng)橋。大中型拖拉機(jī)前后驅(qū)動(dòng)橋普遍采用濕式盤(pán)式制動(dòng)器和行星最終傳動(dòng)。前驅(qū)動(dòng)橋采用摩擦式自鎖差速器或液壓差速鎖，后驅(qū)動(dòng)橋大多采用液壓差速鎖，以提高牽引附著性能，前輪驅(qū)動(dòng)離合也采用液壓操縱。（3）動(dòng)力輸出軸。美國(guó)生產(chǎn)的拖拉機(jī)，其后動(dòng)力輸出軸是按不同功率采用540，540/1000轉(zhuǎn)每分鐘或單獨(dú)1000轉(zhuǎn)每分鐘標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速和相應(yīng)型軸頭。西歐生產(chǎn)的拖拉機(jī)廣泛采用變速后動(dòng)力輸出軸，前動(dòng)力輸出軸為1.2.3型軸頭。大中型拖拉機(jī)動(dòng)力輸出普遍為全獨(dú)立式，與變速箱動(dòng)力換擋裝置相對(duì)應(yīng)，也采用液壓離合器換擋。
3）行走轉(zhuǎn)向系 在大中型拖拉機(jī)上采用寬斷面的子午線輪胎約占2/3。四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)一般前輪最大轉(zhuǎn)角達(dá)50度。前驅(qū)動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向普遍采用穿心油缸， 即轉(zhuǎn)向油缸和橫拉桿合成一體。
4）液壓懸掛系統(tǒng) （1）在大中型拖拉機(jī)上，載荷傳感的閉心液壓系統(tǒng)已被普遍應(yīng)用，變量泵供油壓力和流量可按工況需要自動(dòng)適應(yīng)。"許多新研制生產(chǎn)的系列拖拉機(jī)已廣泛采用電子液壓懸掛系統(tǒng)。（2）前后三點(diǎn)懸掛，普遍采用快速掛接裝置。
5）駕駛室 密封、隔聲駕駛室裝有空調(diào)設(shè)備。轉(zhuǎn)向盤(pán)的傾角和高低以及減振座椅的位置可按駕駛員身材調(diào)整，所有傳動(dòng)、液壓懸掛的操縱全部集中在右側(cè)操縱臺(tái)上（有的可隨座椅一起轉(zhuǎn)動(dòng)），均用按鈕或旋鈕操縱。在儀表板上除了有多種常規(guī)的溫度、壓力、電流、燃油量等和各種操縱狀態(tài)（前輪驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、動(dòng)力輸出軸、燈光等）的顯示或警示信號(hào)外，還可通過(guò)機(jī)載計(jì)算機(jī)數(shù)顯重要性能參數(shù)。
1.2 變速箱的發(fā)展?fàn)顩r
雖然目前國(guó)際市場(chǎng)上5速、6速甚至7速自動(dòng)變速箱價(jià)格昂貴且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是改善燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染的優(yōu)點(diǎn)正在驅(qū)使汽車(chē)廠商日益對(duì)其加以重視。??
現(xiàn)在擺在廠商面前的難題就是如何降低成本。相比之下無(wú)級(jí)變速箱(CVT)也存在同樣困難。盡管CVT在市場(chǎng)上已經(jīng)非常普遍，但是其可靠性仍然存在一定問(wèn)題。??
很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)大多數(shù)自動(dòng)變速箱均采用三擋或四擋，美國(guó)市場(chǎng)上僅有極少數(shù)用于高檔轎車(chē)的五擋和六擋自動(dòng)變速箱?，F(xiàn)在由于傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱間信號(hào)的電控技術(shù)不斷進(jìn)步，已經(jīng)為五擋或更多擋位的自動(dòng)變速箱準(zhǔn)確調(diào)整換擋時(shí)間提供了可能。從而在降低有害排放的同時(shí)改進(jìn)了加速性、平順性和燃油經(jīng)濟(jì)性。??
據(jù)有關(guān)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，汽車(chē)廠商可能今后會(huì)跳過(guò)五速變速箱而直接應(yīng)用六速自動(dòng)變速箱，并在短時(shí)間內(nèi)使其成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。??
數(shù)據(jù)顯示，德國(guó)主要變速箱制造商ZF的六速變速箱產(chǎn)量正在日益增加，2003年共計(jì)生產(chǎn)25萬(wàn)臺(tái)，而今年公司預(yù)計(jì)銷(xiāo)售90萬(wàn)臺(tái)。???
技術(shù)文件表明，擁有先進(jìn)技術(shù)的通用、福特六速變速箱將使兩個(gè)公司同時(shí)擁有超越其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品。通用動(dòng)力系統(tǒng)部副總裁卻認(rèn)為，其實(shí)消費(fèi)者根本不會(huì)考慮其購(gòu)買(mǎi)的變速箱到底有多少擋位，他們真正關(guān)注的是車(chē)輛是否可以保持始終如一的燃油經(jīng)濟(jì)性，是否能夠保證每次發(fā)動(dòng)機(jī)都能夠正常啟動(dòng)，是否每次駕駛時(shí)感受到平穩(wěn)而安靜，是否每次超車(chē)或并道時(shí)感受到安全。而汽車(chē)廠商的任務(wù)就是滿(mǎn)足他們的愿望，同時(shí)還要保證把成本和價(jià)格降到最低。??
