型四轮驱动拖拉机后桥的设计.doc

青 岛 农 业 大 学本 科 生 课 程 论 文学生专业班级 农机化1601 学生姓名（学号） 程学鹏 （20164583） 指 导 教 师 完 成 时 间 2019-12-28 2020 年 5 月 23 日1诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文（设计）作者签名： 年 月 日目 录摘要第1部分 调研报告1绪论31.1查阅相关资料该课题所设技术领域基本情况41.2国内外现状的分析51.3所设计课题研究的方法6第2部分 可行性论证报告 7 2.1设计该课题要达到的设计目的8 2.2设计方案的确定82.2.1 末端传动方案的确定15 2.2.2所设计方案的结构简图8 2.2.3结论8第3部分 毕业设计计算说明书133.1设计参数的确定143.2分配变速箱和后桥的传动比153.3根据传动比计算牵引力153.4差速器构造和工作原理153.5自动差速锁的设计153.5.1 现有差速锁弊端及需求分析153.5.2液压操控新型差速锁具体设计 153.5.3主要创新优势 153.6拖拉机制动器的确定153.6.1拖拉机制动系统的介绍 153.6.2鼓式制动器基本工作原理 153.6.3鼓式制动器的结构形式153.7主要零部件强度的计算153.7.1中央传动圆锥齿轮强度的计算153.7.2差速器主要零件的计算 15总 结16致 谢17参考文献18 180型四轮驱动拖拉机后桥的设计摘 要180型拖拉机的驱动桥也称为后桥，后桥的设计有很多方面，如中央传动的设计、差速锁和主减速器的设计。本设计的重点是最终传动和差速锁的设计。目前，车辆设备大多采用牙嵌式差速锁。差速锁在实际应用中存在许多问题，本次研究和设计了一种自动控制差速锁，它可以在不需要手动操作的情况下自动实现锁止功能。同时，它具有结合柔和、安全保护的特点，为车辆设备差速锁的设计和开发提供了理论依据，为了保证变速器的稳定性，需要更大的传动比和更大的扭矩。在本设计中，端传动采用双排列行星齿轮传动。拖拉机不仅可以大大提高农业生产效率和农民收入，而且可以促进我国农业机械装备的发展。因此，拖拉机后桥的结构更加合理、更加完善、意义重大，因此在该领域的科研投入应引起足够的重视。此外，后轴端驱动与驱动轮之间的传动效率也是一个燃油经济性问题。关键词：拖拉机 差速锁 驱动桥Design of the Rear Axle of 180 Type Four Wheel Drive TractorAbstractThe design of the rear axle of the model 180 tractor is called the rear axle. There are many aspects in the design of the rear axle, such as the design of the central drive, the design of the differential lock and the final drive. The focus of this design is on the design of the final drive and the differential lock. At present, most of the vehicle equipment adopts the tooth type differential lock. There are many problems in the practical application of the differential lock. This paper studies and designs an automatic control differential lock, which can automatically realize the locking function when it is needed without manual operation. At