机械类毕业设计-28马力轮式拖拉机最终传动及驱动轴设计、绿化洒水车设计(3吨重量)变速箱取力器及水泵传动.docx
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1、28马力轮式拖拉机最终传动及驱动轴设计摘要拖拉机是与各种作业机械配套的自走式动力机械,是农业机械化的主要 机械。在农业中,他主要用以牵引和驱动多种类农机具完成各项田间作业和 农业运输。农村经济日新月异乡镇企业蓬勃发展,城乡交流不断扩大,道路 运输量急剧增加,所以运输车辆出现缺口。近年来,随着拖拉机走入田间的 不断深入,从作业种类上由耕,耙,播扩大到收获,中耕,栽植,喷雾,打 捆等多个方面,与农机具配套作业。农用拖拉机正适合了其农村的这种使用 条件:工作环境比较恶劣,农村道路相对复杂,速度不高。在中国现有的生 产模式下,广大农民需要的还是中小型拖拉机,国内市场对该档产品的需求 量在不断增长。另外
2、和国外拖拉机生产厂家相比我国生产的拖拉机经济实惠, 价格只有国外同类产品的一半甚至更少,因此,中小马力拖拉机社会销量和 保有量很大,传动系布置多种多样。最终传动是传动系的重要组成部分之一,它的功用是进一步增加传动系 的传动比,从而使拖拉机获得所需的驱动力。我这次设计的是轮式28马力拖拉机的最终传动,我采用的是外置外啮合 直齿圆柱齿轮式最终传动,轴采用了矩形花键轴。采用这种最终传动设计方 案,可以达到设计任务要求,并可保证拖拉机在工作中具有足够的动力输出。关键词:传动比,外啮合,圆柱齿轮,花键轴度将进一步提高。由于小型拖拉机的技术含量低,私营企业的发展势头很猛。一拖公司正在积极研究调整策略,准备
3、在保证国内市场中的领先地位的 同时,稳住非洲、东欧、东南亚的国际市场,积极深入国际市场进行调研, 选择合适的地方建立组装厂、装配中心。我设计的最终传动,就是适应民族工业的发展和需要。由于我缺少工作 经验并且对拖拉机最终传动了解的不够透彻,难免在设计中出现一些错误, 希望各位老师多加指正。第一章最终传动简介1.1 拖拉机最终传动的功用拖拉机最终传动的功用是进一步增加传动系的传动比,从而使拖拉机驱 动轮获得所需的驱动力,履带拖拉机和某些轮式拖拉机的最终传动还用来提 高后桥的离地间隙。1.2 拖拉机最终传动的分类最终传动按其传动形式分为:1 .外啮合圆柱齿轮最终传动。2 .内啮合圆柱齿轮最终传动。3
4、 .行星齿轮最终传动。1.3 拖拉机最终传动的设计要求根据拖拉机最终传动必须具备的各项功能和使用的实际情况,对最终传 动的设计应有以下的要求:1 .要有适当的传动比。2 .保证后桥处有足够的离地间隙。3 .齿轮要具有较高的支承刚度,以保证在全齿宽上较好的啮合。4 .靠近驱动轮布置的最终传动尤其要有可靠的密封。XI第二章设计任务分析2. 1设计内容近年来随着拖拉机走入农田的不断深入,国内市场对该档产品的需求也 在不断增长,中小马力拖拉机社会销量和保有量很大,传动系布置多种多样。 本课题旨分吸收成熟产品的优点基础上优化设计出拖拉机的最终传动与驱动 轴总成。2. 2主要技术指标基本参数:发动机28马
5、力,行驶速度1.530km/h, 6-8个前进档位轮胎 型号:9.5-24o每位同学需完成总和不少于3张零号图纸的结构设计图,装配图和零件 图,其中应包含用计算机绘制的有中等难度的1号图纸一张以上。按要求,格式独立撰写不少于12000字的设计说明书,全部用计算机打 (编排要求到河南科技大学网站查:毕业设计说明书(论文)的格式及规定), 查阅与课题相关的文献资料15篇以上,应有中英文摘要,独立完成10000 字以上印刷符号的外文翻译。2. 3设计要求. 要有适当的传动比。1. 保证后桥处有足够的离地间隙。2. 齿轮要具有较高的支承刚度,以保证在全齿宽上较好的啮合。3. 靠近驱动轮布置的最终传动尤
6、其要有可靠的密封。4. 工作可靠性高。XII第三章最终传动设计方案的确定3. 1设计方案的确定对最终传动的基本要求是:L要有适当的传动比;2.保证拖拉机后桥处 有足够的离地间隙;3.最终传动直齿圆柱齿轮要有较高的支承刚度,以保证 在全齿宽上较好的啮合;4.保证最终传动有可靠的密封。最终传动在拖拉机 上的布置如下图(a)示1 一离合器2一变速箱 3停车制动器4一中央传动和整速器5一行眈制动器 6一终传动7一双速的动力输出轴本次毕业设计是针对轮式拖拉机的最终传动,根据其传动形式采用外置 式外啮合圆柱齿轮最终传动。3.2本次设计方案的说明最终传动按其传动形式分为:外啮合圆柱齿轮最终传动;内啮合圆柱齿
7、轮最终传动;行星齿轮最终传 动三类。而外啮合圆柱齿轮最终传动按其结构布置又可分为外置式和内置式 两种。综合这几种最终传动的优缺点,我采用外置式外啮合圆柱齿轮最终传 动的原因如下:1 .外置式外啮合圆柱齿轮最终传动与其他几种最终传动相比较,有以下 优点:(1)外置式外啮合圆柱齿轮最终传动的左,右最终传动各自安装在靠近 驱动轮的单独壳体内,使最终传动成为一个独立部件,便于拆装和维修。XIII(2)这种结构的主,从动齿轮在壳体内的支承简支梁式,对提高支承刚 度有利。(3)易于得到较高的农艺离地间隙。(4)结构简单,传动比较小,工作稳定可靠。综上所述所以我采用外置式外啮合圆柱齿轮最终传动。XIV第四章
