拖拉機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

第一章前言拖拉機(jī)是用于牽引和驅(qū)動(dòng)各種配套機(jī)具，完成農(nóng)業(yè)田間作業(yè)、各種土石方工程作業(yè)和固定作業(yè)等的動(dòng)力機(jī)械，拖拉機(jī)必須和各種作業(yè)機(jī)具組成拖拉機(jī)機(jī)組才能完成各種作業(yè)。機(jī)組所完成的作業(yè)種類雖然極為繁多，但根據(jù)機(jī)組的工作方式可分為移動(dòng)式和固定式兩類。在移動(dòng)式工作中，拖拉機(jī)機(jī)組只能夠是在移動(dòng)過程中來完成工作的，此時(shí)拖拉機(jī)的功率主要是以牽引力的方式傳給作業(yè)機(jī)具。移動(dòng)式工作，可分為田間工作和運(yùn)輸工作兩種。當(dāng)拖拉機(jī)在田間工作時(shí)，拖拉機(jī)可與各種牽引式或懸掛式作業(yè)機(jī)具一起，對土壤、土石方或作物進(jìn)行各種加工工作；當(dāng)拖拉機(jī)作運(yùn)輸工作時(shí)，拖拉機(jī)可與牽引式、懸掛式后驅(qū)動(dòng)式的掛車一起，在道路上或田間完成運(yùn)輸工作。在固定式工作中，拖拉機(jī)停在固定的工作地點(diǎn)，通過拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸和膠帶輪來帶動(dòng)各種固定式機(jī)器，拖拉機(jī)的功率是以轉(zhuǎn)矩的方式傳給固定式機(jī)器。拖拉機(jī)產(chǎn)品發(fā)展簡史及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用。19世紀(jì)50年代，在英美等國先后誕生了用蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)膠帶功率輸出裝置，并被用作驅(qū)動(dòng)脫粒機(jī)的動(dòng)力源，這種裝置就是拖拉機(jī)的雛形。但從一地轉(zhuǎn)移到另一地需用牛馬來牽引，因而1856年“拖拉機(jī)”一詞在英國牛津詞典中首次作為“牽引發(fā)動(dòng)機(jī)”一詞的同義詞應(yīng)用。隨著拖拉機(jī)的發(fā)展到第二次世界大戰(zhàn)以后，個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家都實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化，拖拉機(jī)的使用逐步晉級(jí)，結(jié)構(gòu)和性能日趨完善，除輪式和履帶拖拉機(jī)外，手扶拖拉機(jī)在園藝和水田作業(yè)方面開始廣泛應(yīng)用。1950—1960年，在歐洲曾設(shè)計(jì)與制造過對中自走底盤，后來未獲得廣泛使用，在此期間，拖拉機(jī)的功率急劇增加，柴油拖拉機(jī)的比例增大，出現(xiàn)了液壓轉(zhuǎn)向和動(dòng)力換擋變速箱等新結(jié)構(gòu)，并成為廣泛選用的裝置。1961—1970年，拖拉機(jī)的功率繼續(xù)急劇增大，除少數(shù)小型拖拉機(jī)外都裝用柴油機(jī)。駕駛員的安全和舒適性成為產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，全動(dòng)力換擋變速箱和子午線輪胎成為選裝結(jié)構(gòu)。1971—1979年，采用了增壓和增壓中冷柴油機(jī)，翻車保護(hù)裝置被作為選用裝置并被一些國家列入有關(guān)法規(guī)之內(nèi)，大多數(shù)大型拖拉機(jī)裝置了駕駛室并在一些國家的實(shí)驗(yàn)規(guī)則中增加了噪聲水平測定。四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)被普遍采用，功率大于75KW的大型拖拉機(jī)繼續(xù)增加。隨著拖拉機(jī)工業(yè)的發(fā)展，我國拖拉機(jī)產(chǎn)品的科研與設(shè)計(jì)水平逐步提高。產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)工作經(jīng)歷了從引進(jìn)仿制、自行設(shè)計(jì)到系列產(chǎn)品開發(fā)這樣三個(gè)階段。在我國拖拉機(jī)工業(yè)是建國以后發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)。在此之前，不用說生產(chǎn)拖拉機(jī)，連主要的零部件也不能制造。1949年全國僅擁有拖拉機(jī)117臺(tái)，全都是從國外進(jìn)口的。建國以后，經(jīng)過30多年的艱苦努力，拖拉機(jī)工業(yè)從無到有，從小到大，現(xiàn)已形成大、中、小企業(yè)相結(jié)合，具有一定規(guī)模的拖拉機(jī)制造體系，能成批生產(chǎn)從2.2KW至58.8KW的手扶式、輪式和履帶式農(nóng)業(yè)、林業(yè)用的各種拖拉機(jī)，基本上可滿足農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)生產(chǎn)以及工業(yè)產(chǎn)品配套的需要。至1990年底，全國擁有大中型農(nóng)用拖拉機(jī)81.4萬臺(tái)，小型拖拉機(jī)698萬臺(tái)，農(nóng)用拖拉機(jī)總動(dòng)力8982.5萬KW。1990年全國大中型拖拉機(jī)的年產(chǎn)量4.22萬臺(tái)，小型拖拉機(jī)108.05萬臺(tái)。工業(yè)履帶拖拉機(jī)1991年產(chǎn)量2722臺(tái)，有51—235KW的29個(gè)品種。今年來，以動(dòng)態(tài)、優(yōu)化、計(jì)算機(jī)化為核心的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在拖拉機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)得到研究和較廣泛的應(yīng)用。一些重要的行之有效的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法和分析技術(shù)繼承、延伸和發(fā)展了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的精華，它們在拖拉機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不同階段中的應(yīng)用，對整機(jī)和不同的系統(tǒng)、不見和主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算起到了某些獨(dú)特的效果與作用，使設(shè)計(jì)更精確與迅捷。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的方法和技術(shù)也得到了擴(kuò)充和完善，普遍為拖拉機(jī)設(shè)計(jì)人員掌握與運(yùn)用。功用是進(jìn)第二章拖拉機(jī)最終傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案分析§2.1最終傳動(dòng)的功用和要求§2.2最終傳動(dòng)的分類府■廿■性詢昔員除侮噓I拖拉機(jī)最終傳動(dòng)的步增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，從而使拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪獲得所；；■!2-11—主時(shí)皙轎E—從址期貌需的驅(qū)動(dòng)力。履帶拖拉機(jī)和某些輪式拖拉機(jī)的最終傳動(dòng)還用來提高后輪的離地間隙。功用是進(jìn)§2.2最終傳動(dòng)的分類府■廿■性詢昔員除侮噓I拖拉機(jī)最終傳動(dòng)的步增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，從而使拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪獲得所；；■!2-11—主時(shí)皙轎E—從址期貌對最終傳動(dòng)的要求是：1.要有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比；2.保證后橋處有足夠的離地間隙；3.齒輪要有足夠的支承剛度，以保證在全齒高上有較好的嚙合；4.靠近驅(qū)動(dòng)輪布置的最終傳動(dòng)尤其要有可靠的密封。最終傳動(dòng)按其傳動(dòng)形式分為：1.外嚙合圓柱齒輪最終傳動(dòng)（圖1）；2.內(nèi)嚙合圓柱齒輪最終傳動(dòng)（圖2）；3.行星齒輪最終傳動(dòng)（圖3）?！?.2.1外嚙合圓柱齒輪最終傳動(dòng)