the same time, it has the characteristics of soft combination and strong safety protection, providing theoretical basis for the design and development of the differential lock of vehicle equipment .With the wide application of high horsepower tractor, a larger transmission ratio and a larger torque are needed to ensure its transmission stability. In this design, the end drive adopts double row planetary gear transmission. Tractor can not only greatly improve agricultural production efficiency and farmers' income, but also promote the development of machinery and equipment in agricultural industry in China. Therefore, the structure of tractor rear axle is more reasonable, more perfect and significant, so the investment in scientific research in this area should be paid enough attention. In addition, the efficiency of transmission between the end drive and the driving wheel in the rear axle is also a problem of fuel economy.Key words: tractor differential lock drive axle I青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）第1部分 调研报告51.绪论1.0 引言拖拉机后桥是指除联轴器和传动轴外，变速器与驱动轮之间所有传动部件和壳体的总称。驱动桥的主要功能是：一是通过主减速器、差速器、半轴等将来自万向传动装置的发动机扭矩传递到驱动轮上，实现增加扭矩降低速度；二是通过主减速器的圆锥齿轮副改变转矩传递方向，使其与车辆方向一致；三是通过差速器保证内外轮以不同速度转动。1.1查阅相关资料该课题所设技术领域基本情况国内汽车桥梁制造商与国际知名品牌制造商合作，利用国内本土资源优势和国外先进技术支持生产。例如，1995年柳工与德国ZF公司在柳州成立的合资企业，不仅生产了ZF的高科技双变，还生产了ZF的高科技驱动桥，用于支持中国的高科技，还出口装载机、平地机等机械，推动了中国高科技驱动桥技术的发展。成功引进卡特三段湿桥样机，研制成三节式湿桥的样机，并批量投放市场。2005年，东风汽车桥梁有限公司通过与美国达纳公司合资合作，建成了中国规模最大、效率最高、管理最好的商用车桥梁公司，逐步融入全球汽车零部件循环。徐州美驰汽车桥梁有限公司是由美国阿文美驰公司和徐州工程机械集团有限公司共同投资组建的合资公司，总投资2408.7万美元，注册资本1680.3万美元，其中美方60%股权，中方40%股权。公司现有员工1000余人，其中工程技术人员100余人。主要产品有各种轮式车辆用刚性桥、从动桥、转向驱动桥、转向贯通驱动桥、贯通桥。通过引进国外先进技术，依托当地环境优势创办民族企业，在国内市场占有较大份额。比如引进意大利菲亚特技术，依托中国一拖旗下的一拖（洛阳）开创设备技术有限公司就是典型的代表。