8、最终传动及驱动轴的设计计算整车主要参数:1. 整车装备质量:2. 发动机马力:3. 行驶速度范围:4.2外啮合柱齿轮的主要参数确定:2000Kg28马力1.5-30km/h9. 5-24轮胎4. 轮胎型号:外啮合圆柱齿轮最终传动由于啮合线速度不高可采用圆柱齿轮,主要参 数包括总传动比im(取决于传动系总传动比的分配),中心距a和齿轮模数m 等。中心距a可根据经验公式拖拉机设计手册P1176式(6.7-1)Tj 从动齿轮的计算转矩(N.m)Ka中心距系数,中心距系数Ka 一般选择Ka=1215,在传动比im小时,取较小值。对 履带拖拉机Ka取大值。因为给定拖拉机为28马力,所以拖拉机实际功率为P
9、=28 马力 X0. 735=20. 58KW发动机转速:N=2000r/min转矩:XV轮胎型号参数:9.5-24英寸 (1英寸=25. 4mni)轮胎半径(充气半径)为:Q (9.5x2 4-24) ru ,R = x 25.4 = 546mm2在设计新拖拉机传动系时,如果无可皆鉴的载荷谱,又无充分的设计经 验时,我们估算出传动系的名义计算载荷再乘以使用系数Ka,名义计算载 荷可按下面两种方法计算取其中的较小者。1 .按发动机的标定转矩转换到被计算零件(取转矩的一半)。拖拉机的总传动比是根据拖拉机的工作速度和发动机的标定转矩转速 来确定的。拖拉机设计手册P983 ( 6. 1-1)取 Ka
10、=13T. = TebR = 98.27x 256.6x0.85x- = 10716.87223 = 13x/10716.8 286拖拉机设计手册P988 ( 6. 1-10) 7总传动效率(按经过四对齿轮和两对轴承计算)圆柱齿轮的传动效率为0. 960. 98滚动轴承的传动效率为0. 950. 9877 = 0.97 X 0.98 X 0.96 x 0.98 x 0.97 x 0.98 = 0.85Teb发动机标定转矩2.按驱动轮附着转矩计算输出轴的计算转矩。t x Q(f)rd1 i I 77拖拉机设计手册P988 ( 6. 1-11 )n驱动轮胎数(对于最终传动且在中央传动之后n=l)Q
11、驱动轮在胎内压力为lOOKPa时的乘载能力(可按拖拉机重量来计XVI算)Rd驱动轮动力半径Rd=O. 935R0附着系数轮式拖拉机取0.65拖拉机后轮的承载力为:= 1.8xlO3 x0.98x x = 6533按整机重2t,后轮分配三分之二车重,计算输出轴的计算转矩代数得=2306.2n x Q(/)Rd _ 6553 x 0.65 x 0.546 x 0.9351x0.94求得中心距为:172由于最终传动的传动比较大,齿轮和轴受载严重,但径向尺寸受到轮惘 尺寸和离地间隙的限制而不能太大,为了在结构紧凑的情况下,保证最终传 动齿轮有足够的强度,外啮和圆柱齿轮的最终传动常采用较大的齿宽b和较
12、少的齿数Z1。通常情况下在选择主动齿轮的齿数时一般选取12-15,齿宽b 和模数m之比一般为8-10,参照各款拖拉机的模数的选取,并估算中心句距。mt =(0.4 0.6)圾=0.4盟2306.2 =5.3最终传动两齿轮齿数和为69Zl = 13为主动齿轮,Z2=56为从动齿轮,实际传动比:i=56/13=4.308齿宽的选取是为了保证大齿轮的齿宽能全部参加啮合以及提高小齿轮 的弯曲承载能力小齿轮的齿宽一般应大于大齿轮的齿宽,选择齿宽不宜过大, 否则在支撑刚度不足的情况下往往造成齿轮因局部偏载而出现过早损坏的现 象,所以齿轮的支撑刚度对齿轮的寿命影响极大。XVIIm=5, b= ( 8-10m
13、 选取 bl=45,b2=404. 34. 3柱齿轮的结构强度计算:1.圆柱齿轮各参数的计算:因为拖拉机最终传动工作载荷大固圆柱齿轮要进行变位,这样可以改善 啮合条件,提高齿轮强度,避免根切和干涉.变位系数: A一() =(% +x2)mXj + /=0.117-13 ux = 0.23517x2 = 0.335分度圆直径:4 = m* Z1 =13x5 = 65 d2 = m- z2 =56x5 = 280标准中心距:mZ 5x69 1h ua = 172.522中心距变动系数:172-172.5 八 1y = 0.12齿顶高变动系数:k = X、+ %2 y 0.235 0.335 + 0
14、.1 0尺顶高,齿跟高:XVIIIha = (h: + x k)m4* =1hf = (h; + c* + x)mc= 0.25主动齿轮:K =(1 + 0.235)x5 = 6.175hf =(1 + 0.25-0.3)x5 = 5.075从动齿轮:42 =(1 0535)x5 = 3.325 C. Jhf2 =(1 + 0.25 + 0.535) x5 = 7.925尺顶圆直径,尺根圆直径:主动齿轮:41 =4 +2% =65 + 2x6.175 = 77.35% =4 +2% =65 2x5.075 = 54.85JJ从动齿轮:4/2 = 4 + 2% = 280 + 2x 3.325