2.奔牛150拖拉機(jī)變速箱的結(jié)構(gòu)組成關(guān)系
2.1 變速箱的結(jié)構(gòu)
奔牛150拖拉機(jī)主要有6個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔，小四輪拖拉機(jī)變速箱的傳動(dòng)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(jī)變速箱傳動(dòng)示意圖
其變速箱內(nèi)的各軸之間的關(guān)系如圖2.2
1.一軸 2. 二軸 3.二軸 4.五軸 5.四軸
圖2.2 小四輪拖拉機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)示意圖
2.2 各檔位的傳動(dòng)路線
第41頁(yè) 共41頁(yè)
一檔：12
3
7
1011
1213
二檔：12
3
58
1011
1213
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(dòng)比及其速度
2.3.1 各檔位的傳動(dòng)比
2.3.2 各檔位的速度
拖拉機(jī)的車(chē)輪標(biāo)準(zhǔn)為7.5-16，則其直徑為750mm，則各檔位的速度為：
=4.5Km/h =4.89 Km/h =13.6 Km/h =11.8 Km/h =15.29 Km/h =35.4 Km/h =5.04 Km/h
3.變速箱的變形設(shè)計(jì)及其應(yīng)用
針對(duì)我國(guó)農(nóng)村小四輪拖拉機(jī)大量閑置的實(shí)際情況和農(nóng)用小型機(jī)械裝備的配套要求，我們對(duì)拖拉機(jī)的變速箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。這種變形設(shè)計(jì)把拖拉機(jī)由牽引型變?yōu)檗r(nóng)用小型機(jī)械配套型，拓展了拖拉機(jī)的用途。
隨著變型運(yùn)輸拖拉機(jī)和農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)的發(fā)展，原來(lái)依靠農(nóng)村運(yùn)輸業(yè)發(fā)展起來(lái)的小四輪拖拉機(jī)逐步轉(zhuǎn)向田間地頭。然而，目前小四輪拖拉機(jī)田間作業(yè)能力差，又沒(méi)有很多配套的農(nóng)業(yè)機(jī)械，農(nóng)忙季節(jié)短，致使大量小四輪拖拉機(jī)一年中作業(yè)時(shí)間短，被迫長(zhǎng)期閑置著。這影響了農(nóng)村專(zhuān)業(yè)戶(hù)的作業(yè)效益，也造成了不應(yīng)該有的資源浪費(fèi)。針對(duì)這些情況，我們?cè)谠行∷妮喭侠瓩C(jī)的基礎(chǔ)上稍微作些改動(dòng)，使它的功能延伸。譬如可在原來(lái)小四輪拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上，改變座位、方向盤(pán)、離合、油門(mén)、剎車(chē)的方位，把拖拉機(jī)變成倒開(kāi)式，在變速箱后安裝挖掘裝置、鏟運(yùn)裝置或裝載裝置而成。
3.1 小四輪拖拉機(jī)主要部件的變型設(shè)計(jì)
把普通牽引型拖拉機(jī)改制成易于安裝其它農(nóng)用機(jī)械裝備的變型拖拉機(jī)，需要把原拖拉機(jī)牽引板拆去，并在此位置處加裝后置發(fā)動(dòng)機(jī)架，將發(fā)動(dòng)機(jī)后移至該架上，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管及油門(mén)控制線稍加改裝后，就可在原發(fā)動(dòng)機(jī)位置處安裝所需農(nóng)用小型機(jī)械設(shè)備。
3.1.1 后置發(fā)動(dòng)機(jī)架的設(shè)計(jì)與安裝
后置發(fā)動(dòng)機(jī)架由主梁、連接板和支撐等部件組成。兩根主梁平行放置，焊接在連接板上，用于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)，主梁下邊加支撐與連接板焊合在一起。與拖拉機(jī)配合安裝時(shí)，先把拖拉機(jī)牽引板拆下，連接板安裝在原拖拉機(jī)牽引板位置處與拖拉機(jī)變速箱連接，用原6只螺栓把該架緊固，然后再把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)從前部移至機(jī)架上固定牢固，機(jī)架改制和安裝即完成。
3.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管及油門(mén)控制線的改裝
原發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管為L(zhǎng)形設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)后置以后，拖拉機(jī)離合器V帶輪位置不變，V形帶由發(fā)動(dòng)機(jī)向前傳動(dòng)，這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管與V形帶相互干涉，排氣管就需要改裝了。我們把排氣管設(shè)計(jì)成向上傾斜型，以避開(kāi)V形帶，再將柴油機(jī)油門(mén)控制線改向后方。這樣，一臺(tái)變型拖拉機(jī)改制完成。
3.2 變型拖拉機(jī)與農(nóng)用小型機(jī)械的配套方法
變型拖拉機(jī)可以與碾米機(jī)、飼草粉碎機(jī)、噴藥機(jī)、噴灌機(jī)、裝載機(jī)、液壓升降臺(tái)等多種農(nóng)用小型機(jī)械裝備方便連接。應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品加工、植保、抗旱、農(nóng)田水利、果園管理及短途搬運(yùn)等行業(yè)。
3.2.1 與小型農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械的配套
與小型農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械的配套方法是把需要的機(jī)械安裝在拖拉機(jī)原柴油機(jī)位置上，由拖拉機(jī)左置動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，帶動(dòng)加工機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，必要時(shí)，可加裝V形帶張緊輪離合，以分離動(dòng)力傳動(dòng)。由于各種加工機(jī)械設(shè)備的安裝尺寸不盡相同，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用機(jī)架。應(yīng)用中，我們把常用加工機(jī)械的安裝尺寸孔預(yù)先在機(jī)架上鉆出，把專(zhuān)用機(jī)架改造成通用機(jī)架，預(yù)先安裝在拖拉機(jī)原柴油機(jī)位置上，便于各種加工機(jī)械的互換。該機(jī)架也可同時(shí)合理布局安裝多臺(tái)加工機(jī)械，變成農(nóng)副產(chǎn)品的“流動(dòng)加工廠”。當(dāng)通用機(jī)架上安裝的加工機(jī)械重量較輕時(shí)，必須增加配重，以防止變型拖拉機(jī)后傾及轉(zhuǎn)向失控。
3.2.2 與植保、抗旱機(jī)械的配套
與植保、抗旱類(lèi)機(jī)械配套的主要是噴藥機(jī)、噴霧機(jī)、噴灌機(jī)、水泵等?？衫们笆鐾ㄓ脵C(jī)架方便安裝。在進(jìn)行噴藥、噴霧時(shí)，有時(shí)需要操作人員與機(jī)同行，這時(shí)要注意合理布置藥箱和操作人員的位置，注意操作人員安全。
3.2.3 安裝農(nóng)田水利作業(yè)機(jī)械