其农机驱动桥产品已从16马力覆盖到200马力。其生产的80-160马力驱动桥在市场上占有领先地位，有“中国第一桥”的美誉。此外，山东前进桥厂、烟台杰林达桥厂、新昌变速箱厂也在不断学习国内外先进技术，推动国产驱动桥的发展。而世界知名品牌的传动系制造商进入中国市场，成立了独资企业。例如青岛卡罗公司、无锡达纳工厂和陕西EME销售公司。由于他们刚刚进入中国市场，仍然处于竞争劣势，不能对当地企业构成很大威胁。然而，随着国际交流的日益密切，这些企业最终将成为国内产业不可或缺的竞争对手。为规范道路车辆制造，为控制超限超载提供技术指导，国家发改委、交通运输部、公安部联合提出了GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值安全，2004年4月28日发布，该标准明确规定了汽车车轴的载荷：单轴挂车的最大轴荷限值为单胎每侧6000kg，双胎每侧10000kg，双轴挂车的最大轴荷限值为20000kg，三轴挂车的最大轴荷限值拖车24000kg。这样，为了在不违反国家法律法规的前提下实现车辆的多拉快跑，汽车厂商在6x4、8x4等多轴车的基础上，推出了10X6多轴重型车。然而，这些多轴车辆都是在双驱动桥的基础上增加浮动轴的。虽然它们被称为10X6，但实际上只有两个驱动轴起到了驱动作用。这样，由于驱动桥不能合理分配车轮的扭矩，加上浮动轴后的整车驱动系统并不能很好地起到驱动作用。为了合理分配扭矩，满足一些独立悬架多轴驱动车辆的使用，一些车轴制造商自主研发了三轴驱动桥。三轴驱动桥的扭矩分配原理是：每根驱动桥可以从发动机获得1/3的扭矩。这样，能够在很大程度上满足多轴车辆的需要，合理地将发动机扭矩传递给车轮，提高了这种车辆的可靠性和安全性，为以后的四联和五联驱动桥奠定了科学基础。尽管汽车科学技术飞速发展，但目前汽车桥的结构变化不大。为适应市场需求和国家法律法规的需要，车轴技术的发展主要包括：改变车轴壳的制造工艺，提高制造效率；增加车轴附件的技术含量，提高车辆的行驶安全性，提高车轴的自润滑能力，提高车轴的使用寿命，增加电子技术在车轴上的应用，减少人工操作的疲劳，降低维修成本，提高服务质量，降低车轴成本，提高车桥竞争力等方面发展车桥，最大限度地满足车桥高速、重载、智能化发展的需要，为了生产出一种具有企业特色、适合市场需求的汽车桥梁。1.2国内外现状的分析国内现状主要存在以下几方面：1.高科技产品及高技术关键件仍需进口2.国内对科技含量高的产品缺乏自主开发能力3.受相关行业发展水平的制约4.专用车技术开发能力有待进一步加强。其发展趋势主要体现在以下几个方面：1.重型化，大功率，多轴化，轻量化趋势2.高技术、高附加值，新材料、新技术趋势3.个性化和人性化趋势4.市场持续扩大趋势合资合作、资产重组趋势。而对比国外目前发展现状：1.生产企业多，企业规模小2.产品开发能力强3.生产效率高。其国外的发展趋势为：1.重型化，高速化趋势2.新技术和微电脑的应用及标准化设计应用趋势。4.在功能、结构、外观上注重个性化和人性化设计。1.3所设计课题研究的方法毕业设计的整个过程采用查阅文献法、观察法、经验法等方法，重新回顾了汽车拖拉机学、机械设计、材料力学、机械制图等学科，总体设计结构合理，安装工艺合理；各部分零件设计合理，加工工艺性好，通过查阅资料对比现有设备与设计产品的优缺点。第2部分 可行性论证报告2.1设计该课题要达到的设计目的拖拉机驱动桥是传动系统的重要组成部分，它通过车轮、车架和农机悬挂，承载拖拉机的满载、地面给的垂直力、纵向力、横向力和力矩以及冲击载荷；驱动桥还传递最大传动系统中的扭矩，轴壳也承受反作用力矩。拖拉机驱动桥的结构型式和设计参数不仅对车辆的可靠性和耐久性有重要影响，而且对其经济性也有重要影响。此外，驱动桥还包括各种拖拉机总成中的机械零件、部件、分总成等。例如，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动轮传动装置、桥壳和各种齿轮。从上面可以看出，拖拉机驱动桥的设计涉及到各种机械零部件，而这些零部件和总成的制造几乎是目前所有机械制造工艺。