外嚙合圓柱齒輪最a"I，""E終傳動(dòng)按其結(jié)構(gòu)布置分為外置式（圖4）和內(nèi)置式（圖5）種。外置式的左、右最終傳動(dòng)各自安裝在靠近驅(qū)動(dòng)輪的單獨(dú)殼體內(nèi)，使最終傳動(dòng)成為一個(gè)獨(dú)立部件，便于拆裝和維修。這種結(jié)構(gòu)的主、從動(dòng)齒輪在殼體內(nèi)的支承可以布置成簡支梁式，對提高支承剛度有利。主動(dòng)軸的位置布置的高于從動(dòng)軸。以便得到較高的拖拉機(jī)離地間隙。在使用過程中。可利外置式最終傳動(dòng)用轉(zhuǎn)動(dòng)最終傳動(dòng)殼體的方法改變離地間隙和軸距，輪距則一般采用翻轉(zhuǎn)輪輻進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié)。與內(nèi)置式最終傳動(dòng)相比較。外置式是最大特點(diǎn)是易于得到較高的農(nóng)藝離地間隙。但是，外置式的最終傳動(dòng)殼體在最小輪距時(shí)，和輪胎、輪輞之間的間隙較小，在翻耕作業(yè)時(shí)易于出現(xiàn)纏草現(xiàn)象。采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，制動(dòng)器一般設(shè)置在最終傳動(dòng)的主動(dòng)軸上。如果采用盤式制動(dòng)器，更換摩擦襯片要卸下最終傳動(dòng)，