安裝農(nóng)田水利作業(yè)機(jī)械主要指安裝裝載機(jī)、挖掘機(jī)等。首先應(yīng)根據(jù)拖拉機(jī)動(dòng)力及機(jī)架的規(guī)格參數(shù)設(shè)計(jì)出合適的液壓機(jī)械，固定在拖拉機(jī)前端機(jī)架上。然后把液壓泵安裝在側(cè)動(dòng)力輸出軸上，在便于操作的位置固定好多路換向閥，連接高壓油管即可。安裝挖掘機(jī)時(shí)要加固機(jī)架，并安裝液壓支撐支承地面。它可用于農(nóng)田挖溝取土、礦場(chǎng)、基建、道路修筑等作業(yè)。
3.2.4 安裝液壓升降臺(tái)
升降臺(tái)可用于果園管理、摘果等作業(yè)。其安裝方法與裝載機(jī)基本一致，區(qū)別只在于把裝載機(jī)變?yōu)樯蹬_(tái)，采用液壓升降，平臺(tái)上設(shè)置防護(hù)欄。
3.2.5 安裝簡(jiǎn)易車(chē)廂
安裝簡(jiǎn)易車(chē)廂可用于田間地頭與家庭之間的短距離輕量運(yùn)輸，減輕農(nóng)民的勞動(dòng)量。只需按拖拉機(jī)機(jī)架尺寸用角鋼等材料焊一個(gè)長(zhǎng)方形箱體固定于機(jī)架上就行了，制作相當(dāng)簡(jiǎn)便。
由普通牽引型拖拉機(jī)改制成易于安裝農(nóng)用機(jī)械裝備的變型拖拉機(jī)，不需改動(dòng)拖拉機(jī)底盤(pán)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，拓展了小四輪拖拉機(jī)的功能，是一種顯著的節(jié)本增效的工程技術(shù)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。適用于農(nóng)村專(zhuān)業(yè)戶(hù)流動(dòng)性作業(yè)，在農(nóng)忙季節(jié)，還可以隨時(shí)根據(jù)需要轉(zhuǎn)換成原來(lái)的配置，不耽誤耕作、播種、收獲，真正實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，成為農(nóng)民致富的得力助手。
4.倒開(kāi)式改進(jìn)方案的確定
小四輪拖拉機(jī)是廣大農(nóng)民廣泛使用的機(jī)械，但隨著農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)、小型施工及裝卸機(jī)械化的發(fā)展，需要通過(guò)小四輪拖拉機(jī)的改進(jìn)，進(jìn)一步拓展小四輪拖拉機(jī)的功能，是一種顯著的節(jié)本增效的工程技術(shù)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性?，F(xiàn)通過(guò)對(duì)奔牛150拖拉機(jī)的變速箱改進(jìn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)小四輪拖拉機(jī)變成倒開(kāi)式，適應(yīng)多種用途。
4.1 改進(jìn)的具體方案
具體實(shí)現(xiàn)將奔牛150拖拉機(jī)變速箱中6個(gè)前進(jìn)檔，1個(gè)倒擋改成3個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒擋的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4.2 改進(jìn)設(shè)計(jì)及使用注意事項(xiàng)
(1) 二軸按照8－36×32×6 花鍵軸設(shè)計(jì)，兩端安裝軸承處的尺寸不變。
(2) 圖3 中Ⅱ檔齒輪(6a)和Ⅲ檔齒輪(7a)的安裝位置與圖1 中IV，Ⅵ檔齒輪(6)和Ⅰ，Ⅲ檔齒輪(7)分別對(duì)齊，中間用隔套分開(kāi)，以保證原變速箱操縱機(jī)構(gòu)不變。
(3) 倒I、倒Ⅱ檔靠副變速桿控制，這時(shí)I、倒I、倒Ⅱ檔滑移齒輪(8)必須與倒Ⅰ、倒Ⅱ檔齒輪(5)嚙合，即主變速桿放在原Ⅱ，V 檔位置處。
(4) Ⅰ檔和倒Ⅰ檔共用一個(gè)齒輪，即Ⅰ、倒Ⅰ檔齒輪(3)。在使用Ⅰ檔時(shí)，一定要先把副變速桿放在Ⅰ、倒Ⅱ檔的位置上，然后再把主變速桿放在Ⅰ檔的位置上。
4.3 改進(jìn)設(shè)計(jì)后的效果
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的倒開(kāi)式小四輪拖拉機(jī)增加了2 個(gè)前進(jìn)檔，改變了原來(lái)只有1 個(gè)前進(jìn)速度的狀況，其3個(gè)前進(jìn)速度分別為5.04km/h 、8.96km/h 和15.28km/h，能夠滿(mǎn)足小型挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械的使用要求。同時(shí)，該改進(jìn)設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)改動(dòng)小、改造費(fèi)用低、安裝使用方便等特點(diǎn)，可以把現(xiàn)有閑置的小四輪拖拉機(jī)改裝成小型挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械，最大限度地發(fā)揮小四輪拖拉機(jī)的使用效能，滿(mǎn)足廣大農(nóng)村水利建設(shè)及小型施工、裝卸場(chǎng)所機(jī)械化的需要。
5.機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算
本章主要介紹的是機(jī)械部分的改進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算的方法是從技術(shù)基礎(chǔ)課程本身的性質(zhì)出發(fā)通過(guò)一種基本的方法去掌握設(shè)計(jì)計(jì)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(jìn)以后的要求對(duì)變速箱內(nèi)的軸以及齒輪進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)算，軸主要是設(shè)計(jì)其直徑以及它的結(jié)構(gòu)尺寸，齒輪是對(duì)其分度圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑以及齒輪寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)軸和齒輪進(jìn)行校核計(jì)算。
5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)
型號(hào)：ZH1100 額定功率：11KW（15馬力）
額定轉(zhuǎn)速：2200r/min
發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩由4根B-2240型V帶傳送到變速箱，發(fā)動(dòng)機(jī)V帶輪和離合器V帶輪的基準(zhǔn)直徑分別為130mm和228mm，則帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為。
5.2 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(dòng)路線，各檔位的傳動(dòng)比，各檔位的速度以及各軸在不同檔位時(shí)的轉(zhuǎn)速。確定這些參數(shù)用來(lái)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
則各軸的轉(zhuǎn)速為:=32.2r/min =33.9r/min =96.5 r/min =83.6 r/min =104.5 r/min =250.8 r/min =34.8 r/min
