小型遙控履帶拖拉機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

i 摘 要 本論文主要根據(jù)我國西部地區(qū)地形土壤特點 針對果園 大棚的工作條件 設(shè)計 出了相對于土壤接地比壓低 液壓驅(qū)動 無線遙控控制的小型遙控式履帶拖拉機 論文涉及的內(nèi)容有 履帶式拖拉機的總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 傳動過程為柴油機 帶 傳動 分動箱 液壓泵 液壓閥 液壓馬達 驅(qū)動輪 帶傳動的設(shè)計計算 分動箱內(nèi) 部的設(shè)計計算 履帶行走裝置的設(shè)計 不同于以往的復(fù)雜的機械傳動系統(tǒng) 本設(shè)計采用結(jié)構(gòu)輕巧 反映靈敏的液壓傳動 設(shè)計過程更加簡潔 拖拉機結(jié)構(gòu)更加輕便 分動箱的設(shè)計優(yōu)化 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單的同時 實現(xiàn)兩輸出軸轉(zhuǎn)向相同 且能提供合適的驅(qū)動功率 關(guān)鍵詞 果園 拖拉機 履帶 液壓 分動 ii Abstract In this thesis according to the terrain and characteristics of the soil in western China for orchards greenhouses working conditions I designed a small remote control crawler tractor which had the lower soil Ground pressure hydraulic drive wireless remote Thesis concluded that The overall design of crawler tractor mechanical The process is the diesel engine drive belt drive transfer case hydraulic pumps hydraulic valves hydraulic motors drive shaft Design of belt drive Design of the internal of transfer case Crawler device design Unlike previous complex mechanical transmission system this design uses the structure to be dexterous sensitive hydraulic transmission design process is more concise tractor structure is more light The design of transfer case is optimization With the Simple internal structure achieving the same two shift output shaft and can provide the appropriate drive power Key words Orchard Tractor Track Hydraulic Transfer case iii 目 錄 1 緒 言 1 1 1 小型農(nóng)業(yè)機械國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 1 2 履帶式拖拉機的市場需求 2 1 2 1 履帶式拖拉機的明顯優(yōu)勢 2 1 2 2 履帶式拖拉機的市場需求 3 1 3 拖拉機無線遙控裝置 3 1 3 1 遙控機械的工作原理 4 1 3 2 遙控機械滿足的條件 4 1 4 研究內(nèi)容和目的 5 2 傳動的方案選擇 6 2 1 方案一的分析 6 2 2 方案二的分析 6 2 3 方案的比較和選擇 7 3 拖拉機機體的設(shè)計和計算 9 3 1 額定牽引力的計算 9 3 2 拖拉機速度的確定 9 3 3 發(fā)動機功率的計算 10 3 4 質(zhì)量參數(shù)的計算 10 3 5 行走裝置的計算 10 3 6 軌距的計算 11 3 7 軸距的計算 11 3 8 離地間距的選取 11 3 9 拖拉機的總體布置 11 4 帶傳動的設(shè)計與計算 13 4 1 確定計算功率 13 4 2 選擇 V 帶的帶型 13 4 3 確定帶輪的基準直徑和帶速 13 4 3 1 初選小帶輪的基準直徑 13 4 3 2 驗算帶速 13 4 3 3 計算大帶輪的基準直徑 13 4 4 確定 V 帶的中心距和基準長度 13 4 4 1 初定中心距 13 4 4 2 基準長度 14 4 4 3 確定中心距 14 4 5 驗算小帶輪上的包角 14 4 6 計算帶的根數(shù) 14 4 7 計算 v 帶的初拉力的最小值 14 4 8 壓軸力的計算 15 5 分動箱的設(shè)計計算 16 iv 5 1 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 16 5 2 齒輪的設(shè)計計算 18 5 2 1 齒輪材料及熱處理 18 5 2 2 選齒寬系數(shù) 18 5 2 3 選齒輪精度 18 5 2 4 選齒輪齒數(shù) 18 5 2 5 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 閉式軟齒面?zhèn)鲃?19 5 2 6 校核齒面接觸疲勞強度 20 5 2 7 校核齒根彎曲疲勞強度 22 5 2 8 對大小齒輪進行結(jié)構(gòu)設(shè)計 23 5 3 軸 的設(shè)計 計算和校核 24 5 3 1 計算齒輪受力 24 5 3 2 對軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計 24 5 3 3 軸的受力簡圖 25 5 3 4 軸垂直面的受力圖及彎矩圖 26 5 3 5 軸水平面受力圖及彎矩圖 26 5 3 6 初步合成彎矩圖 26 5 3 7 聯(lián)軸器徑向力彎矩圖 27 5 3 8 合成彎矩圖 27 5 3 9 扭矩圖 27 5 3 10 計算彎矩圖 27 5 3 11 按彎矩校核軸的強度 29 5 4 軸 的設(shè)計計算 校核 32 5 4 1 計算齒輪受力 32 5 4 2 對軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計 32 5 4 3 軸的受力簡圖 33 5 4 4 軸水平面受力圖及彎矩圖 33 5 4 5 按彎矩校核軸的強度 