拆裝比較麻煩。履帶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪直徑較小，為了獲得必要的離地間隙和有利于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的布置，普遍采用外置式最終傳動(dòng)。大功率的履帶拖拉機(jī)和某系手扶拖拉機(jī)采用兩級(jí)最終傳動(dòng)（圖6）。輪式拖拉機(jī)也有采用外置式兩級(jí)最終傳動(dòng)的。（圖7）為一種特殊結(jié)構(gòu)。在它的第一級(jí)傳動(dòng)中，主動(dòng)齒輪2同時(shí)與兩根中間雙聯(lián)齒輪4的大齒輪相嚙合，第二級(jí)傳動(dòng)通過中間雙聯(lián)齒輪4上的另兩個(gè)小齒輪同時(shí)與最終傳動(dòng)的同一個(gè)從動(dòng)齒輪5相嚙合。主動(dòng)齒輪2與軸制成一體，沒有徑向支承，浮動(dòng)支承，它的軸線和兩根中間雙聯(lián)齒輪4的軸線在一個(gè)平面內(nèi)，齒輪2的徑向沒有限位，其位置更加決于相嚙合兩齒輪所給予的反力相等這一條件而確定，因此能保證把動(dòng)力平分給兩個(gè)中間軸。為了使兩中間雙聯(lián)齒輪4中的小齒輪齒面同時(shí)都能和從動(dòng)齒輪5相接觸，顯然，必須使兩中間雙聯(lián)齒輪中大齒輪的齒面遵循一定的相互位置關(guān)系。為此，在加工中間雙聯(lián)齒輪時(shí)，以首次加工的齒輪的一個(gè)齒為圓周方向基準(zhǔn)，加工另一個(gè)齒輪的齒形，以保證所有大、小齒輪輪齒定位齒端打上標(biāo)記。裝配時(shí)，必須使有標(biāo)記的輪齒相互嚙合（圖7）。主動(dòng)齒輪2的軸向位置靠長半軸1和頂止銷3加以限制。這種結(jié)構(gòu)顯著地改善了主動(dòng)齒輪、中間雙聯(lián)齒輪的嚙合條件降低了輪齒上的載荷，提高了承載能力，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