5.3 具體改進(jìn)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(dá)到增加前進(jìn)檔的目的。由于二、三軸結(jié)構(gòu)不同，同時(shí)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(duì)設(shè)計(jì)這兩對(duì)齒輪和二軸，才能夠使齒輪順利安裝進(jìn)去。改進(jìn)后的倒開(kāi)式小四輪拖拉機(jī)變速箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖5.3所示。
改進(jìn)后的變速箱有3個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒檔。原來(lái)前進(jìn)檔改變?yōu)榈笽、倒I檔的齒輪未變，速度就是原來(lái)的前進(jìn)I檔和V檔，速度分別為4. 89km/h和15.29km/h;原來(lái)的一個(gè)倒檔改變?yōu)楝F(xiàn)在的前進(jìn)檔，其速度為5.04km/h;最后剩下2個(gè)前進(jìn)檔速度未定，可以根據(jù)改進(jìn)后倒開(kāi)式拖拉機(jī)的用途來(lái)設(shè)計(jì)這兩個(gè)前進(jìn)檔。這時(shí)，2個(gè)前進(jìn)檔的速度分別為8. 96km/h和15.28km/h。
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5.3 倒開(kāi)式小四輪拖拉機(jī)變速箱傳動(dòng)示意圖
5.4 改進(jìn)后的參數(shù)設(shè)計(jì)
一軸的轉(zhuǎn)速為: =N/=2200/1.754=1254r/min
5.4.1 改進(jìn)后各檔位的速度
根據(jù)一軸的速度和輪胎的直徑可求得各檔位的速度如下：
一檔：=5.04Km/h
二檔：=8.96Km/h
三檔:=15.28 Km/h
倒一：= 4.89Km/h
倒二:=15.29 Km/h
5.4.2 各檔位的輸出轉(zhuǎn)速
一檔時(shí)：=35.6r/min
二檔時(shí)：=63.4r/min
三檔時(shí)：=108.1r/min
倒一檔時(shí)：=34.6 r/min
倒二檔時(shí)：=108.2 r/min
5.4.3 各檔位的傳動(dòng)路線和總傳動(dòng)比
1）傳動(dòng)路線
一檔：12
38
1011
1213
二檔：12
6a
1011
1213
三檔：12
7a
1011
1213
倒一：12
3
58
1011
1213
倒二：12
2
58
1011
1213
2）傳動(dòng)比的計(jì)算：
一檔時(shí)：=/=35
二檔時(shí)：=19.7
三檔時(shí)：=11.6
倒一檔時(shí)：=36.2
倒二檔時(shí)：=11.6
5.4.4 分配各檔傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)6，7兩個(gè)齒輪
1）齒輪的齒數(shù)
=36 =22 =17 =31 =30 =28
=34 =29 =15 =21 =16 =54 =16 =76
2）分配后各檔的傳動(dòng)比為 ：
3）齒輪的分度圓直徑計(jì)算，見(jiàn)下表5.1：
編號(hào)
齒數(shù)
模數(shù)
分度圓直徑mm
1
21
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5.1 齒輪的分度圓直徑
4）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5.2
編號(hào)
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5.2 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(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查得，拖拉機(jī)變速箱內(nèi)的齒輪寬度設(shè)計(jì)公式為B=4~6m,并根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)理論得齒輪的寬度，齒輪的寬度見(jiàn)下表5.3
編號(hào)
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5.3 齒輪的寬度
7）改進(jìn)后兩對(duì)齒輪的參數(shù)計(jì)算
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(dòng)系數(shù)：
齒頂高變動(dòng)系數(shù)：
齒根圓直徑：
齒頂圓直徑：
齒頂高：
齒根高：
改進(jìn)后兩對(duì)齒輪的參數(shù)如下表5.4：
名稱(chēng)
符號(hào)
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(dòng)系數(shù)
y
0.2
0.2
0.2
0.2
齒頂高變動(dòng)系數(shù)
0
0
0
0
分度圓直徑
d
84
102
63
45
表5.4 改進(jìn)后兩對(duì)齒輪的參數(shù)
5.4.5各齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）6齒輪的結(jié)構(gòu)如圖5.1
圖5.1 6齒輪的結(jié)構(gòu)
2）7齒輪的結(jié)構(gòu)如圖5.2
圖5.2 7齒輪的結(jié)構(gòu)
3）9齒輪的結(jié)構(gòu)如圖5.3
圖5.3 9齒輪的結(jié)構(gòu)
5.4.6 軸的參數(shù)設(shè)計(jì)
1）各軸的轉(zhuǎn)速
一軸：
二軸：
三軸：當(dāng)2和嚙合時(shí)：
當(dāng)3和嚙合時(shí)：
四軸：當(dāng)3和8嚙合時(shí)：
當(dāng)5和8嚙合時(shí)：
當(dāng)6a和嚙合時(shí)，
當(dāng)7a和嚙合時(shí)，
同理，4軸和5軸只有齒輪10和齒輪11嚙合，5軸的轉(zhuǎn)速為
則5軸的轉(zhuǎn)速有：164.5，815.1，271.9，289.1，246.4
2）各軸的功率計(jì)算：
查表得，皮帶傳動(dòng)的效率，齒輪傳動(dòng)的效率為
一軸：
二軸：
三軸：
四軸：
五軸：
3）各軸的最小直徑的確定
軸的直徑：有《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3查得；=100
為保證各軸在運(yùn)行中的強(qiáng)度要求，在不同的檔位上，轉(zhuǎn)速n取較小值，功率p取較大值，則各軸的p, n, 值如下表5.5：
序號(hào)
轉(zhuǎn)速n(r/min)
功率P(kw)
最小直徑(mm)
實(shí)際取值(mm)
1
1254
10.56
20
25
2
731.8
10.24
24
30
3
518.8
9.94
26.7
30
4
555.2
9.94
26.1
30
5
164.5
9.64
38.8
40
表5.5 軸的p, n, 值
5.4.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)變速箱的結(jié)構(gòu)以及齒輪之間的位置關(guān)系，設(shè)計(jì)二軸的結(jié)構(gòu)如圖5.4：
圖5.4 二軸的結(jié)構(gòu)
5.4.8 軸承的選定
根據(jù)軸的最小直徑，選定軸承為深溝球軸承，GB/T276-94，軸承的參數(shù)如表3.6：
軸號(hào)
軸承代號(hào)
孔徑d(mm)
大徑D(mm)
寬度B(mm)
個(gè)數(shù)
1
6005
25
47
12
2
2
6006
30
55
13
2
3
6006
30
55
13
2
4
6006
30
55
13
2
5
6008
40
68
15
2
表3.6 軸承的參數(shù)
5.5 校核計(jì)算
5.5.1齒輪校核計(jì)算