33 5 4 6 疲勞強度安全系數(shù)校核 34 5 5 軸 的設(shè)計 36 5 6 軸承的校核計算 36 5 7 聯(lián)軸器的設(shè)計計算 校核 37 5 7 1 選聯(lián)軸器 37 5 7 2 聯(lián)軸器的參數(shù) 37 5 7 3 校核橡膠圈強度 38 5 7 4 校核柱銷彎曲強度 38 5 7 5 校核見聯(lián)結(jié)的強度 38 5 8 鍵的校核計算 39 5 8 1 對大帶輪上的鍵進行校核計算 39 5 8 2 對齒輪 1 上的鍵進行校核計算 40 5 9 分動箱機體結(jié)構(gòu)尺寸 40 6 履帶式拖拉機的行走系 42 v 6 1 行走系的總體設(shè)計 42 6 1 1 行走系類型的選擇 42 6 1 2 懸架形式選擇 42 6 1 3 整體臺車行走系總布置 42 6 2 履帶行走裝置 44 6 2 1 履帶 44 6 2 2 履帶驅(qū)動輪 45 6 2 3 驅(qū)動輪節(jié)距 45 6 2 4 驅(qū)動輪齒數(shù) 45 6 2 5 齒形曲線 45 6 2 6 履帶張緊緩沖裝置 47 總 結(jié) 48 致 謝 49 參考文獻 50 vi vii viii ix x xi xii 1 1 緒 言 拖拉機是農(nóng)民的重要生產(chǎn)工具 拖拉機有托運莊稼 犁地等功能 拖拉機是農(nóng)用 機械的一大主力軍 尤其是由于越來越多的人們幵始關(guān)注食品安全 呼吁健康 綠色 食品 因而設(shè)施農(nóng)業(yè)得到了廣泛發(fā)展 高效設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的顯著標志 是最有 活力的農(nóng)業(yè)新產(chǎn)業(yè) 近幾年 我國設(shè)施栽培面積逐年增加 而我國設(shè)施農(nóng)業(yè)起步較晚 機械化作業(yè)水平較低 作業(yè)質(zhì)量也較差 除耕整地大大多采用機械化外 施肥 播種 移栽等很多作業(yè)環(huán)節(jié)主要由人工完成 由于我國目前大棚型結(jié)構(gòu)設(shè)計時未考慮機械作 業(yè)裝備進大棚的要求 一些大中型自走式動力拖拉機難以在大棚內(nèi)實施 故而相應(yīng)的 配套機具也難以在大棚內(nèi)發(fā)揮其效用 直接制約著設(shè)施栽培產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展 因此 開發(fā)一種多功能小型化的高配套率大棚用拖拉機顯得很有必要 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志之一 用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備農(nóng)業(yè) 大幅提高農(nóng)業(yè)土地產(chǎn)出 率 資源利用率和勞動生產(chǎn)率 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的機械化和信息化 而小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機械是 大田農(nóng)業(yè)機械化的一個重要補充 中國地域遼闊 自然條件差異很大 不少地區(qū)地塊 小 不可能應(yīng)用大田農(nóng)作機械和方法推進農(nóng)業(yè)機械化 現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè) 蔬菜園藝 園林業(yè)都對發(fā)展小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機械裝備和更快地采用新 技術(shù)提出了迫切的需求 發(fā)展小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機械 提高其科學技術(shù)水平和振興我國小 型農(nóng)業(yè)作業(yè)機械裝備制造業(yè) 對于加快促進我國農(nóng)業(yè)綜合機械化有著重要的現(xiàn)實意義 1 1 小型農(nóng)業(yè)機械國內(nèi)外現(xiàn)狀 小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機械 small agricultural machinery SAM 特指那些體積小 重量輕 適合單人作 具有自主動力而無須掛接在其他動力設(shè)備上的微小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機具 它 廣泛應(yīng)用與農(nóng)業(yè) 林業(yè)和牧業(yè)生產(chǎn)中 而且小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機是當前實現(xiàn)高效設(shè)施農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)機械化的最重要的生產(chǎn)設(shè)備之一 為塑料大棚 溫室等人工設(shè)施內(nèi)的機械化作業(yè) 奠定了基礎(chǔ) 鑒于設(shè)施農(nóng)業(yè)利用人工設(shè)施提供的良好環(huán)境 能克服傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的限制 有效地打破時季 地域約束 提高土地資源利用率 可充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)生物的遺傳潛力 從而獲得速生 高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品 使單位面積的生產(chǎn)能力成倍乃至數(shù)十倍地增長 因此 設(shè)施農(nóng)業(yè)已引起我國各地區(qū)的廣泛重視 總栽培面積已達 120 萬公頃以上 如 此巨大的栽培面積已經(jīng)早就了與之配套的機械化作業(yè)機具產(chǎn)品市場 據(jù)有關(guān)部門預(yù)測 2 國內(nèi)市場設(shè)施農(nóng)業(yè)用小型作業(yè)機的年需求量已達到 10 萬套以上 另外還具有巨大的出 口前景 在林業(yè) 牧業(yè)以及果樹栽培和城市園林建設(shè)等方面 專用小型作業(yè)機的需求 也日益增加 農(nóng)村的果樹種植面積在不斷擴大 并在向機械化作業(yè)發(fā)展 因此相關(guān)的 微小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機市場潛力巨大 