因此，通过对拖拉机驱动桥的研究和设计实践，可以更好地学习和掌握现代大型拖拉机设计和机械设计的综合知识和技能。在保证动力的前提下，提高燃油经济性是非常重要的。为了降低油耗，不仅要节约发动机的燃油，还要减少传动系统的能量损失。在发动机输出功率后，要想办法减少发动机传动轴驱动桥动力传动环节在传动过程中的能量损失。在这一过程中，发动机是动力的输出，是整机的心脏，驱动桥是动力转化为能量的最终执行器。因此，在发动机相同的工况下，采用性能优异、与发动机匹配度高的驱动桥已成为节能的有效措施之一。因此，设计结构简单、工作可靠、成本低廉的驱动桥，可以大大降低拖拉机生产的总成本，促进经济发展。综上所述，拖拉机后桥的研究可以为其他农业机械的发展提供重要保障，促进我国农业机械化的发展，推动我国农村振兴战略的实施，从而提高农民的经济收入。2.2设计方案的确定2.2.1末端传动方案的确定(1)传动方案选择拖拉机的最终传动是传动系统中差速器与驱动轮之间的减速装置，是传动系统中最后一个增加扭矩和减速的传动机构。它的作用是进一步提高传动系统的减速比，使拖拉机的驱动轮获得更大的驱动扭矩，同时也能相应降低主减速器和变速器的速比，减小它们的尺寸。对主减速器的要求是：1.适当的传动比；2.后轴有足够的离地间隙；3.齿轮有足够的支承刚度，保证全齿高啮合良好；4.主减速器紧挨驱动轮布置，特别是密封可靠。大多数的主减速器都是由外圆柱齿轮驱动的，现在行星齿轮的应用越来越多。下面主要分析外圆柱齿轮和行星齿轮的最终传动方式，比较它们的优缺点，从而确定所需的传动方式。 (2)外啮合圆柱齿轮最终传动 外啮合圆柱齿轮的终传动按其结构布置可分为外置式和内置式。外置式的左、右最终传动分别安装在靠近驱动轮的单独壳体中，使最终传动成为一个独立的部件，便于拆卸和维修。壳体内主动齿轮和从动齿轮的支承可以布置成简支梁式，有利于提高支承刚度。主动轴的位置高度高于从动轴的位置。以便获得更高的拖拉机离地间隙。在使用中，通过转动主减速器壳可以改变离地间隙和轴距，通常通过转动轮辐来调整轴距。与内置式最终传动相比较，外置式最大的特点是易于得到较高的农艺离地间隙。但是，当轮距最小时，外置式的最终传动与轮胎、轮辋的间隙较小，在犁耕作业中容易出现包草现象。在这种结构中，制动器通常设置在最终传动的主动轴上。如果使用盘式制动器，更换摩擦衬片时应拆下最终传动，因此拆装比较麻烦。(3)内啮合圆柱齿轮最终传动在某些轮式拖拉机的设计中，需要较高的离地间隙和较大的传动比。当轮缘直径较小时，不能布置外啮合圆柱齿轮，但行星齿轮传动不能提高离地间隙时，可采用内啮合圆柱齿轮传动。由于内啮合小齿轮只能采用悬臂结构，刚度差，很难保证齿轮齿在全宽上啮合良好。所以这种主减速器只在一些小型拖拉机上使用。2.2.2行星齿轮最终传动机构简介行星齿轮的最终传动结构紧凑，可以最大限度地提高离地间隙，获得较大的传动比。传动结构由行星轮、太阳轮、行星架、齿圈和传动轴组成。传动原理是：行星轮的减速本质上是齿轮减速的原理。它有一个固定轴位置的齿轮，称为中心轮或太阳轮。在太阳轮的侧面，有一个轴线变化的齿轮，即旋转和旋转的齿轮称为行星轮，行星轮有一个支撑部件称为行星架，它将动力传递给输出轴，然后再传递给其他齿轮。它们由几个齿轮组成齿轮传动系统，只有一个原动件。这种周转轮系叫做行星轮系。随着国内轮式拖拉机市场的不断发展，特别是新疆和东北地区，对大功率轮式拖拉机的需求量急剧增加，147kw（200马力）以上大功率轮式拖拉机的市场需求量不断增加。然而，目前国内市场上销售的大功率轮式拖拉机传动系的主减速器总成多为单级行星排结构，难以实现大传动比和大扭矩输出。因此，随着大功率轮式拖拉机的不断升级换代，采用单级行星排装置的主减速器总成很难满足其强度和刚度的要求。为了弥补这一不足，设计了一种能够实现大传动比、大扭矩输出、工作可靠、安装方便的终传动输出装置，以满足大功率轮式拖拉机大传动比、大扭矩的使用要求。这种轮式拖拉机的最终传动如图1所示，具体结构如图2所示。大功率轮式拖拉机终传动两级行星排装置由一级行星排I和二级行星排串联而成。