527 履帶拖拉機變速器改進設計Ⅱ（有cad圖）,527,履帶拖拉機變速器改進設計Ⅱ（有cad圖）,履帶,拖拉機,變速器,改進,改良,設計,cad 車輛與動力工程學院畢業(yè)設計說明書 履帶拖拉機變速器的改進設計 摘 要 本次設計的任務為：履帶拖拉機變速器的改進設計。基于東方紅1002拖拉機6+2檔、直齒滑動齒輪換檔變速箱進行改進。由于該變速箱受結構的限制，缺少4km/h以下的低速作業(yè)檔；由于發(fā)動機轉速已由1500r/min提高到2300r/min,使齒輪工作時的嚙合線速度大幅提高，造成變速箱噪聲大、油溫偏高；又由于采用了滑動齒輪換檔，限制了齒輪傳動嚙合質量的提高。所以對東方紅1002拖拉機變速箱的改進是必要的。 變速箱的結構對拖拉機的動力性，經(jīng)濟性，操縱的可靠性與輕便性，工作噪聲等都有直接影響。變速箱主要用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，目的是在起步、爬坡等各種行駛工況下，使拖拉機獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍工作。而且因為履帶拖拉機主要應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在我國農(nóng)業(yè)作業(yè)的情況很復雜：旱地耕耙、水田耕耙、鑿式犁深松、旋耕、移栽、谷物收獲、肥料撒播、裝載、道路運輸、推土、旋轉開溝等等。基于我國地理條件的復雜情況，既有平原、山地，又有水田、旱地，因此變速箱既要滿足平原山地拖拉機作業(yè)的要求又得適應水田旱地拖拉機的作業(yè)內容。多種作業(yè)環(huán)境就要求拖拉機有較寬的速度范圍（例如：前進檔2km/h—15km/h,倒檔2.5km/h—6km/h），因此對變速箱的要求隨之提高了：既要有較寬的速比范圍，又得滿足整車布置的要求。這就需要較多的檔位，以求拖拉機能高效率高質量地完成各種作業(yè)。 變速箱的設計需要在整車設計的總體原則下結合變速箱要滿足的具體功能展開。因此本著好用、好造、好修的總原則，力求產(chǎn)品通用化、標準化、系列化。 設計中將圍繞以下基本要求：正確選擇傳動比，保證拖拉機有必要的動力性和較寬的工作速度；設置空檔，以使發(fā)動機在啟動、怠速、換檔時切斷發(fā)動機動力傳輸；設置倒檔，使拖拉機能倒退行駛，實現(xiàn)需要的工作速度；設置動力輸出裝置，在停車時使發(fā)動機和傳動系徹底分離，可以安全地進行功率輸出；傳動路線短，即動力流經(jīng)的齒輪副少，傳動效率高，結構簡單；工作可靠，換檔省力、方便，不得有跳檔、亂檔以及較高的換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生；噪聲低，溫升小，制造容易，成本低、維修方便等要求。 依據(jù)設計要求及參考文獻，經(jīng)過變速箱的總體結構分析，確定變速箱的總體結構方案為：8+4檔、主副變速箱一體、空間三軸布置。該結構緊湊，箱體軸向長度較短，傳動軸跨度較小，這樣使得傳動軸的剛度好且便于整車布置。經(jīng)過變速箱的零、部件結構分析，確定變速箱零、部件結構為：齒輪采用直齒形式；嚙合套換檔，不僅換檔行程短，且承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，承載能力得到提高，同時使得齒輪傳動的嚙合質量得到提高；軸承主要采用深溝球軸承，因結構布置的需要，空心軸處采用圓柱滾子軸承。最終確定變速箱結構及傳動方案為：空間三軸（花鍵軸傳動）、主副變速箱（區(qū)）一體式、雙變速桿（一個操縱副變速區(qū)的高、低和倒檔，另一操縱主變速區(qū)的Ⅰ-Ⅳ檔）、手動嚙合套換檔。 