從國內(nèi)外文獻資料檢索情況看 國內(nèi)主要的研究成果包括 鎮(zhèn)江市農(nóng)機化研究所 蔣支禾等研究了旋耕復(fù)式作業(yè)機械的模塊化設(shè)計問題 山東省臨沂市臨沂商校甄子健 等提出了一種對畦壟耕整施播鋪模塊式聯(lián)合作業(yè)機 可以完成耕整地 施肥 播種 鋪膜全套耕播期作業(yè)的聯(lián)合作業(yè)機械 國際上的主要研究情況包括 亞世亞綜合機械株式會社金雄吉研究了一種果園聯(lián) 合操縱機 各種工作機構(gòu)能安裝在一個聯(lián)合操縱機車身上 而工作機的運轉(zhuǎn)只用聯(lián)合 操縱機車身的引擎動力就能進行 無須每部作業(yè)機有另外的動力源 因此 各種水果 栽培作業(yè)能同時進行 可用于病蟲害防治作業(yè) 翻轉(zhuǎn)作業(yè) 耕作除草作業(yè) 蓋土作業(yè) 修枝作業(yè)和混合肥料噴灑作業(yè) 從中國的國情來看 直接從國外進口小型作業(yè)機械 除了產(chǎn)品價格過于昂貴 如 日本洋馬公司和意大利歐洲系統(tǒng)公司只有單一功能的 2 265 2 9kw 旋耕機價格分別約為 人民幣 17000 元和 7000 元 不易打開市場外 還存在配件供應(yīng) 維修和對我國耕作 特點適應(yīng)等方面的問題 小型農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計現(xiàn)狀 農(nóng)業(yè)機械屬于制造業(yè)范疇 門類廣 種類多 市場需求巨大 據(jù)統(tǒng)計 目前我國 農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品擁有 14 大類 95 小類 3000 多種產(chǎn)品 但綜觀我國農(nóng)機產(chǎn)品的現(xiàn)狀 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理 主要是一些技術(shù)含量較低的小型拖拉機 單缸柴油機 三輪農(nóng)用 車等 而技術(shù)含量高 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整中急需的大功率拖拉機 收獲機械 農(nóng)產(chǎn)品 深加工裝備等 主要依靠進口 針對這些一系列問題 我們國家迫切需要發(fā)展與小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機具配套的動力機 械 1 2 履帶式拖拉機的市場需求 3 1 2 1 履帶式拖拉機的明顯優(yōu)勢 履帶式拖拉機的接地面積大 接地比壓相對較低 從 51 8kW 到 118 4kW 的各型 拖拉機的接地比壓為 30 50kPa 而同級別的輪式拖拉機接地比壓要大的多 以 96 2kW 拖拉機為例 東方紅 1302 履帶機接地比壓 裝推土鏟 為 47 7kPa 東方紅 1304 輪式機的接地比壓約為 104kPa 相當于履帶拖拉機的二倍多 1 整地作業(yè) 無論是糧作區(qū)還是棉作區(qū)的播前整地和耙地作業(yè) 農(nóng)民普遍選擇使用履帶式拖拉 機 原因是履帶式拖拉機的接地壓力小 不會對翻耕過的土壤造成多次反復(fù)的碾壓 而輪式拖拉機在整地和耙地作業(yè)時輪胎在翻耕過的土壤上反復(fù)碾壓造成對土壤的多次 壓實 不利于播種后種子生長發(fā)育 還有輪式拖拉機犁地作業(yè)時 一只后輪始終行走 在犁溝中 輪胎對已耕地的反復(fù)碾壓形成堅實的犁底層 不利于作物生長 影響產(chǎn)量 因此 農(nóng)民在整地 耙地作業(yè)時都愿意使用履帶式拖拉機 2 播種作業(yè) 一些地域輪式拖拉機播種作業(yè)時后輪碾壓的深溝造成種籽播種深度和覆土不一致 給播種質(zhì)量帶來極不利的影響 而且給后續(xù)的澆水作業(yè)也帶來困難 因此 普遍選擇 履帶式拖拉機播種 3 幾乎所有近山區(qū)種植糧油作物的農(nóng)戶毫無例外的選擇履帶式拖拉機 由于近山區(qū)的大部分耕地坡度較大 而輪式拖拉機在坡地作業(yè)時穩(wěn)定性差不安全 作業(yè)質(zhì)量也差 農(nóng)戶普遍選擇履帶式拖拉機進行犁地 耕地 耙地作業(yè) 棉花及其他 經(jīng)濟作物種植區(qū)域的農(nóng)戶耙地作業(yè)仍然普遍選擇履帶式拖拉機 主要原因仍然是輪式 拖拉 機碾壓土壤嚴重 履帶式拖拉機具有良好的平地通過性和越障能力 對松軟 路面的適應(yīng)性好 而且履帶式拖拉機牽引能力大 適于繁重作業(yè) 側(cè)向穩(wěn)定性和操級 穩(wěn)定性好 1 2 2 履帶式拖拉機的市場需求 在近山區(qū) 糧作區(qū)履帶式拖拉機的經(jīng)營效益普遍高于輪式拖拉機 據(jù)調(diào)查 在多 山地區(qū) 平均每臺履帶式拖拉機的年作業(yè)量在 400 533 公頃 最高可達 667 公頃 年 總收入在 8 17 萬元 純收入 4 10 萬元 而當?shù)氐妮喪酵侠瓩C經(jīng)營效益就差多了 大 4 部分找不到活干 只好到外地找活干 所以 這幾年在一些區(qū)域的農(nóng)戶中購買東方紅 履帶式拖拉機的熱情高漲 相反 大馬力輪式拖拉機的購買冷落 1 3 拖拉機無線遙控裝置 拖拉機無線遙控裝置是 2000 年初研制成功的機電一體化的農(nóng)機新產(chǎn)品 把它安裝 在拖拉機 包括耕整機 上 可以遙控拖拉機的離合 轉(zhuǎn)向 油門 使原來的拖拉機變?yōu)?遙控拖拉機 操作時 操作人員可以站在田邊地頭 手拿小巧的遙控器 輕松地指揮 拖拉機在田地間完成耕作任務(wù) 由于操作人員不用坐在拖拉機上或跟著拖拉機行走 因此 避免了顛簸 烈日 寒風 雨水 泥漿和灰尖等惡劣環(huán)境給駕駛員帶來的辛苦 同時 由于遙控拖拉機對操作員的體力要求低 因而男女老少都可以操作 1 3 1 遙控機械的工作原理 遙控機械與遙控機器人并沒有本質(zhì)的區(qū)別 圖 1 1 中表示了遙控器工作原理 信 號發(fā)射端對指令信號進行編碼 載波調(diào)制以及信號放大 然后通過發(fā)射天線將控制指 令以無線電波的形式發(fā)射 接收機將收到的無線電信號放大 解調(diào) 譯碼后給輸出電 路 比例閥 電磁閥 或電機接到指令信號后分別驅(qū)動相應(yīng)的油缸或傳動機構(gòu)使各工 作部件進行工作 操作指令 指令編碼器 載波調(diào)制器 功率放大器 發(fā)射天線 接收天線 指令接收機 載波調(diào)制器指令譯碼機 輸出電路 電磁閥 成比例閥 油缸 執(zhí)行機構(gòu) 電機 傳動機構(gòu) 執(zhí)行機構(gòu) 5 圖 1 1 遙控器工作原理圖 1 3 2 遙控機械滿足的條件 為了使機械能有效的發(fā)揮作用 滿足不同的工況條件 