i-mi內(nèi)置式的左、右最終傳動(dòng)和中央傳動(dòng)、差速器共同布置在后橋殼內(nèi)（圖9）。i-mi這種結(jié)構(gòu)節(jié)省了最終傳動(dòng)單獨(dú)殼體。農(nóng)藝離地間隙取決于輪胎半徑和半軸殼半徑。道路離地間隙一般較小，取決于輪胎半徑和最終傳動(dòng)從動(dòng)齒輪的半徑。制動(dòng)器布置在左、右最終傳動(dòng)主動(dòng)軸外側(cè)，位于殼體之外，保養(yǎng)、維修方便。從動(dòng)齒輪軸伸出殼體外較長，便于將驅(qū)動(dòng)輪在軸上移動(dòng)進(jìn)行輪距調(diào)整。內(nèi)置式從動(dòng)齒輪多為懸臂支承，剛度較簡支梁差。為了提高支承剛度以提高齒輪壽命?？筛挠煤喼Я悍桨福瑘D9中大齒輪2套在一簡支梁式的管狀軸3上，改善了剛度，也是驅(qū)動(dòng)輪中軸不承受齒輪傳來的齒面各力。圖中主動(dòng)齒輪1的兩個(gè)軸承都直接支承在殼體上，比圖8通過半軸齒輪支承提高了剛度?！?.2.2內(nèi)嚙合圓柱齒輪最終傳動(dòng)某些輪式拖拉機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，要去較高的離地間隙和較大的傳動(dòng)比。在輪輞直徑較小，布置不下外嚙合圓柱齒輪，而采用行星齒輪傳動(dòng)不能抬高離地間隙的情況下，可以采用內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)。由于內(nèi)嚙合小齒輪只能采用懸臂結(jié)構(gòu)，剛度差，較難保證輪齒在全齒寬上很好的嚙合。所以這種最終傳動(dòng)只在個(gè)別小型拖拉機(jī)上采用（圖2）。§2.2.3行星齒輪最終傳動(dòng)§2.2.3行星齒輪最終傳動(dòng)行星齒輪最終傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動(dòng)比，但不能用來提高離地間隙。其結(jié)構(gòu)布置有靠近車輪的（圖3）、靠近后橋殼體的（圖10）和去專設(shè)驅(qū)動(dòng)軸的（圖）三種。圖3所示結(jié)構(gòu)，整個(gè)最終傳動(dòng)布置在輪邊，距后橋殼較遠(yuǎn)，一般包于輪輞之中，可縮小后橋中部離地最低部分的橫向?qū)挾取５麄€(gè)部分受力大，驅(qū)動(dòng)軸較短，支承剛度差。由于位于輪邊，放泥水和密封的要求較高。近年來這種布置已逐漸被圖10所示的靠近后橋殼不知道結(jié)構(gòu)所取代。圖10所示結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪的軸承相距較遠(yuǎn)，支承剛度較好，易于密封，泥水不易進(jìn)入最終傳動(dòng)。但后橋中部的寬度有所增加，這種方案農(nóng)藝離地間隙較高，輪距調(diào)節(jié)范圍較大在大、中型農(nóng)業(yè)輪式拖拉機(jī)上得到富昂凡應(yīng)用。圖11所示結(jié)構(gòu)，在車輪輪轂直接與行星架相連接，省去了專用的驅(qū)動(dòng)軸，半圖2-8軸不受彎矩，只傳遞轉(zhuǎn)矩，避免了驅(qū)動(dòng)軸受力不良所帶來的問題。車輪的輪輞形狀復(fù)雜，差速器半軸較長，這種方案多用于輪距固定，垂直承載大的林業(yè)和工業(yè)輪式拖拉機(jī)上。第三章最終傳動(dòng)的主要參數(shù)確定§3.1最終傳動(dòng)直齒圓柱齒輪的中心距§3.1.1對最終傳動(dòng)的基本要求是1.要有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比；2.保證拖拉機(jī)后橋處有足夠的離地間隙；3.最終傳動(dòng)直齒圓柱齒輪要有較高的支承剛度，以保證在全齒寬上較好的嚙合；4.保證最終傳動(dòng)有可靠的密封。最終傳動(dòng)在拖拉機(jī)上的布置如下圖（a）示后最存染e濕圖3-1§3.1.2求中心距外嚙合圓柱齒輪最終傳動(dòng)由于嚙合線速度不高可采用圓柱齒輪，主要參數(shù)包括總傳動(dòng)比im（取決于傳動(dòng)系總傳動(dòng)比的分配），中心距a和齒輪模數(shù)m等中心距a'可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式:《拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊》P1176式（6.7-1）Tj——從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N.m）Ka中心距系數(shù)，中心距系數(shù)Ka的選?。褐行木嘞禂?shù)Ka一般選擇Ka=12—15，在傳動(dòng)比im小時(shí)，取較小值。對履帶拖拉機(jī)Ka取大值。取K=13因?yàn)榻o定拖拉機(jī)為25馬力，所以拖拉機(jī)功率為P=25馬力X0.735=18.375KW發(fā)動(dòng)機(jī)N=2200r/min輪胎型號(hào)參數(shù)：8.3-241英寸=25.4mm輪胎的半徑（充氣半徑）為：R=（95x2+24）x25.4r520mm2求得：R=520在設(shè)計(jì)新拖拉機(jī)傳動(dòng)系時(shí)，如果無可皆鑒的載荷譜，又無充分的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，我們估算出傳動(dòng)系的名義計(jì)算載荷Tj再乘以使用系數(shù)Ka，名義計(jì)算載荷可按下面兩種方法計(jì)算取其中的較小者。<1>按發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換到被計(jì)算零件。拖拉機(jī)的總傳動(dòng)比是根據(jù)拖拉機(jī)的工作速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速來確定的，《拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊》P983（6.1-1）T=氣*門=87.765x244.4x0.82?8794.4N?mi2a'=K3T=13x26鋁260mma'j《拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊》P988（6.1-10）iTeb發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩門總傳動(dòng)效率（按經(jīng)過四對齒輪和兩對軸承計(jì)算）一圓柱齒輪的傳動(dòng)效率為0.96—0.98滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率為0.98—0.95門=0.986w0.82<2>按驅(qū)動(dòng)輪附著轉(zhuǎn)矩計(jì)算輸出軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。