按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)大小齒輪
按，，查文獻(xiàn)[1]得， ∴ =1.076 因?yàn)樵O(shè)計(jì)為直齒，故=0，
==1.076 查文獻(xiàn)[1]得， ， ， 試選
設(shè)計(jì)為不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，∴取齒寬系數(shù)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，
，查文獻(xiàn)[1]得，，， 按無(wú)限壽命計(jì)算：，取，，u=，許用接觸應(yīng)力 取小值代入，查文獻(xiàn)[1]得：
，所以計(jì)算
=
=64.054 mm
確定齒輪模數(shù) m==3.0mm
D．齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算大小齒輪：
由公式知，
查得機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20 C得,小齒輪的彎曲疲勞極限 , 大齒輪的彎曲疲勞極限 ;
查圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 故可以計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由式 得，
計(jì)算載荷系數(shù)K：
查取齒形系數(shù)：查表10-5查得
應(yīng)力校正系數(shù)：查表10-5得
計(jì)算大小齒輪的并加以比較
，
010153小于0.01678，大齒輪的數(shù)值大。故取大齒輪的數(shù)值代入得：
mm
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)小由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的2.133并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.0mm，算出小齒輪齒數(shù) ，。這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)既滿(mǎn)足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿(mǎn)足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊避免浪費(fèi)。
5.5.2軸的校核計(jì)算
軸的計(jì)算通常是初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算的法則是滿(mǎn)足軸的強(qiáng)度和剛度要求，必要時(shí)還要校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。
軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對(duì)僅僅需要承受扭矩的軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于只承受彎矩的軸，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸，應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還要按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確的校核。此外，對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)較為嚴(yán)重的軸，還應(yīng)按峰尖載荷校核其靜剛度，以免產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形。
按扭矩強(qiáng)度校核這種方法是只按照軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度，如果還受又不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為
式中: -扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為Mpa
T-軸所受的扭矩，單位為
-軸的抗扭截面系數(shù)，單位為
n-軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min
p-軸傳遞的功率，單位為kW
d-計(jì)算截面處的軸的直徑，單位為mm
-許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為Mpa
由前面計(jì)算可得：
d=25mm
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表15-3得；軸的許用轉(zhuǎn)切應(yīng)力為33~55Mpa
則有
則軸滿(mǎn)足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件。
6.倒開(kāi)式變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
變速箱是拖拉機(jī)傳動(dòng)系中的重要部件，履帶拖拉機(jī)變速箱安裝在萬(wàn)向傳動(dòng)裝置與后橋之間。
6.1變速箱的功用與工作原理
6.1.1 功用
（1)減速增轉(zhuǎn)矩即以減小轉(zhuǎn)速的方式來(lái)增大發(fā)動(dòng)機(jī)的傳遞轉(zhuǎn)矩
(2)變速變轉(zhuǎn)矩在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過(guò)變速箱的換檔，使傳動(dòng)系的傳動(dòng)比發(fā)生改變，從而改變拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)力和行駛速度。
(3)實(shí)現(xiàn)空檔在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火的情況下可以長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，同時(shí)也為發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)創(chuàng)造條件
(4)實(shí)現(xiàn)倒檔使拖拉機(jī)能夠倒退行駛
6.1.2 工作原理
拖拉機(jī)變速箱采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)減速增轉(zhuǎn)矩作用，相互嚙合的兩個(gè)齒輪靠輪齒傳遞轉(zhuǎn)矩，即主動(dòng)齒輪的一個(gè)齒推動(dòng)從動(dòng)齒輪的一個(gè)齒.從而把動(dòng)力逐級(jí)傳遞下去。
東方紅-150型拖拉機(jī)變速箱該型號(hào)拖拉機(jī)的變速箱和東方紅一75型拖拉機(jī)變速箱的整體結(jié)構(gòu)基本相同，用于變速和傳遞動(dòng)力的軸有五根，也分別稱(chēng)為第一軸、第二軸、第四軸、第五軸和倒檔軸。其中第一軸l有一個(gè)齒輪、第二軸上有四個(gè)齒輪、倒檔軸上有三個(gè)齒輪、第四軸上有四個(gè)齒輪、第五軸上有1個(gè)齒輪，通過(guò)這些齒輪的相互嚙合，從而可以獲得3個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒檔。
6.2 操縱機(jī)構(gòu)的組成
操縱機(jī)構(gòu)主要由換檔機(jī)構(gòu)、鎖定機(jī)構(gòu)和互鎖機(jī)構(gòu)組成