遙控機械一般應(yīng)具有遙控 與手控兩種操作方式 且手控優(yōu)先 兩者互鎖并可方便進行切換作業(yè) 遙控操作必須能夠同時完成車輛行駛控制操作和工作裝置的控制操作 行駛控制 操作包括油門的增與減 左轉(zhuǎn)彎與右轉(zhuǎn)彎 前進與后退的一 二 三擋以及油門熄火 等操作 工作裝置的控制根據(jù)不同的機械類型有所不同 1 4 研究內(nèi)容和目的 通過本課題的研究 不僅可以鍛煉學生的科研能力 培養(yǎng)動手能力 提高學生綜 合素質(zhì) 同時也是對于促進制造微型農(nóng)用拖拉機技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用做鋪墊 微型拖拉 機的研究不僅可以帶來經(jīng)濟上的效益 還能提高拖拉機在作業(yè)時的精確度 設(shè)施大棚履帶式拖拉機作為一種新型農(nóng)用耕作機械 操作方便 是適應(yīng)狹小空間 設(shè)施的新型設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備 有利于大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長 對于提高農(nóng)作物的質(zhì)量意義 重大 針對我國西部地區(qū)果園大棚等農(nóng)作環(huán)境 進行一種小型遙控履帶拖拉機的機械 結(jié)構(gòu)設(shè)計 從而實現(xiàn)在果園挖溝 旋耕 施肥等農(nóng)耕作業(yè) 內(nèi)容主要包括拖拉機傳動方案的選擇 整機結(jié)構(gòu)的設(shè)計 帶傳動的設(shè)計和履帶行 走系的設(shè)計 6 2 傳動的方案選擇 2 1 方案一的分析 機械傳動是人們經(jīng)常遇到的傳動方式之一 它通過軸 膠帶 齒輪齒條 蝸輪蝸桿 鏈輪鏈條 彈簧杠桿等各種機械零件 簡稱傳動系 把發(fā)動機或電 動機等各種原動機的動力傳遞到執(zhí)行機構(gòu)使其運動的一種傳動方式 這種方式 傳動準確可靠 操作簡單 是發(fā)展最早而到目前仍普遍采用的一種傳動方式 目前拖拉機上廣泛采用機械式傳動系 通常包括離合器 聯(lián)軸器 變速器 中 央傳動 最后傳動 見圖 2 1 圖 2 1 機械傳動系統(tǒng) 2 2 方案二的分析 液壓傳動就是用原動機 油泵 先把機械能轉(zhuǎn)化成壓力能 并利用處于密 閉容器中的液體來傳遞這個壓力能 最后在通過執(zhí)行機構(gòu)把壓力能轉(zhuǎn)換成機械 能而作功的傳動方式 圖 2 2 是液力傳動的原理圖 由圖可知 液力傳動實際上是一組離心泵一 7 渦輪機系統(tǒng) 發(fā)動機帶動離心泵旋轉(zhuǎn) 離心泵從油槽中吸入液體并帶動液體旋 轉(zhuǎn) 最后將高速液體排入導管 這樣離心泵便把發(fā)動機的機械能變成了液體的 動能 當高速液體噴到渦輪機葉片上時 渦輪轉(zhuǎn)動 從而變成渦輪軸的機械能 輸出去 液力傳動由于具有許多獨特的優(yōu)點而獲得了廣泛的應(yīng)用 發(fā)展也很快 目 前在裝載機 平地機等工程機械上已開始應(yīng)用液力傳動和液力機械傳動 圖 2 2 液力傳動原理圖 2 3 方案的比較和選擇 液力傳動之所以能在農(nóng)業(yè)機械上如此迅速的推廣采用 是因為它與其他傳 動方式比較有著許多獨特的優(yōu)點 其優(yōu)點如下 1 易于獲得交大的力和力矩 可以在負載情況下隨時起動 動作反應(yīng)靈 敏 2 能在工作過程中較方便的實現(xiàn)無級調(diào)速 且調(diào)速范圍較大 3 容易獲得較復(fù)雜的動作 而裝置的結(jié)構(gòu)卻又比較簡單 且易于布局 易于實現(xiàn)集中操作或較遠距離操作 操縱省力 有利于提高農(nóng)業(yè)機械自動化程 8 度 有利于減輕農(nóng)業(yè)工人的勞動強度 提高生產(chǎn)率等 4 能容量大 傳動機構(gòu)的能容量是指機構(gòu)輸出的能量與該機構(gòu)自身重量的 比值 能容大 意味著機構(gòu)的尺寸和重量較小時 輸出的功率卻較大 如飛機 上使用的油泵 每千瓦功率的重量只有 0 209 公斤 而電機的每千瓦功率重量 卻達 1 5 2 公斤 隨著高壓元件的發(fā)展 能容量將進一步增大 此外液壓傳動還具有 運動平穩(wěn) 易于防止過載 零件能自行潤滑 壽命 長 易于實現(xiàn)標準化 系列化等很多優(yōu)點 缺點 加工精度要求較高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多 成本高 維修困難 此外 牽 引效率也較差 如無特殊裝置 無法實現(xiàn)拖起發(fā)動機 對裝置的密封性要求較 嚴 否則油液的泄露 內(nèi)漏和外漏 和空氣的滲入都會影響工作 總之液壓傳動的優(yōu)點是主要的 突出的 而它的缺點隨著科學技術(shù)的發(fā)展 會逐步克服的 液壓傳動技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣闊的 因為設(shè)計的是小型拖 拉機 考慮到結(jié)構(gòu)簡單 選擇液壓傳動 9 3 拖拉機機體的設(shè)計和計算 3 1 額定牽引力的計算 確定拖拉機的額定牽引力 是由拖拉機配套機具在常遇工作條件下正常工 作時的平均牽引阻力 Pt 來確定 考慮到作業(yè)條件和配套機具 以及將來拖拉機 所要懸掛的農(nóng)具和土壤條件變化等因素 因此一般應(yīng)留有 10 20 的儲備 PTN 1 1 1 2 PT 對農(nóng)業(yè)拖拉機 梨耕是最基本而又繁重的作業(yè) 拖拉機犁耕作業(yè)耗功最大 牽引力的確定 首先應(yīng)滿足梨耕使用要求 因此根據(jù)犁耕作業(yè)工況來進行計算 梨耕作業(yè)所需的拖拉機牽引力為 PT Zb1hkk kgf 3 1 其中 Z 犁鏵的個數(shù) b1 單體犁寬度 cm hk 耕深 cm k 土壤比阻 kgf cm 由于是小田使用的小型拖拉機 b 1 25 Z 取 3 耕深 hk 取 22cm 適應(yīng)取 20cm 犁重 180kgf 查表得 k 取 0 5 得 PT 3 25 20 0 5 750kgf 3 2 故 PTN 1 2 PT 900kgf 3 3 3 2 拖拉機速度的確定 工作時農(nóng)業(yè)履帶拖拉機田間作業(yè)速度比輪式低 1 2km h 相關(guān)數(shù)據(jù)為 梨耕時 6 km h 10 旋耕時 2 km h 開溝時 0 5km h 緩行速度 1 5 km h 田間基本 4 8km h 運輸速度 9 11km h 倒駛 2 5km h 由于選用靜壓傳動 拖拉機可以實現(xiàn)無極變速 3 3 發(fā)動機功率的計算 在基本耕作擋下發(fā)揮額定牽引力來確定發(fā)動機功率 