變速箱傳動結構方案簡圖 對變速箱傳動結構方案進行分析：Z1和Z2為常嚙合齒輪，Z1通過花鍵與軸T0聯(lián)接；副變速區(qū)的前進高、低檔及倒檔分別空套在T1軸，通過嚙合套傳遞動力；主變速區(qū)的Ⅰ-Ⅳ檔的主動齒輪均通過花鍵與空心軸T2聯(lián)接；主變速區(qū)的Ⅰ-Ⅳ檔的從動齒輪均空套在T3軸，通過嚙合套傳遞動力。主變速區(qū)的Ⅰ-Ⅳ檔主從齒輪為副變速區(qū)的前進高、低、倒檔公用，所以在進行傳動比分配時一定要考慮到主變速區(qū)的Ⅰ-Ⅳ檔主從齒輪所確定的傳動比應作為公比計算。倒檔的傳動布置較為巧妙，通過Z15、Z16和Z16’、Z17兩對齒輪將動力傳遞到T2軸，其中Z16’通過內花鍵與Z16的加長齒圈聯(lián)接。 該方案為8+4檔，檔位多，可以滿足多種作業(yè)要求，且可以實現(xiàn)4km/h以下的低速作業(yè)檔。 本次設計按照傳統(tǒng)的設計方法，本著半經(jīng)驗半理論的設計原則，通過類比、詳細計算進行變速箱傳動比的分配。這是本次設計的重點部分。首先，根據(jù)理論車速求出傳動系的總傳動比范圍，再依據(jù)變速箱傳動比與傳動系總傳動比間的關系求出變速箱的傳動比范圍。然后，結合經(jīng)驗、變速箱傳動簡圖，進行變速箱傳動比的分配。變速箱傳動比分配的基本思路為：先初步確定常嚙合齒輪的傳動比；之后確定前進低檔的傳動比范圍，初選該檔副變速區(qū)的傳動比，然后確定主變速區(qū)Ⅰ-Ⅳ檔的傳動比范圍，且要保證有較小的傳動公比（約為1.3）；最后以主變速區(qū)Ⅰ-Ⅳ檔的最大和最小傳動比為公比，結合前進高檔和倒檔總傳動比范圍來確定副變速區(qū)前進高檔和倒檔的傳動比。整個傳動比分配過程中，前后相關，需要反復細致地調整，以確定合適的傳動比。 變速箱傳動比分配好之后首先要確定變速箱各個直齒圓柱齒輪的基本幾何參數(shù)。因為齒輪采用45鋼，表面淬火，為硬齒面，其主要失效形式為疲勞斷裂，所以主要以滿足齒輪的齒根彎曲強度的要求來確定齒寬。 變速箱中各個齒輪副的傳動比分配好而且對應的齒輪的基本幾何參數(shù)確定好之后要解決以下的問題：首先，初步確定傳動軸的結構:采用通花鍵軸，結構簡單，加工方便，且使得軸上零件的安裝定位較容易。沒有專設的倒檔軸，通過輸出軸上一組空套的雙聯(lián)齒輪（通過內外花鍵聯(lián)接）來實現(xiàn)倒檔，這樣使箱體結構緊湊。再根據(jù)估算值和經(jīng)驗初步確定各軸軸徑。并選擇相應的軸承：經(jīng)過分析該變速箱結構中受力情況，各個傳動軸不承載軸向力，所以軸承均采用徑向軸承，除空心軸T2采用圓柱滾子軸承外都采用深溝球軸承；接著，繪制結構草圖：根據(jù)已經(jīng)計算好的變速箱齒輪的基本參數(shù)、初選的傳動軸軸徑及軸承，再結合被改進的原變速箱結構進行草圖的繪制。草圖繪制中應該著重考慮：軸的定位、軸承的定位、軸承及軸承座的安裝與定位、軸上零件的拆裝與定位，齒輪襯套的潤滑：采用從齒輪上開徑向孔來潤滑襯套，可使襯套得到良好的潤滑。雙聯(lián)齒輪的設計：在齒輪上加工出加長齒圈，與另一齒輪的內齒配合聯(lián)接；然后，根據(jù)草圖確定的幾何參數(shù)進行傳動軸彎扭強度的校核及軸承壽命的計算；最后，經(jīng)過調整并計算，選定合理的傳動軸結構及軸承，再調整并修改總裝草圖，待草圖修改好后，利用計算機輔助設計軟件AutoCAD進行細致的計算機繪圖。 變速箱對整車性能的影響很大，所以合理的設計變速箱顯得很重要。履帶式拖拉機變速箱，檔位多，改進難度不小，但基于方便于農(nóng)民的宗旨，應該本著負責任的態(tài)度，認真仔細克服改進設計中各種問題。 關鍵詞：拖拉機，變速箱，嚙合套，傳動比，校核，改進 4