船式拖拉机传动系统操纵机构设计.docx
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1、原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 摘要 本文分析了本课题研究的目的及意义,对机耕船传动系统操纵机构的发展现状与研究趋势进行了初步探讨。在对机耕船的作业环境以及农艺需求进行研究分析之后,进行了离合器的选型和动力输出方式的选择。在此基础上选择机耕船分离器与传动系统操纵机构的设计方案。依照所确定的方案,展开分离器与传动系统操纵机构具体结构以及内部零部件的设计计算,包括传动齿轮、轴以及换挡装置的设计。该传动系统操纵机构主要根据我国目前机耕船的发展现状而设计。随着我国机耕船生产,使用和科学研究的日益发展和深入,机耕船必将显示出更加强大的生命力。关键词: 机耕船,离合器,操纵机构。
2、ABSTRACT This paper analyzes the purpose and significance of this topic research, operating mechanism of boat-tractor transmission system development present situation and the research trend has carried on the preliminary discussion. In the working environment of boat-tractor and to study the agrono
3、mic demand analysis, has carried on the clutch type selection and the choice of the ways of power output. On the basis of choosing boat-tractor separator and the transmission system design of operating mechanism. In accordance with the identified, separator and the transmission system operating mech
4、anism concrete structure and the design and calculation of internal parts, including the design of the transmission gear, shaft and transmission device. The transmission system operating mechanism is mainly designed according to the present situation of boat-tractor in China. Along with our country
5、boat-tractor production, use and scientific research increasingly 。Key words: boat-tractor, clutch and the operating mechanism.目录第一章 绪论51.1 船式拖拉机的应用概况51.2 船式拖拉机工作特性51.3 变速箱的性能特性要求61.4 设计任务和要求6第一章 绪论6第二章 船式拖拉机传动系统设计72.1 船式拖拉机的主要参数(动力匹配、行走速度、输出扭矩等)72.2 船式拖拉机传动系统设计(方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等)82.3 变速机构传动系统图
6、设计14第三章 离合器及其操纵机构设计163.1 离合器作用及其结构形式163.2 离合器机构及其构件设计193.3 离合器操纵机构设计的基本原则28第四章 变速箱操纵机构设计294.1 操纵机构的基本要求294.2 换挡机构及构件设计294.3 锁定机构及构件设计354.4 互锁机构及构件设计364.5 联锁机构及构件设计39第五章 设计总结405.1 结论综述405.2 存在不足40参考文献41谢辞42第一章 绪论1.1 船式拖拉机的应用概况 水稻是我国的主要粮食作物之一,其种植面积占我国耕地总面积的29%,而产量却占粮食总产量的近1/2.因此,水田的机械化问题就成为我国特别是南方各省农业