Ne PTNVj 270 T 3 4 Vj 牽引速度 km h T 牽引效率 對于有液壓輸出等用途的油泵 N e 為加驅(qū)動這些裝置的發(fā)動機功率 查表得 V j 4 km h T 0 7 代入數(shù)據(jù) 可得 Ne 19 04PS 1ps 0 734kW 得 14kW 考慮到驅(qū)動油泵等損失及液壓傳動過程中的效率損失 選擇常豐 ZS1125BM 柴油機 標定功率 P 18 38kW 標定轉(zhuǎn)速 n 2200r min 凈質(zhì)量 205kg 機型尺寸 mm 長 寬 高為 928 466 698 3 4 質(zhì)量參數(shù)的計算 1 最大使用質(zhì)量 Gsmax 1 5 900 1350kg 結(jié)構(gòu)質(zhì)量 參考一般小型拖拉機 質(zhì)量如東方紅 110 110 110 在 700 850kgf 之間 故得 Gj 850 kg 2 最小使用質(zhì)量 Gsmin 及配重重量 Gsmin 比 Gj 大 6 11 故取 Gsmin 1 08 Gj 918kg Gp Gsmax Gsmin 1350 918 432kgf 3 5 行走裝置的計算 履帶接地長度 L0 履帶板寬 b L0 cm 3 5 11 平均接地壓力 qp 一般用 0 35 L 0 b 對提高牽引附著性有較大影響 窄而長 的履帶滾動阻力小 有較好的牽引附著性能 但轉(zhuǎn)向阻力矩較大 查表得 L0 b 一 般用 5 78 所以 L0b 1928 57 3 6 解得 b 18 63cm 107 7cm 3 6 軌距的計算 耕地時不發(fā)生偏牽引 B z 1 b 1 2 b 10 cm 3 7 B 3 1 25 2 5 18 63 10 61 37cm 3 8 履帶板外緣至犁溝壁的距離 5 10cm 取 5cm 3 7 軸距的計算 接地長度和結(jié)構(gòu)布置 由總重小于 10t 時 L B 在 1 12 1 38 之間 取 1 12 計 算可得出 L B 1 12 L 1 12 B 68 7344cm 3 8 離地間距的選取 一般小型履帶拖拉機的離地間隙為 200 300mm 3 9 拖拉機的總體布置 機架形式的選擇 全架式 見圖 3 1 是由縱橫梁組成完整的框架 各部件上 這樣 部件拆裝方便 但剛性較差 12 圖 3 1 總體布置圖 1 縱梁 2 臺車軸 3 后軸 4 縱梁 5 后橫梁 6 前橫梁 7 前梁 由于本設(shè)計中采用液壓傳動系統(tǒng)且由遙控器控制的 故本拖拉機上無駕駛 座 也沒有機械傳動的離合器 聯(lián)軸器 變速器 中央傳動 最后傳動等 僅 有柴油機 分動箱 行走系統(tǒng) 液壓閥以及電路控制裝置 見圖 3 2 液壓油路和遙控電路部分的設(shè)計和選擇 此處不做具體說明 選擇 CB FD10 齒輪泵 壓力 20 25MPa 轉(zhuǎn)速為 2000r min 選擇 CM 型齒輪馬達 CM F32C 排量 32 4mL r 1 額定壓力 14 MPa 轉(zhuǎn)矩為 51 6N m 本說明書主要對機械傳動部分進行計算設(shè)計 分別包括帶傳動 分動箱 履帶行走系統(tǒng) 13 圖 3 2 傳動系統(tǒng)圖 4 帶傳動的設(shè)計與計算 4 1 確定計算功率 查表得 KA 1 1 所以 KA KA P 1 1 18 38 20 218kW 4 1 4 2 選擇 V 帶的帶型 14 根據(jù) PCa n 查表得 V 帶選用 SPZ 型 4 3 確定帶輪的基準直徑和帶速 4 3 1 初選小帶輪的基準直徑 dd1 查表 取小帶輪的基準直徑 dd1 150mm 4 3 2 驗算帶速 V V 17 28m s 4 2 因為 5m s v 30m s 故帶速合適 4 3 3 計算大帶輪的基準直徑 dd2 選擇傳動比 i 為 1 2 dd2 idd1 1 2150 180mm 4 3 4 4 確定 V 帶的中心距和基準長度 4 4 1 初定中心距 a0 根據(jù) 0 7 dd1 dd2 2 dd1 dd2 a 0 取 575mm 4 4 2 基準長度 Ld Ld02a0 dd1 dd2 4 4 0 2da4 12 由式 4 4 得 Ld0 2 150 180 1669mm 4 5 查表得基準長度 Ld 1600mm 15 4 4 3 確定中心距 a a0 575 mm 541mm 4 6 中心距的變化范圍為 231 660mm 4 5 驗算小帶輪上的包角 180 180 177 90 4 a3 57d12 5413 708 7 4 6 計算帶的根數(shù) 計算單根 v 帶的額定功率 Pr 由 150mm 和 n 2200r min 查表得 6 2225kW 根據(jù) n 2200r min i 1 2 和 SPZ 型帶 查表得傳動功率的增量 0 275kW 查表得 0 99 1 于是 Pr 6 2225 0 275 0 99 1 6 43kW 4 8 計算 v 帶的根數(shù) Z Z 3 14 取 3 根 43 62180rcaP 4 7 計算 v 帶的初拉力的最小值 查表得 SPA 型帶的單位長度質(zhì)量 q 0 07kg mm 所以 min 500a 500 318 3N 28 170 28 1739 0 25 4 9 應(yīng)使帶的實際初拉力 4 8 壓軸力的計算 壓軸力的最小值為 16 Fp min 2Z sin 1909N 4 2a1 10 17 5 分動箱的設(shè)計計算 分動箱結(jié)構(gòu)簡圖見圖 5 1 圖 5 1 分動箱結(jié)構(gòu) 5 1 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) V 帶的傳動效率為 93 滾動軸承效率 99 閉式齒輪傳動效率 1 2 98 聯(lián)軸器的傳動效率為 3 5 94 初選選擇齒輪 1 和 2 的傳動比為 4 1 2 和 3 的傳動比為 0 244 1i 2i 軸 的輸入功率為 P 18 38 0 93 17 09kW 1 輸出功率為齒輪 1 功率 和泵 1 的功率 其中 8kW 轉(zhuǎn)速 n i 2200 1 2 1833 33r min1n 輸入轉(zhuǎn)矩 18 8 9 N mm16np05 9I 輸出轉(zhuǎn)矩 44277 35N mm16np05 9 41672 8 N mm126 軸 的輸入功率為 P 8 0 17 09 0 99 0 98 8 0 995 8 5kW 轉(zhuǎn) 速 n2 n1 i1 1833 33 4 1 447 15 r min 輸入轉(zhuǎn)矩 1 815 N mm26np05 9 軸 的輸入功率為 0 99 0 98 8 247kW 轉(zhuǎn)速 n3 n i2 7516 65 0 244 1833 33 r min 輸入轉(zhuǎn)矩 4 296 N mm 