nxQ^rdTij頃《拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊》P988（6.1-11）n驅(qū)動(dòng)輪胎數(shù)（對于最終傳動(dòng)且在中央傳動(dòng)之后n=1）Q驅(qū)動(dòng)輪在胎內(nèi)壓力為100KPa時(shí)的乘載能力（可按拖拉機(jī)重量來計(jì)算）mRd驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑。附著系數(shù)輪式拖拉機(jī)取0.65拖拉機(jī)后輪的承載力為：Q=1.8x103x|x2x0.98?5880按整機(jī)重1.8t，后輪分配三分之二車重，每個(gè)后輪承重600kg計(jì)算輸出軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩代數(shù)得nx御。5880x0.65x0.52x0.935Tj=―=]098w2070.3N-m求的中心距為a=K3：元=13x12.75w166a\j§3.2齒輪各參數(shù)的選擇與計(jì)算由于最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比較大，齒輪和軸受載嚴(yán)重，但徑向尺寸受到輪惘尺寸和離地間隙的限制而不能太大，為了在結(jié)構(gòu)緊湊的情況下，保證最終傳動(dòng)齒輪有足夠的強(qiáng)度，外嚙和圓柱齒輪的最終傳動(dòng)常采用較大的齒寬b和較少的齒數(shù)Z1。通常情況下在選擇主動(dòng)齒輪的齒數(shù)時(shí)一般選取12-15,齒寬b和模數(shù)m之比一般為8-10，參照各款拖拉機(jī)的模數(shù)的選取，并估算中心句距。注意：為了保持齒輪的良好嚙合必須保證兩齒輪軸的中心線的平行度除了從加工安裝各個(gè)環(huán)節(jié)采取措施外，另一方面就是提高支承剛度避免本來平行的軸線受載后因支承變形而變成不平行具體的措施是：<1>改善支承剛度，a將懸臂支承改為簡直梁支承b。采用剛度交大的磙子軸承代替球軸承c軸承直接安裝在殼體上，避免安裝在和殼體有徑向間隙的中間零件上，<2>提高兩齒輪軸線平行度，a設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使使四個(gè)軸承孔在同一殼體上，便于在一次鏜孔中完成加工，因此一般常見結(jié)構(gòu)是使驅(qū)動(dòng)輪和齒輪上的力通過軸承經(jīng)過不轉(zhuǎn)動(dòng)的后軸，傳給橋殼體這就使最終傳動(dòng)殼體只有局部承受小齒輪上的力大部分殼體只起防護(hù)罩作用。<3>如果驅(qū)動(dòng)輪的軸承相距較遠(yuǎn)，支承剛度會(huì)交好易于密封，泥水不易進(jìn)入最終傳動(dòng)，m的確定由（拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊P1057）。m值選取的經(jīng)驗(yàn)公式得：=（0.4-0.6）3麻=0.432070.3w5.1最終傳動(dòng)兩齒輪齒數(shù)和為67Z1=13為主動(dòng)齒輪，Z2=54為從動(dòng)齒輪實(shí)際傳動(dòng)比：54/13=4.154齒寬的選?。簽榱吮ＷC大齒輪的齒寬能全部參加嚙合以及提高小齒輪的彎曲承載能力小齒輪的齒寬一般應(yīng)大于大齒輪的齒寬，選擇齒寬不宜過大，否則在支撐剛度不足的情況下往往造成齒輪因局部偏載而頁腳內(nèi)容9出現(xiàn)過早損壞的現(xiàn)象，所以齒輪的支撐剛度對齒輪的壽命影響極大。m=5b（8-10）m選取b1=45，b2=40齒輪的變位系數(shù)修正拖拉機(jī)中的圓柱齒輪的幾何計(jì)算與一般機(jī)械零件完全相同，這里僅敘述幾何計(jì)算中涉及的變位修正問題。對齒輪修正的原因。改善嚙合條件，提高齒輪強(qiáng)度，避免跟切和干涉；配湊傳動(dòng)比和中心距。直齒圓柱齒輪的各項(xiàng)參數(shù)：變位系數(shù)A-(十Z2)m=(X+x)m212+x=0.317-13=—^7—=0.235x=-0.5352分度圓直徑：d=m?z=13x5=65md=m?z=54x5=270m標(biāo)準(zhǔn)中心距：a=工0.167.52中心距變動(dòng)系數(shù)：>=166-167.5_0.32齒頂高變動(dòng)系數(shù)：k=%+x2-y=0.235-0.535+0.3=0齒頂高，齒跟高：h=(h*+x一k)mh*=1ah=(h*+c*+x)mfac*=0.25h=(1+0.235)x511=(1+0.25-0.3)x5h=(1-0.535)x5h=(1+0.25+0.535)x5f2齒頂圓直徑，齒根圓直徑主動(dòng)齒輪：d=d+2h=65+2x6.185=77.35d：=di+2hf1=65—2x4.75=59.5從動(dòng)齒輪：d=d+2h=270+2x2.325=275"2=d2+2hf2=270-2x8.925=252.15第四章圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算§4.1齒輪的校核齒輪傳動(dòng)系的計(jì)算載荷在載荷的長期，多次作用下傳動(dòng)系的齒輪，軸，軸承等零件出現(xiàn)疲勞損壞，疲勞損壞是是傳動(dòng)零件的主要破壞形式，因此傳動(dòng)零件的強(qiáng)度計(jì)算是以考慮疲勞損壞的耐久性計(jì)算為主，另外在特殊情況下（如在拖拉機(jī)起步驅(qū)動(dòng)輪遭遇到突加阻力等），傳動(dòng)零件可能受到很大的尖峰載荷，使零件的應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限而損壞。但這種損壞并不常見。在耐久性計(jì)算中根據(jù)拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于滿載工況的特點(diǎn)，以發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩Men作為發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給傳動(dòng)系的扭矩。各軸上零件的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Mj，等于Men乘以曲軸到該軸的傳動(dòng)比，以及期間的傳動(dòng)效率。在傳動(dòng)比較大的排擋時(shí)就應(yīng)該按地面的附著能力來確定計(jì)算扭矩。計(jì)算時(shí)將兩種計(jì)算扭矩同時(shí)算出，選取較小的數(shù)值作為計(jì)算扭矩。查表2-1傳動(dòng)系各軸的計(jì)算扭矩Mj?！?.2齒輪的強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算§4.2.1齒輪表面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)為了初步估計(jì)齒輪強(qiáng)度以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，先作粗略計(jì)算齒輪的計(jì)算載荷圓周力Pj用下式求得：