其中，第一行星排I由第一级太阳轮34、第一级行星轮13、齿圈11、第一级行星轮轴13、第一级行星架5、滚针6、扣环8、轴承2、轴承3O等部件组成；第二级太阳轮16、第二级行星车轮14、第二级行星齿轮轴15、齿圈11、第二级行星齿轮架18、轴承19、滚针28、卡圈24、扣环8和其他零件构成第二级行星齿轮排II。齿圈L1通过螺柱9和螺母l0固定在终传动壳体2O上，而终传动总成通过螺柱9、螺母10和定位销（图中未显示定位销）固定在后壳体33上。具体实施路线为：太阳轴1的一端与差速器总成连接，另一端与一级太阳轮34连接。扭矩可以通过太阳轴1从差速器组件传递到第一级太阳轮34，从而形成输入自由度。由于齿圈11固定连接，另一端与第一级太阳轮34连接，因此扭矩可以通过太阳轴1从差速器总成传递到第一级太阳轮34，从而形成输入自由度。由于齿圈11固定，扭矩通过第一级行星齿轮12传递到第一级行星齿轮架5，并输出扭矩。第二级太阳轮16通过花键与第一级行星齿轮架5连接，因此扭矩通过花键由第一级行星齿轮架5连接，因此扭矩通过第一级行星齿轮架5传递到第二级太阳轮16，然后由第二级太阳轮16通过第二级行星轮14传送到第二级行星齿轮架18，扭矩由第二级行星齿轮架18输出。第二级行星齿轮架18输出第二级行星齿轮架18的扭矩。第二级行星齿轮架18与驱动桥22相连，因此扭矩可以通过第二级行星齿轮架18传输到驱动桥22以完成输出。这样，差速器总成通过两级行星排装置将扭矩传递到驱动桥22，实现输出。2.2.3所设计传动方案的结构简图青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）2.2.4结论综上所述，确定的末端传动方案为行星齿轮传动且双列轮驱动。轮式拖拉机的主减速器是双级行星排装置。每个行星轮和行星齿轮架之间使用一个挡圈。此挡圈具有良好的耐磨性能，进一步提高了装置的可靠性。轮式拖拉机的最终传动由两个串联的单级行星排组成。第一级行星排 I有三个第一级行星轮，第二级行星二排有六个第二级行星轮，使装置既能实现大传动比的输出，又能实现大扭矩的输出。装置的传输线清晰、可靠、实用，安装方便，已应用于大功率轮式拖拉机不同动力段的产品。15第3部分 毕业设计计算说明书3.1设计参数的确定进行180型拖拉机后桥的设计，要求结构简单、效率高、工作可靠、合理，操作容易，工作速度为27km/h，在田间工作时要求有八个前进档和两个倒档。根据其所需发动机的功率为180马力，确定其具体设计参数如下：发动机型号：LR6M3LU23/132E变速箱形式：组成式4x（2+1）发动机类型：立式、直列、水冷、四冲程附着系数：0.65拖拉机使用质量G (N)：35000标定功率NeN(kW)：132.4标定转速：2200r/min标定牵引力：32kN冷却方式：蒸发水冷轮胎规格：18.4-38（后轮） 14.9-26（前轮）动力半径 rd (m)：0.732行驶速度km/h：前进2.1-23.11 倒退2.81-10.073.2分配变速箱和后桥的传动比柴油机转速：=2600r/min理论标定功率: P=W/t=FV理论行驶速度计算公式为:各个档位对应的总传动比: 轮式拖拉机的总传动比实际为：由于要求后桥传动比比变速箱大一些 设：变速箱和后桥的传动比=2:3设末端传动比i=5.6中央传动比i=4具体计算结果如下表 3.3根据传动比计算牵引力通过计算速度（v）、功率（P）和力（F）的关系（公式P = vF）可以发现，在功率相同的情况下，牵引力与运动速度成反比。牵引力与速度的关系可以通过牵引力曲线显示，右图是一张典型的牵引力曲线示意图，线段AB为机车起动时所能够发挥的最大牵引力，到达持续速度点B点以后为恒功区，机车开始发挥额定功率，同时牵引力随着速度提高而下降。由下列公式计算得： P=132.4kW V=2.12.1km/hP=F×V F=63（kN) 档位参数12345678倒1倒2变速箱传动比12.99.05.43.82.92.11.71.29.33.9中央传动比4444444444末端传动比5.65.65.65.65.65.65.65.65.65.6总传动比288201122856646382820887理论速度2.13.05.07.29.213.216.1222.97.03.4差速器构造和工作原理 差速器的作用是根据拖拉机的行驶需要，使内、外驱动轮以不同的转速旋转，同时传递力，使车辆能够转向或适应轮胎与路面的差异引起的内、外驱动轮的速度差。