36np105 9 運動和動力參數(shù)見表 5 1 表 5 1 運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表 效率 P kW 轉(zhuǎn)矩 T N m 軸名 輸入 輸出 輸入 輸出 轉(zhuǎn)速 n r min 傳動比 i 效率 柴油機 18 4 2200 帶傳動 18 4 17 1 1833 33 1 2 0 93 19 軸 17 1 8 5 89 88 11 1833 33 4 1 軸 8 5 8 4 181 5 179 7 447 15 軸 8 25 8 16 42 96 42 53 1833 33 0 244 0 97 5 2 齒輪的設(shè)計計算 5 2 1 齒輪材料及熱處理 齒輪 1 用 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 硬度 241 286HBS 齒輪 2 用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理 硬度 260 280HBS 齒輪 3 選 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 硬度 241 286HBS 5 2 2 選齒寬系數(shù) 查表 選 d 1 軟齒面 非對稱分布 直齒輪 軸承剛度大 載荷穩(wěn)定 5 2 3 選齒輪精度 查表 選 8 級精度 估計節(jié)點圓周速度 v 6 m s 5 2 4 選齒輪齒數(shù) 25 閉式軟齒面齒輪傳動 齒數(shù)多一些 1z 25 102 5 取 102 21i2z 4 08 u12 20 0 244 102 24 888 取 25 3z2i 3z 25 0 245 u3z2 5 2 5 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 閉式軟齒面?zhèn)鲃?查表 A d 81 4 96 5 取 Ad 95 查附表得 輪 1 的接觸疲勞極限 Hlim1 1 33HBS 366 7 1 33 286 366 7 747 08N 齒輪 2 的接觸疲勞極限 Hlim2 HBS 348 3 280 348 3 628 3N 齒輪 3 的接觸疲勞極限 Hlim3 1 33HBS 366 7 1 33 286 366 7 747 08N 許用接觸應(yīng)力 0 9 0 9 747 08 672 372 N d1 53 43mm 計算模數(shù) m 53 43 2 14mm 取 m 2 51zd 齒輪 1 分度圓直徑 2 5 25 62 5mm 11m 齒輪的計算齒寬 62 51d1b 取齒輪 1 的齒寬 65mm 1 齒輪 2 的齒寬 60mm 2b 齒輪 3 的齒寬 21 65 3b 中心距 m 2 5 102 25 158 75mm 1a221z 158 75mm a 5 2 6 校核齒面接觸疲勞強度 節(jié)點線速度 V 5 9999m 在預(yù)計 v 6 m s 范圍內(nèi) 使用情況 1 25 原動機柴油機 中等沖擊 工作機為液壓泵 均勻平AK 穩(wěn) 查表得 1 976 1 236 3 18 1 21V 查表得 選 A B C b1 21db A 1 09 B 0 16 C 0 31 KH 1 09 0 16 0 31 1 28 25 6 查表得取 0 207 1 22 b h 65 2 5 4 5 5 777 查表得 齒間載荷分配系數(shù) KH 1 32 1 1 45 1 88 3 2 COS 1 88 3 2 COS 1 72 21Z 1025 重合度系數(shù) 22 87 032 1 4 Yz 69 575 02 載荷系數(shù) KH 1 25 1 21 1 28 2 55 KF 1 25 1 21 1 22 1 45 2 68 彈性系數(shù) 189 8 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 50 2cos20tancostan2 接觸最小安全系數(shù) 1 05 查表 一般可靠度 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 60rnth 60 1 1833 33 8 300 10 2 64 2 64 4 1 0 644 2 64 接觸壽命系數(shù)查附表得 允許有一定點蝕 938 0164 20 76 91 NZ 允許有一定點蝕 1 76 97 922 H 0 93 允許有一定點蝕 6661 7N 05 193874Hlim1 SZN 23 H2 647 15N 05 13628lim SZN 21bdu IHZETK245 61 098 87 2 9 615 6 N 661 7N 齒面接觸疲勞強度安全 5 2 7 校核齒根彎曲疲勞強度 齒形系數(shù) 2 65 2 2 應(yīng)力修正系數(shù) 1 575 1 8 彎曲最小安全系數(shù) 1 25 彎曲壽命系數(shù) 0 85 0 87 尺寸系數(shù) 0 8 由附表得彎曲疲勞極限 Flim1 0 844HBS 377 9 0 44 286 377 9 503 74 N Flim2 0 44HBS 331 7 0 44 280 331 7 454 9N 許用彎曲應(yīng)力 F1 274 0356N 25 18 07403lim1F XNSY F2 253 29 N 9li2X F1 69 057 162 156082 411 YbdTKSFI 293 8N 274 0356 N 24 F2 79 89 N S 安全 2 從 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W 0 1 0 1 抗扭截面系數(shù) 0 2 10974 4 彎曲應(yīng)力 W 5487 2 19 6N 0 按對稱循環(huán)變化 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 8 9 10974 4 8 11 N 4 055N 按脈動循環(huán)變化 查 6 P330 附表 3 配合零件的綜合影響系數(shù) 33 19 3 S 4 5 S 1 5 故安全 5 4 軸 的設(shè)計計算 校核 5 4 1 計算齒輪受力 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 0 齒輪的分度圓直徑 d1 255mm 齒輪上的圓周力 Ft2 2 d2 2 255 1423 53N 齒輪上的徑向力為 Fr2 Ft2 tan 1423 53 tan20 518 5N 5 4 2 對軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑 選 