M.%寸MJ1主動(dòng)齒輪上的計(jì)算扭矩r1主動(dòng)齒輪地節(jié)圓半徑計(jì)算接觸強(qiáng)度一般只計(jì)算節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力：jP.E.2x(Z+Z)

—j12__yb.m.Z.Zcosa.sinaE=206GPq齒寬.m模數(shù)最終傳動(dòng)輸入軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:0.5GrMJ1主動(dòng)齒輪上的計(jì)算扭矩r1主動(dòng)齒輪地節(jié)圓半徑計(jì)算接觸強(qiáng)度一般只計(jì)算節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力：jP.E.2x(Z+Z)

—j12__yb.m.Z.Zcosa.sinaE=206GPq齒寬.m模數(shù)最終傳動(dòng)輸入軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:0.5GrdgTji

mqx"x最終傳動(dòng)主動(dòng)齒輪上的計(jì)算轉(zhuǎn)矩rdg驅(qū)動(dòng)輪輪胎動(dòng)力半徑附著系數(shù)通常取為0.65拖拉機(jī)的附著重量拖拉機(jī)最終傳動(dòng)的傳動(dòng)的傳動(dòng)效率最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比T10.50.651.80.59.80.524.160.96746.5Nm計(jì)算齒輪的圓周力:XXXFtiFt12T2x74651-.a22.97KNd165Ft2F、=FA.tana=22970x0.364=8360.4Nr1t1Fr2=Ft2-tana=15330X°.364=5579-7Na.計(jì)算主動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力jb.=0.418Jp..矽x(Z]+Z2)

b.m.Z\.Z^cosa.sinab.=0.418JJL」代數(shù)得b=0.418J22*"206X2X(13+54).1.47MPa<\b]J45x5x13x54xcos20。xsin20。^計(jì)算從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力jb=0.41：15衫x206x2x(申54)a1.28MPa<\b]J\40x5x13x54xcos20。xsin20。w查表機(jī)械設(shè)計(jì)P124表5-6得滲碳1900~2000Mpa20CrMnTi§4.2.2齒根彎曲強(qiáng)度校核驗(yàn)算國產(chǎn)拖拉機(jī)普遍采用滲碳合金剛齒輪，其彎曲應(yīng)力。巧一般不超過器2T8芭撕尊散'i■和應(yīng)為枚正系藐寸..（齒也緇鼻=網(wǎng)”感;TS宙系lfch?，=l,很向問陳布敷甜，圖4-1280~~300MPa對于線速度高（動(dòng)載荷較大）位于軸的懸臂端容易偏載的齒輪，以及轉(zhuǎn)速高和每一個(gè)齒輪在一轉(zhuǎn)中多次參與捏合的齒輪，應(yīng)采用較小的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，"巧］20CrMnTi400~850MPaPj。w=^YYSa（拖拉機(jī)設(shè)計(jì)P67公式2-35）

m圖4-2"%——應(yīng)力較正系數(shù)（考慮了齒根圓腳所引起的應(yīng)力集中問題）齒形系數(shù)查表拖拉機(jī)設(shè)計(jì)P68圖2—48YFa1=2.62L2=2-65YSa1=l?7YSa2=1.6<1>輸入軸主動(dòng)齒輪齒根彎曲強(qiáng)度校核"疽■Ya1Ya1

m122.97b1=0455x2.62x1.7=50MPa<\bJ2.62x1.7b=bx26516=472.7MPavb」<2>輸出軸從動(dòng)齒輪齒根彎曲強(qiáng)度校核

bFa2sa2m215.33x2.65x1.6=325.2MPa<[b]w10.04x5w1b=bwb=bw2x26516=341.62MPa<lbJ由于'由于'wI20CrMnTi400~850Mpa所以齒輪強(qiáng)度足夠第五章軸的確定與計(jì)算§5.1輸入軸校核軸的強(qiáng)度和剛度校核按彎矩，轉(zhuǎn)矩合成強(qiáng)度計(jì)算，針對軸的危險(xiǎn)截面（既計(jì)算彎矩大或有應(yīng)力集中或截面直徑相對較小的截面）按轉(zhuǎn)矩彎矩的合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于實(shí)心軸其強(qiáng)度條件為：M公式.b=一C公式：cWW2+T2<[a]-M公式.b=一C公式：cWW2+T2<[a]-1b最終轉(zhuǎn)動(dòng)的軸并無特殊要求，選用45#調(diào)質(zhì)剛2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，軸的剛度不足齒輪和軸承的壽命降低，最終傳動(dòng)軸的尺寸往往受限與軸的剛度3）軸上零件的定位，齒輪的一端靠軸肩定位，另一端靠套筒定位拆裝傳力均較方便；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工，安裝維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高，定位軸肩高度一般取軸肩高gh=（0.07~0.1）d,軸環(huán)寬度b>=1.4h非定位軸肩高度一般取1~2.5mm，對于軸的長，取決于軸上零件的寬度以及他們的相對位置，考慮到鑄造誤差及裝配時(shí)留有必要的間隙，取齒輪端面至箱壁間的距離a=15滾動(dòng)軸承與箱壁s=5mm，軸承處箱體突緣寬度，應(yīng)按箱蓋與箱體連接螺栓，尺寸結(jié)構(gòu)要求確定4）軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)，工藝及軸上零件的安裝布置等對軸的強(qiáng)度有很大影響，所以應(yīng)進(jìn)行充分考慮，以提高軸承的承載能力，減小軸的尺寸和機(jī)器的重量，降低制造成本，5）軸的強(qiáng)度驗(yàn)算先做出軸的受力計(jì)算簡圖（即力學(xué)模型）如圖所示，取集中載荷作用于軸的中點(diǎn)。