车轮两侧的差速器称为轮间差速器，前后驱动桥之间或各驱动桥之间称为轴间差速器，以消除动力循环现象。现在广泛使用的是对称式圆锥齿轮差速器，如图所示，其左右半轴的齿数和模数相等。该差速器的运动特性为：1=0-x2=0+x1+2=201、2半轴齿轮 3行星齿轮 4行星齿轮轴 5差速器壳体 6主减速器动齿轮 0、1、2差速器壳慢速半轴和快速半轴的角速度 x行星自转角速度 Zx、Zb行星轮和半轴齿轮齿数。该差速器的运动特性为：不差速时 M1=M2=0.5M0差速时 M1=0.5(M0+Mm) M2=0.5(M0-Mm)式中M0、M1、M2差速器壳、慢速半轴和快速半轴上的扭矩；Mm差速器内摩擦力矩。Mm的大小直接影响差速时扭矩在两个半轴上的分配，通常用扭矩分配系数（=）和锁紧系数（K=）表示两侧扭矩相差的程度。在普通差速器中约为0.55，在强度计算中则可近似认为扭矩等分给左、右两轴。普通差速器平分扭矩这个特点对拖拉机的牵引附着性能是不利的。当左右驱动轮的附着条件不同时，即使一侧车轮的附着条件很好，其所传扭矩的最大值也只能等于附着条件不好的那一侧的扭矩而不能更大，所以在拖拉机上普遍装有差速锁，当一侧车轮打滑时，是差速锁接合就能两轮各按本身的附着条件发挥驱动力，这样就能充分利用附着好的一侧的附着力。3.5液压操控新型差速锁具体设计3.5.1 现有差速锁弊端及需求分析1.1存在弊端目前，差速锁结构有很多种，每种结构都有不同的结构原理。差速锁种类繁多，结构复杂，对驾驶员操作要求高。车辆设备运行时，应尽量减少驾驶员的疲劳程度。此外，对于不了解机械原理的人来说，使用差速锁时很难记住。差速锁在桥梁、车轴和车轮之间的应用时机已成为驾驶员面临的一个问题。浪费时间和动力相结合。牙钳式差速锁结合时，车辆需要静止或车速不超过5km/h，结合会浪费车辆原有的前进动力和惯性，失去车辆冲出被困车辆的最佳时机。1.2 现状分析目前，自锁式差速器的种类很多，如摩擦片、滑动凸轮等，有些国产轿车的差速锁是利用单片机或PLC实现，电控制动一侧车轮的锁紧，但车辆设备重，动力传递扭矩大，由于工作环境比较恶劣，没有此类部件，精密部件容易损坏，所以车辆设备差速锁的改进设计需要满足以下几个方面的要求。首先，设计的差速锁应具有相同的原理和结构，以避免复杂的机械结构，便于维修。二是改进后的差速锁在必要时应能自动工作，也能满足差速锁正常转向和行驶的需要。三是差速锁可以高速和低速工作。当车辆有沉车标志时，自动工作。它利用车辆原有的动力和惯性冲出车辆下沉，从而避免了人工操作对动力输出的影响，延迟了最佳锁定时间。同时，结合柔软性，避免刚性冲击。3.5.2液压操控新型差速锁具体设计本设计中的拖拉机差速锁的布置方式是通过附加轴将两驱动轴相连。如图所示 差速原理。目前，该车的差速器采用十字轴和行星齿轮配合来实现差速。直线行驶时，两侧液压马达（泵）转速相同，单位时间内流过马达（泵）的流量相同，因此两侧没有流量差和压力差，差速锁不工作，基本上没有阻力。当车辆一侧车轮转速过快时，与该侧车轮相连的马达（泵）转速快，单位时间流量大，速度差小时。相差的流量从中间油箱的节流阀返回到桥壳，实现正常转向。锁定原理。当两侧车轮之间的速度差很大时，即当速度差大于车辆的最小转弯半径时，两侧车轮之间的速度差不能被节气门迅速排出和补充。此时，与高速轮连接的液压泵驱动与低速轮连接的液压马达加速旋转，自动控制两侧轮之间的速度差，改变速度差装置的工作状态完成锁定功能。安全保护原则。车辆设备正常运行时，如遇紧急情况，突然转动方向或一侧车轮摩擦力突然减小，容易导致翻车、侧滑等危险。该结构能有效避免此类安全事故的发生。紧急转向时，此时两侧车轮驱动的马达（泵）产生的流量压差不能通过节流阀，迫使高速车轮减速，低速车轮加速，从而降低车速，保证车辆安全行驶。