7、机械化的重要方面。这就为机耕船的发展打下了良好的基础,也为机耕船的创新提供了良好的动力源泉。 中国是农业大国,所以地域性非常强,地区水田状况和水田环境的不同,给各种机耕船的发展提供了有力条件。 从自然条件看,有的地区多山地丘陵,土壤和泥脚情况复杂,田块面积比较小,高度差大,机械转移比较频繁;有的地区水田土壤特别稀软,泥脚特别深,所以承载能力就非常差。这些地区发展了马力小、重量轻、船体接地比压小、爬坡能力强的机耕船;适用于狭小田块耕作、空行率地的机耕船;以及牵引力大、越野性好、能适应多种土壤的机耕船。 但中国当时的工业水平是比较低的。因此从工业水平看,有的地区有比较好的手扶式拖拉机的基础,因而发
8、展了由手扶拖拉机变型的农工-12型、东风=12型、广西工农-12型等机耕船,以及用手扶拖拉机改装的机型。有的地区工业生产比较薄弱,就着重发展便于制造、推广的简易型机耕船,如湖北-12简易型、湘江-10型和-15型等。 随着机耕船的研究工作的深入发展,各地在研究皮带无极变速、差速器行星机构等差速转向及正反转转向机构,以探索使用性能更为完善的新型机耕船,并研制了机耕船配套的收割机、插秧机的实验样机,向一机多用、综合利用的方向发展。 随着机耕船在我国的各地的广泛应用和推广,使这些地区的农业机械化水平不断提高,双季稻面积不断增加,粮食产量稳步上升,稳定了国家粮食的供应,为我国的发展奠定的了良好的基础。
9、1.2 船式拖拉机工作特性船式拖拉机的工作大都是在水田当中,水田中行走的阻力跟船体结构与水田中土壤状况决定的。但机耕船的船体机构对拖拉机的工作效率影响很大。机耕船的船体的主要作用是:1、 承受机耕船的大部分重量,并将重量支撑在承压能力较低的水田表层上,控制力驱动轮的下陷深度。2、 船体是机耕船行走机构的一部分,在水田作业时能在土壤表层滑行。3、 排水量大的船体在水中具有较大的浮力。4、 船体可作为机耕船的机架,用以固体发动机、传动系统和其它附件。5、 船体可对机件起防护作用,并大大改善驾驶员的劳动条件。根据船体的作用,船体结构应满足以下几点要求:1、 具有足够大的接地面积,使机耕船有适合的接地
10、比压,以适应水田表层的承受能力;2、 船体结构应有足够的强度与刚度,并能适应其它部件的安装与固定;3、 船体外形圆滑,具有较小的滑行阻力和转向阻力矩;4、 船体材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能,有较长的使用寿命。1.3 变速箱的性能特性要求 扩大整个机器动力系统转速转矩变化范围;在原动机旋向不变的条件下使车辆倒退行驶;在制动、点火、停车等状况下切断原动机与传动系联系以保护原动机(通常是为避免原动机过载);在某些工况下为机器提供一定的制动力。 输入与输出功率不应差别过大,减少传动过程中的功率损耗。 提供机器所要求的速度范围,且传动稳定可靠。 提供机器所需要的扭矩,使机器能适应多种路况。 变速箱内
11、的转速必须符合变速的范围,不宜过高,过高会使传动级别增大,损耗的功率也会随之增大,因此转速应当有所控制。1.4 设计任务和要求第一章 绪论 1.1 船式拖拉机的应用概况1.2 船式拖拉机工作特性1.3 变速箱的性能特性要求1.4 设计任务和要求第二章 船式拖拉机传动系统设计2.1 船式拖拉机的主要参数(动力匹 配、行走速度、输出扭矩等)2.2 船式拖拉机传动系统设计(方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等)2.3 变速机构传动系统图设计第三章 离合器及其操纵机构设计3.1 离合器作用及其结构形式3.2 离合器机构及其构件设计3.3 离合器操纵机构设计的基本原则3.4 离合器机构及其构件设
12、计第四章 变速箱操纵机构设计4.1 操纵机构的基本要求4.2 换挡机构及构件设计4.3 锁定机构及构件设计4.4 互锁机构及构件设计4.5 联锁机构及构件设计第五章 设计总结 5.1 结论综述5.2 存在不足第二章 船式拖拉机传动系统设计2.1 船式拖拉机的主要参数(动力匹配、行走速度、输出扭矩等)2.1.1 动力匹配 首先得选择适当的发动机,根据有关资料和实用性以及经济性,此设计我们选用12马力的发动机,转速为1200转/分。2.1.2 行走速度 机耕船的工作速度范围、速度分级和档位安排,主要应根据机耕船所需要完成的各种作业的要求,以及生产率、劳动强度、地形等因素来综合考虑,以便获得良好的作