III齒輪上作用力的大小最終傳動(dòng)輸入軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:0.5GrT虬jiIII齒輪上作用力的大小最終傳動(dòng)輸入軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:0.5GrT虬jix$xrf_0.50.651.80.59.80.52Tj4介60.96746.5Nm齒輪的圓周力:=X斧|=.22.97K65F1=F..tan偵=22970x0.364=8360.4Nr1t1〈1〉垂直平面V內(nèi)受力：

2T2x746.5F+F=F=Fxtana=―1xtana=牝8360.4KNv1V2rt1d651Fv1-七2=N^1牝4180.2KNMb1=Fv1X/=4180.2x39x103二163.。3N?m〈2〉水平面H內(nèi)受力:F=F=土=22970=11485NH1H222Mb2=FH1x,=11485乂39xl。3=447.92N?m合成彎矩的計(jì)算MbblMbbl+M2=*'(163.03)2+(447.92)2=476.67N?m畫出彎矩圖因單向回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，取a因單向回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，取a=6則截面b處當(dāng)量彎矩為Mb=*?b》+(aT/=\：'(476.67)2+(0.6x746.5)2牝654.09N?m截面b為危險(xiǎn)截面，查表得齒輪上所受的圓周力：12---2齒輪的主要力學(xué)性能，許用應(yīng)力《機(jī)械設(shè)計(jì)》選擇20CrMnTi調(diào)質(zhì)剛"]=60MPa-1bM645.09x103b=——=牝49.3MPa<[b]=70Mpac①0.1x563-1b§5.2驅(qū)動(dòng)軸（輸出軸）設(shè)計(jì)與計(jì)算連接最終傳動(dòng)從動(dòng)齒輪和驅(qū)動(dòng)輪的軸，叫做驅(qū)動(dòng)軸1）地面對一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的支反力為。.5J，后輪承受2/3的整車載荷，F(xiàn)可按輪胎的最大承載能力確定，F(xiàn)為地面對驅(qū)動(dòng)輪的垂直支反力根據(jù)支反力和'T.J.'L''5880x0.65x0.52x0.935=2070.3N?m1xT.J.'L''驅(qū)動(dòng)輪的圓周力;計(jì)算齒輪的徑向力:W。15.33KNFr2=F2即-=15330xO.364=5579.7驅(qū)動(dòng)輪的垂直支反力:F=1.8x103x-x-x9.8=3920N

z32Fz，F(xiàn)r2，F(xiàn)t2,的方向如圖，先作出驅(qū)動(dòng)軸的受力簡圖K)C11F水平面上的支反力和彎矩圖:6=H=10465.61NH134+73F=15330—10465.61=4874.5NH2F_水平面上彎矩Mb1=Mb1=FH1*'=10465.6x0.034=355.84MmFhFFhc）垂直面上支反力和彎矩圖：:玲1x193+Fx86=F二x159V1V2r2F^x193+E104=34F今連立兩式得ZV2r2FV1=7025FV2=5450.5FJ,畫出垂直彎矩圖：M22=Fv1xl=7025x0.034=238.85N-MM1=yxl=7025x0.107機(jī)751.7N-m751.7小d）合成彎矩圖:M2=J(Mb1)2+(M22)2Mc=5+(MQ2M2=?(M2])2+(M22)2=\：'(238.5)2+(355.83)2=428.4N?mMc=0(Mb1)2+(Mc1)2=((751.7)2+(355.83)2牝831.7N?m畫合成彎矩圖:轉(zhuǎn)矩圖丁=2070.31因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，MVb=?Mb)2+(aT2)2=\：'(428.4)2+(0.6x2070.3)2牝1313.2NM^^c=<(Mc)2+(aT2)2=y''(831.7)2+(0.6x2070.3)2^1493.7N計(jì)算彎矩圖：_仁3,/Ni截面c為危險(xiǎn)截面查表12-2軸的常用材料，主要力學(xué)性能，許用彎曲應(yīng)力及用途《機(jī)械設(shè)計(jì)》P258［。］=70Mpa材料40Cr調(diào)質(zhì)鋼-1bb=M=50.9MPa

c①2)花鍵軸抗彎抗扭截面系數(shù)計(jì)算：W=兀d4+(D-d)(D+d)2Zb/32D矩形花鍵查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》P256(3.2.3)表3-3-16選擇花鍵規(guī)則為8x62x68x12