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 600 N 355 N 4 P27 表 2 7 查 6 p314 表 16 2 選用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 30 40 N 系數(shù) A 118 106 選 A 112 d A mm 112 15 44mm 2 選取各段直徑 d1 與軸承配合 選用深溝球軸承 6306 4 P66 主要尺寸為 d 30mm D 72mm B 19mm damin 37mm Da 65mm ra 1 1 取 d1 30mm d2 應(yīng)大于 d1 此段與齒輪輪轂配合 且考慮到 d2 軸為外花鍵 參照 4 P11 表 34 1 16 選標準尺 d2 38mm d3 d1 30mm 軸兩端選用相同的軸承 3 選各段長度 由 l1 52 5 齒輪輪轂長為 60mm 在保證與齒輪一嚙合的條件下 保證滑 移距離 可確定軸的各段長度 見圖 5 5 5 4 3 軸的受力簡圖 把兩滾動軸承簡化成鉸支 作用點在軸承中點處 把作用在齒輪上的力簡 化成集中力 受力簡圖見圖 5 6b 5 4 4 軸水平面受力圖及彎矩圖 軸水平受力圖見圖 5 6c 軸承 A B 的支反力 2 2 1423 53 52 5 234 638 8N AyRBDFt 2 2 2 1423 53 638 8 2208 26N BtAy D 點彎矩為 DyMmNRB 65193 526 08 水平彎矩圖見圖 5 6 35 5 4 5 按彎矩校核軸的強度 由簡圖可看出 D 截面是危險截面 1 D 截面校核 圖 5 6 軸 受力分析圖 2 D 截面的抗彎截面系數(shù) 3424 18 2738463 mDdbzdW 公式見 6 P332 附錄表 7 2 59 41 27 65 193 NMcac 查 6 P315 表 16 3 604 1 mmNBb 鋼 安 全 1bca 36 5 4 6 疲勞強度安全系數(shù)校核 選 38 和 30 過度處的截面 它到 D 截面 35mm 定為 截面 1 從 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W 0 1 0 1 彎矩 彎曲應(yīng)力 W 2700 14 88N 0 按對稱循環(huán)變化 由 D d 38 30 1 27 取 r d 0 04 r 0 04 30 1 2mm 查 6 P329 附表 1 有效應(yīng)力集中系數(shù) 2 查 6 P331 附表 5 表面狀態(tài)系數(shù) 0 925 查 6 P331 附表 6 尺寸系數(shù) 0 88 取壽命系數(shù) 查 6 P41 表 3 2 0 44 600 264 1 7 264 449 等效系數(shù) 2 0 176 安全系數(shù) 7 22 查 6 P316 選 S 1 5 S S 安全 2 從 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 37 W Ddbzd32 24 彎曲應(yīng)力 W 2722 18 14 76N 0 按對稱循環(huán)變化 查 6 P330 附表 3 配合零件的綜合影響系數(shù) S 1 5 故安全 5 5 軸 的設(shè)計 為方便設(shè)計加工 軸 與軸 的結(jié)構(gòu)基本相同 去掉軸 上的帶輪連接部 分 則設(shè)計出軸 如圖 5 7 圖 5 7 軸 機構(gòu)簡圖 5 6 軸承的校核計算 由于分動箱中全部使用的是深溝球軸承 6306 可承受純軸向載荷 故只 用選擇最危險的進行校核即可 經(jīng)分析 選則軸 上的滾動軸承校核 由 4 p66 查出 6306 軸承的基本額定靜載荷 基本額定動載荷 由于 Fa 0 Fa Fr 0 38 查 6 3 74 表 18 7 判斷系數(shù) e 0 19 Fa Fr1 024000h 所以 滿足要求 5 7 聯(lián)軸器的設(shè)計計算 校核 軸 與泵體連接需要聯(lián)軸器 考慮到軸 的轉(zhuǎn)速為 1833 33r min 轉(zhuǎn)速較 高 應(yīng)選擇有彈性元件的撓性聯(lián)軸器 從制造容易 裝拆方便出發(fā) 選擇彈性 圈柱銷聯(lián)軸器 聯(lián)軸器傳遞的功率為 8 08kW 聯(lián)軸器 A 的計算轉(zhuǎn)矩 KT 其中 k 載荷系數(shù) k 2 3 6 p406 表 19 3 T 名義轉(zhuǎn)矩 T 9 55 n1 9 55 8 08 1833 33 4 21 N mm Tc KT 2 3 4 21 0 97 N mm 5 7 1 選聯(lián)軸器 由 0 97 N mm n1 1833 33r min d 25mm dl 25mm CB 10 齒輪泵的軸徑為 25mm 3 p342 TL5 型表 4 它的公稱轉(zhuǎn)矩為 1 25 N mm 許用轉(zhuǎn)速為 39 3600r min 軸孔范圍 25 35mm 均能滿足要求 5 7 2 聯(lián)軸器的參數(shù) 如圖 5 8 所示 D1 90mm d 14mm z 6 a 17mm b s 38mm 查 6 p418 柱銷的許用彎曲應(yīng)力 0 4 0 4 360 144N 選 45 鋼作 柱銷 360 N 查 6 p418 橡膠圈的許用壓強 P 2N 5 7 3 校核橡膠圈強度 P 0 84 P 2 N 滿足要求 圖 5 8 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖 5 7 4 校核柱銷彎曲強度 31N 144N 滿足要求 40 5 7 5 校核見聯(lián)結(jié)的強度 選用普通平鍵 軸徑 d 25mm 聯(lián)軸器與軸 見用平鍵 8 7 32 GB1096 2003 摘錄 聯(lián)軸器與泵間用鍵 8 7 40 GB1096 2003 摘錄 校核擠壓強度 式中 T 4 21 N mm 0 5h 0 5 7 3 5mm d 25mm L b 32 8 24mm 與軸 L b 40 8 32mm 與泵 60N mm 查 6 P126 表 7 1 聯(lián)軸器用鑄鐵制造 輕微沖擊 與軸 與泵 可見 均能滿足要求 5 8 鍵的校核計算 在分動器的設(shè)計中總共使用了四個鍵 均為普通平鍵 分別為 1 軸 與帶輪連接的鍵 8 7 32 GB1096 2003 摘錄 2 軸 與齒輪 1 連接的鍵 12 8 50 GB1096 2003 摘錄 3 軸 與聯(lián)軸器連接的鍵 8 7 32 GB1096 2003 摘錄 4 軸 與齒輪 3 連接的鍵 8 7 32 GB1096 2003 摘錄 5 8 1 對大帶輪上的鍵進行校核計算 41 校核擠壓強度 式中 T 8 9 N mm 0 5h 0 5 7 