換檔機(jī)構(gòu)換檔機(jī)構(gòu)的主要功用是撥動(dòng)滑移齒輪，使其處于掛檔或空檔位置以實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的速度變換、倒檔或空檔停車(chē)。它主要由變速桿和撥叉等部分組成。奔牛-150型拖拉機(jī)主要是靠撥叉撥動(dòng)滑移齒輪4、8、9來(lái)實(shí)現(xiàn)它的3個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒檔。
6.3 改進(jìn)后奔牛-150拖拉機(jī)的特點(diǎn)
改進(jìn)后的拖拉機(jī)主要用于一些小型的工程機(jī)械，它主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)為適應(yīng)農(nóng)田作業(yè)質(zhì)量和速度的要求增大了各檔的傳動(dòng)比和牽引力，而速度略有降
低。
(2) 增加了一個(gè)倒檔，從而能實(shí)現(xiàn)小型工程機(jī)械的要求。能用于除農(nóng)業(yè)耕種之外的更多場(chǎng)合。其總裝配結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。
6.4 變速箱使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
(1)離合器分離后若掛檔困難，這是因?yàn)樽兯傧鋬?nèi)滑移齒輪的輪齒正好對(duì)著另一齒輪的輪街，此時(shí)應(yīng)把離合器踏板稍松一下，待齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度后再把踏板踏到底，使離臺(tái)器分離后重新掛檔切不可強(qiáng)行掛檔，以免打壞齒輪
(2)當(dāng)拖拉機(jī)越過(guò)障礙或在顛簸不平的路面上行駛時(shí)，一定要減速行駛，以免零件受沖擊負(fù)荷影響而損壞
(3)拖拉機(jī)行駛中應(yīng)注意變速箱的溫度、漏油、亂檔、脫檔和響聲等異?，F(xiàn)象，如有異常應(yīng)立即停車(chē)檢查，找出原因后妥善處理，以免造成重大事故
圖6.1 奔牛150拖拉機(jī)改進(jìn)后的總裝配
7.總 結(jié)
經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的倒開(kāi)式小四輪拖拉機(jī)增加了2 個(gè)前進(jìn)檔，改變了原來(lái)只有1 個(gè)前進(jìn)速度的狀況，其3個(gè)前進(jìn)速度分別為5.04km/h 、8.96km/h 和15.28km/h，能夠滿(mǎn)足小型挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械的使用要求。同時(shí)，該改進(jìn)設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)改動(dòng)小、改造費(fèi)用低、安裝使用方便等特點(diǎn)，可以把現(xiàn)有閑置的小四輪拖拉機(jī)改裝成小型挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械，最大限度地發(fā)揮小四輪拖拉機(jī)的使用效能，滿(mǎn)足廣大農(nóng)村水利建設(shè)及小型施工、裝卸場(chǎng)所機(jī)械化的需要。有效地拓寬了農(nóng)用小四輪的應(yīng)用領(lǐng)域，能解決了農(nóng)用小四輪閑置的現(xiàn)象。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，變速箱已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)械應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握機(jī)械改造及開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。
回顧起此次變速箱改造畢業(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這些日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，機(jī)械的設(shè)計(jì)以及定位……通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多技術(shù)問(wèn)題，最后在張東生老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在張老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
參考文獻(xiàn)
[1] 孫 桓,陳作模. 機(jī)械原理第六版[M].北京：高等教育出版社，2001.頁(yè)碼1-300 .
[2] 濮良貴,紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)第七期[M].北京：高等教育出版社，2006.頁(yè)碼1-200.
[3] 吳宗國(guó),羅圣國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M]. 北京：高等教育出版社，1998.頁(yè)碼1-180.
[4] 濮良貴,紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)第七版[M].北京：北京高等教育出版社，2000.頁(yè)碼7-250.
[5] 陳權(quán)，劉樹(shù)春，楊莉等. 機(jī)械制圖第三版[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社.2001.頁(yè)碼93-100.
[6] 牛鳴歧,王保民,王振甫. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第一版[M],重慶: 重慶大學(xué)出版社,2001.頁(yè)碼4-50.
[7] 錢(qián)炳舉.倒開(kāi)式小四輪拖拉機(jī)變速箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2005(2):頁(yè)碼37-41.
[8] 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)研究山東科技大學(xué)碩士論文2006
[9]《多級(jí)圓柱齒輪減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)》大連鐵道學(xué)院碩士論
[10]《機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》 姜琪 主編 高等教育出版社 1991
[11] 李曉慶,張仲民,蔣增福等.拖拉機(jī)構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.頁(yè)碼1-214.
[12] 郎桂實(shí).用線圖法確定拖拉機(jī)組成式變速箱擋位排列[J].拖拉機(jī)1992(2):頁(yè)碼28-29.
[13] 李金和.EM7手扶拖拉機(jī)變速箱第6軸的設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用[J].山東農(nóng)機(jī)1999(6):頁(yè)碼4-5.
[14] 周紀(jì)良,周天悅.關(guān)于有級(jí)變速拖拉機(jī)工作速度的合理?yè)鯏?shù)[J].拖拉機(jī)2002(4):頁(yè)碼8-10.
[15] 張曉梅,錢(qián)炳舉.小四輪拖拉機(jī)的變形設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)2003(6):頁(yè)碼29-30.