計(jì)算花鍵軸抗彎抗扭截面系數(shù)W=兀d4+(D-d)(D+d)2Zb/32D=3.14x624+(68-62)(68+62)2x8x12/32x68=25795.9按彎扭合成應(yīng)力校合成應(yīng)力校核軸的的強(qiáng)度1)截面c當(dāng)量彎矩最大，故截面c可能為危險(xiǎn)截面已知M=1493.7Nm，查表得12-2得卜也］=70MPa，M_1493.7x103訶-25795.9=50.92<70Ma第六章軸承的校核M_1493.7x103訶-25795.9=50.92<70Ma§7.1輸入軸圓柱滾子軸承根據(jù)已知直徑初選NF208型軸承(查表5-1-51得)C=35.8KNC0=23.5KN。1)計(jì)算兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2軸承I、II均不承受軸向載荷只承受徑向載荷，工作中有中等沖擊：P=fxFP=fxF

1pr12pr2由表5-1-19取f=1.3代人得：F和F由軸的校驗(yàn)是得知F=F=8360.4Nr1r2r1r2.=p=1.3x8360.4=10868.5N2）計(jì)算軸承壽命L10hT106（C）?mm…L=—r=10105.5（h）>8000（h）10h60n"p/壽命滿足要求。

§7.2輸出軸圓錐滾子軸承的校核根據(jù)已知直徑初選30214型軸承查表：15-7圓錐滾子軸承摘自（GB297-84）d1=50mmCr=72.2x103Nd.=70mmCr=125x103N1）確定計(jì)算軸上的外載荷F1=15330N-m=15330NmbJLFr1=七面a=22970*0.364=8360.4N%=H=10465.61NH134+73F=15330-10465.61=4874.5NH2FV1=7025NFV2=5450.5N2）確定軸承的支承反力:FR1=$h1"+?1)~12339.2NFr2="h)+'v1，~75503N得查表a=15o3832=15.6octg15.6o=3.58Y=0.4xctga=1.43e=1.5xctga=0.09F得查表a=15o3832=15.6octg15.6o=3.58Y=0.4xctga=1.43e=1.5xctga=0.09FS1Fr1=4314.5N2YFFS2Fr2=2632.9N2Y3）計(jì)算FF由于F>F對軸承2壓緊A1A2S1S2Fa1=氣1=4314.5也=0.349<eFR1FA1=FS1+?X=1Y=0f=1.3P1-A2=0.573>eFR2X=0.4Y=1.4f=1.3P1P1=16040.5P1=12768.2L=1^-(C)e=13679.8龍n60nP所以驅(qū)動(dòng)軸圓錐滾子軸承壽命足夠第七章總結(jié)我通過兩個(gè)多月以來的仔細(xì)查閱資料，認(rèn)真的計(jì)算分析，畢業(yè)設(shè)計(jì)（最終傳動(dòng)）齒輪，軸殼軸承體均符設(shè)計(jì)要求，在指導(dǎo)師的指導(dǎo)和參考國內(nèi)外相關(guān)資料信息的基礎(chǔ)上，努力將各種考慮將結(jié)構(gòu)方案最優(yōu)化，出于安全性考慮各項(xiàng)計(jì)算的安全系數(shù)都較偏大。在對最終傳動(dòng)的設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)在工程農(nóng)業(yè)車輛中最終傳動(dòng)是比較重要的一部分，它的結(jié)構(gòu)形式和材料直接影響到拖拉機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系的傳遞效率，在設(shè)計(jì)齒輪和設(shè)計(jì)軸時(shí)每個(gè)參數(shù)的選擇都應(yīng)該根據(jù)我所設(shè)計(jì)的車型，在滿足要求的基礎(chǔ)上盡可能的減輕質(zhì)量，并且考慮到制造的問題，使其即可能簡單，以減少成本，在選擇軸承時(shí)，軸承的壽命不能太長，因?yàn)榇蠖鄶?shù)車輛應(yīng)及時(shí)的更換一些易損零件，我們學(xué)生在設(shè)計(jì)殼體，軸時(shí)確實(shí)會(huì)由于實(shí)際的生產(chǎn)制造方面的經(jīng)驗(yàn)不足會(huì)有很多