1.1可行性分析在对改进设计的差速锁进行原理分析后，对改进设计进行可行性分析和验证，包括运用力学和材料科学对部件本身的结构进行分析，利用流体力学和结构科学分析结构件的最大压力，利用软件分析技术分析扭矩差，并利用流体力学分析节流阀的工作状态。通过分析和计算，完全可以实现。因此，实现功能是可以完成的。1.2具体设计步骤液压马达（泵）设计。测量车辆最大扭矩，计算液压系统所需的最大压力，当流量和压力满足条件时，选择合格的液压马达（泵）。当采用两台相同流量、不同转速的液压泵时，流量差进出中间流量节流阀，控制其流量，实现差速。另外，如果要求差速器按比例输出扭矩，差速器锁可以通过选择流量相同的液压马达（泵）和扭矩不同的马达来工作，即锁紧时按比例输出扭矩。节流阀的计算与选择。测量最小转弯半径两侧车轮之间的速度差，计算两马达（泵）之间的流量差和压力差，并根据车辆的转弯速度选择合适的节流阀。车辆两侧液压马达（泵）之间的流量差和压差，在正常行驶和转弯时可通过节流阀排出和补充，而在高速大转弯和下沉时两侧产生的压力差和流量不能通过节流阀完全排出和补充。此时，差速锁工作。此外，节流阀还可以设计为可调。可设计成正常运行、全流量、全闭三种工况，实现差动三种工作状态。辅助部件的选择和设计。然后选择齿轮、高压油管、齿轮架、滤油器等与液压马达（泵）连接的结构件，并按设计要求和液压传动要求连接结构件，确保连接牢固可靠。持续调试和测试以验证设计。零部件选配连接后，应进行连续调试和试验。在试验台上调试后，应安装设备进行连续调试和试验，以确保差速锁改进设计的稳定性和可靠性。1.3主要创新优势在现有车辆设备的基础上，改进了差速锁的设计。与现有差速锁相比，它具有以下优点：一是差速锁低速转动时不工作，避免轮胎磨损，需要时自动工作；二是可以按比例实现两侧输出轴功率输出；三是，低速转弯时不影响差速，需速转弯时可降低车速，防止翻车事故，还可有效防止车辆甩尾、制动跑偏等危险；四是锁紧时灵活组合，为了避免刚性冲击，减少对零部件的损坏；五是与制动侧车轮相比实现抱死，输出功率不会损失，利用率高。4.拖拉机制动器的确定4.1拖拉机制动系统的介绍制动系统主要包括制动器和制动控制系统。制动动作的产生装置是制动器。制动控制系统是除制动器以外的一系列装置的总和。能够产生阻碍汽车运动或运动趋势的力的机构，我们称之为制动器，它也包括辅助制动系统中的缓冲装置。制动力矩是机械零件不同工作面间摩擦产生的一种制动力。这叫做摩擦制动。它可分为鼓式制动器和盘式制动器。制动控制系统的功能是通过一系列的协调功能，包括功能设备、控制设备、传动设备和制动力调节设备、报警设备、压力保护设备等，产生制动作用，控制制动效果，并最终将能量传递到制动的各个部分。4.2 鼓式制动器基本工作原理鼓式制动器的原理是利用制动蹄与制动鼓之间的摩擦力使汽车减速并停车。位于制动鼓中的制动片由液压装置向外推，使用液压压在旋转制动鼓上。鼓式制动器的内表面是制动装置产生制动力矩的位置，在产生相同制动力的前提下，鼓式制动器所占的空间比盘式制动器小得多。在一些重型车辆中，轮缘空间非常有限，因此体积较小、制动力较大的鼓式制动器成为此类车辆较为常见的选择。图3.1 鼓式构造整体图图3.2鼓式构造分解图对鼓式制动器模型的一个简单分析是用禁止的物体来阻挡移动的物体，这会产生摩擦力 ，而一种装置可以使移动的物体减速甚至停车。踩下制动踏板，制动踏板将推动活塞移动，然后压缩油路中的制动油。通过液压作用，每个车轮的制动缸活塞向外移动，推动制动蹄，对制动鼓施加压力，产生摩擦力矩。在扭矩的作用下，制动鼓的转速降低，达到制动的效果。零件的具体运动效果如下：图3.3领从蹄式制动器结构示意图如图3.3所示制动时，当驾驶员踩下制动踏板1时，推杆2压下主缸活塞3。由于压力的作用，主缸中的油通过油管5流入制动轮缸6，使活塞7将两个制动蹄10相互推动，使它们绕着支撑销拉伸，从而使摩擦片9紧紧压在制动鼓的内表面上。由于压力，制动蹄产生一个与车轮旋转方向相反的摩擦力矩。轮胎与路面之间的附着力使车轮在路面上起到前向圆周力的作用，同时路面也对车轮起到后向地面制动力的作用。