15、= 286.65df? =d2+ 2hl2 = 280 2 x 7.925 = 264.15 J/2.齿轮传动系的计算载荷在载荷的长期,多次作用下传动系的齿轮,轴,轴承等零件出现疲劳损 坏,疲劳损坏是是传动零件的主要破坏形式,因此传动零件的强度计算是以 考虑疲劳损坏的耐久性计算为主,另外在特殊情况下(如在拖拉机起步驱动 轮遭遇到突加阻力等),传动零件可能受到很大的尖峰载荷,使零件的应力超 过材料的强度极限而损坏。但这种损坏并不常见。在耐久性计算中根据拖拉机发动机经常处于满载工况的特点,以发动机 标定转矩Men作为发动机传递给传动系的扭矩。各轴上零件的计算转矩Mj, 等于Men乘以曲轴到该轴的传
16、动比,以及期间的传动效率。在传动比较大的 排挡时就应该按地面的附着能力来确定计算扭矩。计算时将两种计算扭矩同 时算出,选取较小的数值作为计算扭矩。XIXDESIGN OF FINAL DRIVE AND DRIVE SHAFT OF 28HP TRACTORABSTRACTTractor with a variety of echanical operations supporting dynamic self-propelled machinery, agricultural mechanization is the main machinery. In agriculture, he ma
17、inly used for traction and driving range to complete the form of field operations and agricultural transport. Changing rural economy booming township enterprises, expanding exchanges between urban and rural areas, road transport volume increased dramatically, So transport vehicles gap. In recent yea
18、rs, with the tractor into the field continues to deepen, from the types of operations by farming, harrows, sowing to harvesting expansion, plowing, planting, Spray, bundled in many aspects, such as, the form of matching operations. Farm tractor is suitable for its use of this rural conditions : work
19、 environment was quite poor, rural roads is relatively complex, speed is not high. In Chinas current production model, the majority of the needs of peasants or small tractors, on the domestic market stalls in the demand for products continues to increase. Tractor and other foreign manufacturers in C
20、hina compared to the agricultural economic benefits prices of similar foreign products only half or even less, and therefore, the community of small and medium-horsepower tractor sales and retain enormous capacity. Transmission layout varied.Final drive transmission system is an important component
21、of one of its functions is to further increase the drive transmission ratio, so that the tractor was driven.My current design are 28 horsepower wheeled tractors the final drive, I used the external Gear-final drive. Adopt this final drive design, the design can meet the requirements for this task, g
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