[16] C.H.Suh,C.W.Radciffe.Kinematics and Mechanisms Design,new work:John Wiley & Sons,Inc.1978
[17 ] Study on dynamic model of tractor system for automated navigation applications FENG Lei & HE Yong School of Bio-system Engineering and FoodScience, Zhejiang University, Hangzhou , China.2004
外文翻譯：
關(guān)于拖拉機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的研究為自動(dòng)化的航海應(yīng)用
馮磊 何勇
(中國(guó)杭州，浙江大學(xué)，生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院)
電子郵件: hzfenglei@mail.hz.zj.cn
摘要: 此文研究的是瞄準(zhǔn)使用拖拉機(jī)系統(tǒng)一個(gè)動(dòng)態(tài)模型支持導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為一臺(tái)自動(dòng)地被引導(dǎo)的農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)。這樣, 包括拖拉機(jī)系統(tǒng)的自行車(chē)模型, 被施加了在MATLAB 環(huán)境里和被開(kāi)發(fā)了根據(jù)了約翰?Deere 拖拉機(jī)。模仿結(jié)果從這個(gè)MATLAB 模型被確認(rèn)了通過(guò)領(lǐng)域航海測(cè)試。彈道估計(jì)的準(zhǔn)確性由拖拉機(jī)的壟斷的僵硬的決心強(qiáng)烈影響。在這模仿, 拖拉機(jī)側(cè)偏剛度分析被辨認(rèn)了在模仿分析期間使用MATLAB 塑造根據(jù)記錄的彈道數(shù)據(jù)。被獲得的數(shù)據(jù)被使用了在模仿分析用于各種航海操作在興趣領(lǐng)域。分析在領(lǐng)域檢驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明, 被開(kāi)發(fā)的拖拉機(jī)系統(tǒng)能準(zhǔn)確地估計(jì)拖拉機(jī)系統(tǒng)的輪子以各種各樣的速度經(jīng)營(yíng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。結(jié)果并且表明, 被開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)能準(zhǔn)確地確定拖拉機(jī)在彎曲領(lǐng)域拖拉機(jī)速度和支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角度。
關(guān)鍵詞: 拖拉機(jī), 側(cè)偏剛度，自動(dòng)化航海, 模仿,全球定位系統(tǒng)
介紹
農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)自動(dòng)教程有被學(xué)習(xí)結(jié)束過(guò)去幾年。自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的好處包括增加生產(chǎn)力, 增加應(yīng)用準(zhǔn)確性, 和改進(jìn)的操作安全. 各種各樣的教導(dǎo)技術(shù), 包括機(jī)械教導(dǎo), 機(jī)器視覺(jué)教導(dǎo), 收音機(jī)航海, 和超音波教導(dǎo)。在拖拉機(jī)動(dòng)力學(xué)的多數(shù)以前的工作考慮了拖拉機(jī)單獨(dú)在企圖調(diào)查它的乘駕特征。但是, 有少數(shù)農(nóng)業(yè)貫徹不被使用的思想。在最近幾年, 農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)研究進(jìn)行的研究包括機(jī)架作用在拖拉機(jī)乘駕振動(dòng), 但結(jié)果是令人不滿(mǎn)，在研究拖拉機(jī)系統(tǒng)的行動(dòng)中，Bukta 和al.(2002) 調(diào)查了關(guān)于的自由三點(diǎn)栓聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的作為源泉，農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的非線形性系統(tǒng)的研究。伊利諾伊研究員大學(xué)成功地有被開(kāi)發(fā)的和被展示，可能進(jìn)行自治種植的拖拉機(jī)并且在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域耕種。實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)( RTK )， 全球定位系統(tǒng)和光纖陀螺儀被用來(lái)提供拖拉機(jī)位置,航速和航向. 除了在操縱,發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén),傳送速度, 與3點(diǎn)拴聯(lián)結(jié)立場(chǎng)自動(dòng)控制經(jīng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)總線外地.，雙方預(yù)期拖拉機(jī)道路,并取得理想的拖拉機(jī)功能(如行走速度, 故障的位置)被展現(xiàn),然后裝入導(dǎo)航計(jì)算機(jī)前場(chǎng)開(kāi)始行動(dòng). 韓先生和張先生( 2001 )介紹了繪圖的方法,用于實(shí)施自治區(qū)外勤業(yè)務(wù)的農(nóng)用拖拉機(jī).
機(jī)械跨領(lǐng)域連續(xù)耕作活動(dòng),尤其是在曲線的整齊,準(zhǔn)確的橫向控制的拖拉機(jī)-實(shí)施單位要求由于連續(xù)的空間只有76厘米. 橫向控制拖拉機(jī)實(shí)施往往需要估計(jì)輪胎側(cè)滑角及橫向速度, 這是難以直接測(cè)量的。 研究數(shù)據(jù)表明進(jìn)行估計(jì)偏剛度為導(dǎo)向的車(chē)輛必須在在道路上進(jìn)行研究. sienel ( 1997 )表明如何偏剛度可通過(guò)測(cè)量車(chē)輛動(dòng)態(tài)參數(shù),如側(cè)向加速度和偏航率.凱特哈曼和撒凱( 2000 )給出了標(biāo)準(zhǔn)化偏剛度的測(cè)量方法,主導(dǎo)汽車(chē)的督導(dǎo)反應(yīng). bevly et al . ( 2001 )綜合采用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)( INS )傳感器與全球定位系統(tǒng)速度測(cè)量估算輪胎偏剛度.
本研究的主要目的是：利用拖拉機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型為導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)農(nóng)用拖拉機(jī)。 這一動(dòng)態(tài)模式包含了自行車(chē)型號(hào)的拖拉機(jī). 本文說(shuō)明如何估計(jì)偏剛度系統(tǒng)以及如何利用估計(jì)結(jié)果在拖拉機(jī)導(dǎo)航中的應(yīng)用。
材料和方法
定義
U是流速拖拉機(jī);V,橫向速度拖拉機(jī); γ,偏航率; m ,大規(guī)模拖拉機(jī); M , 滾動(dòng)時(shí)刻; Iz ,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; a,前軸至拖拉機(jī)的距離 ; b ,后軸至拖拉機(jī)的距離 ; L,距前輪到后輪; d,車(chē)輪基點(diǎn); , Cα戰(zhàn)線偏剛度; , rcα后方偏剛度; αf ,前面偏角; αr , 后排偏角; fr , x ,縱向隊(duì)后輪; y ,側(cè)向力前輪;,y側(cè)向力后輪; x ,縱向隊(duì)前輪; δ,轉(zhuǎn)向角.