13、业质量和高的生产率。(一)基本工作速度 1、速度范围 机耕船最基本的工作是水田的耕整作业:梨耕、旋耕、耙田等,这主要用基本工作速度来完成。因此基本工作速度是机耕船各种速度中较为重要、档数安排较多的部分。 机耕船在水田进行旋耕作业的速度一般安排在34公里/小时。 水田作业速度也不能过高。由于水田田块一般较小,工作行程短,地头转弯多,且机耕船驱动轮滚动阻力较大,而配套发动机功率较小,因此,过高的作业速度将造成机手精神紧张,操作忙乱,发动机功率也显不足。一般希望犁耕速度不超过7.5公里/小时。(二) 缓刑工作速度机耕船的缓行工作速度主要用来作田间转移和综合利用。割脱机作业要求速度在12.5公里/小时
14、,插秧机作业要求0.81.1公里/小时的速度。因此缓行工作速度一般在0.82.5公里/小时范围内。(三) 运输速度 1012马力机耕船在农闲期间兼作运输作业。由于其重心低、牵引力大,操纵方便,进行运输作业比手扶拖拉机更为适宜。 运输速度一般安排低速和高速两个档,低速运输为1215公里/小时,高速运输为1820公里/小时。(四) 倒行速度 机耕船的倒行速度一般作倒车和挂结农具用。因此,和拖拉机一样,可设高速倒车和低速挂结农具的两个档,其速度范围为4.56公里/小时和1.53公里/小时。具有3个前进档的机耕船,一般只安排一个倒挡。 项目缓行速度基本工作速度运输速度倒行速度旋耕犁耕档数1123121
15、2速度0.2.53447.512151.532.1.3 输出扭矩 由于我们选择的发动机是12马力的发动机,而12马力的发动机能发出的功率为8.82KW,转速为1200转/分。 根据 Te=9550*(P/N)=70.2N*M 2.2 船式拖拉机传动系统设计(方案比较、传动形式、传动系统图、传动比分配等)2.2.1 传动系统的功用 传动系是机耕船的一个重要组成部分,布置在发动机和驱动轮之间。它的作用是把发动机的动力传给行走机构或者动力输出装置,并且在机耕船进行不同作业时,保证驱动轮和动力输出轴得到适当的转速和扭矩。传动系的主要功用如下:1) 减速増扭,将发动机的扭矩增大,转速降低,以适合行走机构
16、的需要;2) 变速变扭,获得不同的驱动轮转速和扭转,以使用不同作业的要求;3) 改变驱动轮的旋转方向;4) 改变动力的传递方向;5) 脱开发动机与驱动轮之间的传动;6) 平顺地接合动力;7) 实现动力输出。2.2.2 传动系统的组成 机耕船的传动系包括皮带传动、离合器、变速箱、中央传动和最终传动五个部分。有时在传动系统中还有联轴器,以链接相隔较远的两个传力部件。 传动系统可按传动比变化情况分为有级式传动和无级式传动。无级式传动能在一定范围内实现无级变速,即在发动机转速不变的条件下,连续地由一个速度过渡到另一个速度,也就是具有无限个档。它能充分发挥发动机的功率,使机耕船具有较高的生产率和经济性,
17、操纵也教简单。有级式传动只能获得一定数量传动比的几级速度;但它的结构教成熟,可靠耐用,效率高,制造方便。现有机耕船绝大多数都采用有级式传动。2.2.3 传动系的方案设计在确定传动系统方案时,必须使其性能和结构满足以下要求:1) 结构简单、先进,性能完善,操作、调整维修方便,能最大限度 地适应使用中提出的要求;2) 使用可靠,经久耐用。传动系统主要零件要有足够的强度、刚度和工作表面的耐磨性,其使用寿命应不低于6000小时;3) 传动效率高,尽可能减少传动系统中的功率损失;4) 工艺性好,即零件加工简便、装配容易、“三化”程度高;5) 经济性好,要求制造和使用成本低,钢材和其它材料、以及油料消耗量
18、小;6) 要考虑综合利用。一机多用的要求。在进行传动系方案设计时,需从使用要求、生产条件和结构特点等方面加以考虑,同时设计几种方案,并绘出传动方案图,一下是设计的几种方案:湘江5型传动系统简图具有扭矩传感器的皮带无极变速传动系统简图川丰5-3传动系简图(a)综合上述方案和现实的实用性,以及结构的难以程度和经济性,此设计(a)这个方案2.2.4 传动系的总传动比及其分配(1) 传动系总传动比的确定:传动系总传动比是根据农艺要求的机耕船速度来确定的。用驱动铁轮顶圆半径计算的某档水田计算速度与总传动比的关系是:=2 因此,总传动比应为=0.377式中 某档的计算速度(公里/小时); 发动机标定转速(
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