当制动力通过车轴和悬架传递到车架和车身时，汽车产生一定的减速，使汽车减速甚至停车。汽车的减速度随着地面制动力的增加而增大，制动距离变短。由此可见，地面制动力不仅与摩擦力矩有关，而且还受轮胎与地面的附着条件的影响。当制动结束时，随着驾驶员腿缩回制动踏板上的力消失，在回位弹簧13和活塞的作用下，闸瓦将回到原来的位置。4.3 鼓式制动器的机构形式在不同类型的鼓式制动器中，当处于平衡状态时，制动蹄对制动鼓施加的径向力是不同的。基于此，鼓式制动器可分为领从动蹄制动器、双领蹄制动器、双向双领蹄式制动器，具体描述如下。4.3.1 领从蹄式制动器制动鼓直接安装在轮毂上，随车轮作圆周运动。制动底板作为制动器的底座，装有一些零件。安装制动轮缸上部，安装制动蹄端部并与轮缸活塞槽固定。下部通过圆孔套在偏心轴承轴上。制动底板上有螺栓孔，通过螺栓与后桥壳凸缘连接。4.3.2 双领蹄式制动器为了进一步提高制动效果，制动鼓内的两个制动蹄可由一个单向活塞制动轮缸控制，该单向活塞制动轮缸围绕制动底板中心对称布置。这种制动器称为双领蹄式制动器。在这种制动蹄中，前后制动蹄、轮缸、调整凸轮等零件都是围绕制动底板中心对称的。为了保证两轮缸的驱动油压相等，两轮缸用一根油管连接。前向制动时，两个闸瓦都成为潜在的闸瓦，闸瓦的磨损几乎相等。但是，在倒车时，两个制动蹄都是潜在的减速蹄，制动效率大大降低。 图3.4双领蹄式制动器结构示意图4.3.3 双向双领蹄式制动器如果两个制动蹄都在汽车的前进和后退过程中发挥潜在作用，这种类型的制动器称为双向双前导蹄式制动器。结构如图3.5所示。当车辆向前行驶时，两个制动轮缸两端的活塞将在压力作用下打开。制动蹄的上端和下端将被压下。此时，两个制动蹄将分别压下制动鼓。由于两个制动蹄和制动鼓之间的摩擦，两个制动蹄开始朝制动鼓的方向转动。这将导致两个轮缸活塞对称端的活塞被压回，直到它与轮缸的端面完全接触并成为刚性接触。此时，两个蹄片的工作状态相当于双铅蹄片制动器中两个蹄片的工作状态，倒车时也是如此。 图3.5 双向双领蹄制动器示意图1-制动蹄；2-制动轮缸；3-制动鼓；4-回位弹簧4.4 各类型鼓式制动器特点的比较与选用1.领从蹄式制动器在车辆前进或后退时，前后闸瓦制动性能相同，机械组成简单，成本较低。稍加改动后，即可安装驻车制动机构。制动鼓直接安装在轮毂上，随车轮作圆周运动。它的制动效率和稳定性在同类制动器中处于中等水平，因此仍广泛应用于中重型卡车的前后轮制动器和轿车的后轮制动器中。2.双领蹄式制动器的优点是正向制动时制动效率高，但缺点也很明显，即由于双导联闸瓦，反向制动时制动效率降低很多。所以这种结构在中间车的前轮制动器中很常见，由于中间有两个对称的轮缸，安装驻车制动器比较困难。3.双向双领蹄式制动器在车辆前进和倒车时能保持制动效率不变，因此广泛应用于中、轻型载货汽车和部分轿车的后轮制动器中。停车制动器应安装专用中央制动器。综合比较以上这几种制动器，双领蹄制动器的效能最高，其次是领从蹄式制动器，领从蹄式制动器稳定性最好。本课题设计了180拖拉机后桥鼓式制动器。考虑到综合性能、技术成熟度和式，我们选择了领从蹄式制动器。由于领从蹄式制动器的制动效率、效率稳定性等因素在各类鼓式制动器中处于中等水平，满足了一般农业拖拉机的性能要求，且结构简单、成本低、维修方便。5主要零部件强度的计5.1差速器主要零件强度计算5.1.1齿轮强度的计算 由于差速器齿轮极少出现点蚀破坏，因此一般只计算齿的弯曲强度而不计算接触强度。可把行星齿轮作为一个直径等于其平均直径的当量圆柱齿轮计算，由于差速器齿轮重合度系数小，且制造精度较低，因此按齿顶啮合时承受全部力计算，w=，齿形系数Y=0.4，故w =3657kgf/cm，因为弯曲应力一般在25004000 kgf/cm间， 所以所选数据满足要求，行星轮和轴之间的挤压应力c c=（）式中 Dmb半轴齿轮平均直径；d、b行星轮内孔的直径和宽度。由以上各式计算得c=227 kgf/cm<350 kgf/cm所以满足实际要求的需要，合乎要求。行星轮轴的材料是40Gr，差速器壳的材料是ZG40。5.2中央