發(fā)達(dá)拖拉機(jī)系統(tǒng)模型是一種通用模型的輪式拖拉機(jī). 它擁有獨(dú)立的制造者,類(lèi)型和規(guī)模。為了簡(jiǎn)化建模過(guò)程,一種輪式拖拉機(jī)模型被使用。 線性?xún)勺杂啥茸孕熊?chē)模型,占左和右輪胎將足以使簡(jiǎn)單的操縱在拖拉機(jī)在平地時(shí)的方程。
示范實(shí)施
這個(gè)動(dòng)態(tài)模型拖拉機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)已推行了 。圖2是模式的系統(tǒng)方框圖表明這一模型包含六大要素: 參數(shù)輸入座側(cè)向力計(jì)算塊、一個(gè)偏航和橫向加速度模型座、擺動(dòng)和橫向速度模式座、標(biāo)題角度塊和重心的拖拉機(jī)彈道模型塊。
參數(shù)輸入座投入兩種類(lèi)型的參數(shù):器具參數(shù)及設(shè)備參數(shù)。有效實(shí)施的因素,包括拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向角和拖拉機(jī)轉(zhuǎn)速。這套參數(shù)模型的控制變量估計(jì)拖拉機(jī)系統(tǒng)的反應(yīng)后預(yù)期的軌跡。 另一套所需參數(shù)為機(jī)械參數(shù),其中包括大量的拖拉機(jī)偏剛度，拖拉機(jī)前/后排車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，拖拉機(jī)車(chē)軸到重心的距離和拖拉機(jī)車(chē)輪的大小。
第二座是側(cè)向力計(jì)算座. 它計(jì)算的側(cè)向力兩個(gè)輪子的機(jī)器系統(tǒng)參數(shù),側(cè)向速度,以及偏航率，
偏航和橫向加速度塊是用來(lái)計(jì)算的橫向加速度、偏航加速度的，拖拉機(jī)基于機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)及橫向力。經(jīng)過(guò)橫向和偏航速度計(jì)算積分, 下一兩座推算拖拉機(jī)航向; 中央和車(chē)輪的軌跡的,分別計(jì)算拖拉機(jī)的幾何尺寸,過(guò)去兩年是在Matlab實(shí)現(xiàn)模型的。
硬件
這個(gè)MATLAB模型是拖拉機(jī)系統(tǒng)的實(shí)地試驗(yàn)結(jié)果。圖3是信號(hào)流程圖的測(cè)試系統(tǒng)。 測(cè)試平臺(tái)是基于7700型拖拉機(jī). 提供的測(cè)試數(shù)據(jù), 動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全球定位系統(tǒng)天線安裝于頂部的拖拉機(jī)帽(重心拖拉機(jī)) 。
這種動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)與當(dāng)?shù)貐⒖颊究梢蕴峁?zhǔn)確的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)定位和速度信息。與此同時(shí)(橫向精度2厘米的垂直精度3厘米在20 Hz與潛伏期 少于20毫秒) ，一個(gè)lp801 亞米(亞米工程學(xué),美國(guó)) 它可以用來(lái)衡量線性位置或位移達(dá)1.2米( 48 " ) ,輸出0-5 v安裝于右側(cè)前輪. 108fd光纖陀螺儀(日本航空電子,日本東京)一個(gè)角速度傳感器,即產(chǎn)出相對(duì)角度0.01度誤差為0.5度/小時(shí)漂移安裝于兩邊的前輪.這兩個(gè)傳感器都用得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向角. 從督導(dǎo)校正角度分析,這發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤有效值轉(zhuǎn)向夾角,校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)誤差為0.0165 ,平均誤差為0.5922度. 均方根誤差在左邊為0.0155度 , 偏轉(zhuǎn)平均誤差為0.4560度。相應(yīng)的最大誤差是：左邊為1.3402度，右邊為1.5378度.兩個(gè)最大的錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn)時(shí),執(zhí)行該大轉(zhuǎn)(約30度) . 汽車(chē)控制筆是作為一個(gè)數(shù)據(jù)采集板,由167單板機(jī),發(fā)送數(shù)據(jù)到PC機(jī)通過(guò)RS232串行接口. 電腦配備了1 GHz的英特爾奔騰III CPU和256 MB記憶體.
為了提供有代表性的彈道模式,以驗(yàn)證模型 一連串u輪流(或左或右轉(zhuǎn))與不同的轉(zhuǎn)彎半徑,在不同的速度,進(jìn)行了研究。為控制變量的模型估計(jì)拖拉機(jī)系統(tǒng)的反應(yīng), 在拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向角檢測(cè)光纖陀螺電位傳感器拖拉機(jī)速度測(cè)試特林布爾750毫秒動(dòng)態(tài)定位。在拖拉機(jī)的重心，動(dòng)態(tài)定位接收機(jī)還被用來(lái)把拖拉機(jī)的精確定位系統(tǒng)作為參考彈道計(jì)算出來(lái)的。 拖拉機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的模型驗(yàn)證研究表明,這MATLAB模型可以預(yù)測(cè)車(chē)輪的軌跡,以合理的準(zhǔn)確性. 自從一套初步測(cè)得的數(shù)據(jù),從測(cè)試場(chǎng)供定轉(zhuǎn)彎期間剛度,其準(zhǔn)確性車(chē)輪軌跡預(yù)測(cè)可以改善。
結(jié)果與討論
圖4顯示了理論和實(shí)際軌跡拖拉