3 5mm d 25mm L b 32 8 24mm 100N mm 查 6 P126 表 7 1 帶輪用鑄鋼制造 輕微沖擊 可見 均能滿足要求 5 8 2 對齒輪 1 上的鍵進行校核計算 校核擠壓強度 式中 T 4 43 N mm 0 5h 0 5 8 4mm d 38mm L b 50 12 38mm 100N mm 查 6 P126 表 7 1 軸 用鑄鋼制造 輕微沖擊 可見 均能滿足要求 5 9 分動箱機體結(jié)構(gòu)尺寸 分動箱殼體的尺寸見表 5 1 表 5 2 分動箱機體結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號 尺寸 mm 機座壁厚 8 機蓋壁厚 8 42 名稱 符號 尺寸 mm 地腳螺釘直徑 選 M16 軸承端蓋螺釘直徑 選 M8 地腳螺釘數(shù)目 n 4 機蓋與機座連接螺栓的直徑 選 M8 連接螺栓 的間距 l 150 窺視孔蓋的螺釘直徑 M6 定位銷直徑 d 6 至外機壁距離 22 至外機壁距離 13 至凸緣邊緣距離 24 至凸緣邊緣距離 11 大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離 1 10 齒輪端面與內(nèi)機壁距離 2 10 43 履帶式拖拉機行走系由懸架和履帶行走裝置組成 懸架包括連接拖拉機機 體 或車架 與支重輪總成的全部構(gòu)建 履帶行走裝置 又名履帶推進器 包 括履帶 驅(qū)動輪 支重輪 張緊輪及張緊緩沖裝置 托輪等 6 1 行走系的總體設(shè)計 6 1 1 行走系類型的選擇 考慮到拖拉機工作速度 作業(yè)要求 地面種類 土壤 及不平程度以及簡 單可靠 維修方便等因素 選擇整體臺車行走系 其每側(cè)各支重輪軸線相對固定 間距較小 則在松軟平坦地面接地壓力均 勻 附著性能較好 適合牽引 推土作業(yè) 同時結(jié)構(gòu)堅固 臺車架上安裝作業(yè) 機具方便 6 1 2 懸架形式選擇 懸架用來聯(lián)結(jié)機體和支重輪 拖拉機在機體上配置裝載 吊裝 挖掘 埋 管等作業(yè) 因懸架上負荷沉重變化大 要求機體穩(wěn)定堅固 且小型拖拉機因速 度低 為使結(jié)構(gòu)簡單 故采用剛性懸架 6 1 3 整體臺車行走系總布置 整體臺車行走系總布置簡圖見圖 6 1 其張緊輪軸到驅(qū)動輪軸的水平距離 通常等于拖拉機履帶接地長度 L 1 驅(qū)動輪 為縮短履帶驅(qū)動段的長度以減少行走系功率損耗與履帶等零件 的磨損 大多數(shù)拖拉機驅(qū)動輪后置 2 擺動軸 擺動軸和驅(qū)動軸線可以重合 亦可不重合 為減少驅(qū)動段長度 變化 擺動軸常比驅(qū)動輪軸低些 應(yīng)盡量減少 3 懸架前聯(lián)結(jié)點 該處到驅(qū)動輪軸水平距離 L 一般為 0 7L 左右 以 44 保證彈簧支承重量和非彈簧支承重量的適當分配 聯(lián)接點在發(fā)動機前支點附近 4 履帶 常用剛度和強度較好的整體式履帶 履帶節(jié)距 t1 19 5 19 5 118 2mm 支重輪和履帶后傾角 通常 2 3 2 6 271 86 307 32mm 盡量減小 可縮短履帶驅(qū)動段長度并改善縱向穩(wěn)定性 100mm 通常為 2 4 既保證在松軟地面的接地壓力 又減小了滾動阻力和在硬路 面的轉(zhuǎn)向阻力 選擇彈性懸架的 應(yīng)注意防止后聯(lián)接點彈簧變形時驅(qū)動輪碰 到地面 除個別外 支重輪基本等距分布 為保證接地壓力均勻 一般 支重輪直徑 118 2 147 75mm 選擇 219mm 每側(cè)支重輪數(shù) 選 6 履帶張緊輪 引導輪 前惰輪 導向輪 和履帶前傾角 為便于上方區(qū) 段履帶順勢下滑 履帶銷在張緊輪上端位置應(yīng)比驅(qū)動輪節(jié)圓上端低 10 60mm 下端的 一般為 10 60mm 相應(yīng)的 應(yīng)不小于 1 在此范圍內(nèi) 選擇盡可能大 的張緊輪直徑 取 250mm 而在較堅實土壤上工作 和 可大些 選 擇 20 15 托輪 小型拖拉機可不裝托輪 45 圖 6 1 整體臺車行走系總布置簡圖 6 2 履帶行走裝置 6 2 1 履帶 金屬履帶應(yīng)用最廣 按結(jié)構(gòu)選擇整體式 整體式履帶重量輕 一般占拖拉 機重量的 10 15 制造拆裝簡單 成本低 高速行駛功率損耗小 但修理不 便 合金鋼用量大 銷控間隙大 泥沙易進入 壽命短 其履帶板常用 2GMn13 高錳鋼 制造 水中淬火成奧氏體組織 HB156 229 使用中節(jié)銷等處 受擠壓而硬化 因冷作硬化 孔一般不加工 整體式履帶板也可用 35Mn 35SiMn 350CrMn2 或 QT60 2 球磨鑄鐵 經(jīng)等溫淬火處理 制造 根 據(jù)西部地區(qū)的土壤特點 旱田 選擇窄履帶 設(shè)計是要注意節(jié)銷與履刺在一節(jié)履帶上的位置 其中節(jié)銷的位置和履帶與 驅(qū)動輪齒的嚙合方式有關(guān) 見圖 6 2 大多數(shù)采用推式 其節(jié)銷布置在每節(jié)接地 履帶的前部 以減少節(jié)銷與驅(qū)動輪輪齒的磨合 提高嚙合效率 46 圖 6 2 節(jié)銷與履帶的嚙合方式 a 推式 b 拉式 通常履帶銷直徑 0 18 0 245 21 3 29mm 履刺布置在每節(jié)履帶后 方 這樣出土容易 入土是擠壓土壤 減少打滑 履刺高度影響整車附著性能 行駛阻力和轉(zhuǎn)向阻力 6 2 2 履帶驅(qū)動輪 驅(qū)動輪和履帶的嚙合方式主要有節(jié)銷式和節(jié)齒式兩種 此處選用節(jié)銷式嚙 合 節(jié)齒式嚙合多用于需要加強履帶板剛度和強度的場合 6 2 3 驅(qū)動輪節(jié)距 驅(qū)動輪相鄰嚙合齒在節(jié)圓上的弦長 通常稱為驅(qū)動輪節(jié)距 驅(qū)動輪節(jié)距 等于履帶節(jié)距時 稱為正常嚙合 驅(qū)動輪節(jié)距大于或小于履帶節(jié)距時 稱為特 殊嚙合 一般選擇正常嚙合 這樣能同時有幾個齒將驅(qū)動輪扭矩傳給履帶 并 且相應(yīng)的采用推式嚙合 以降低總摩擦功 47 6 2 4 驅(qū)動輪齒數(shù) 驅(qū)動輪轉(zhuǎn)一圈 參與嚙合的工作齒數(shù) Z 一般為 10 15 選擇 Z 10 驅(qū)動輪 的實際齒數(shù) 2Z 20 6 2 5 齒形曲線 根據(jù)齒面形狀 驅(qū)動輪齒可以分為凹齒形 直線齒形 凸齒齒形 選擇凹 齒形設(shè)計 見圖 6 3 節(jié)圓直徑 382 5mm 齒形 角 和齒頂分別是半徑為 r 和 的圓弧 圓弧 之間為 一直線 齒根圓弧半徑 r 0 5 0 5 0 3 0 2mm 17 93mm 圖 6 3 凹齒形參數(shù)結(jié)構(gòu)圖 dt 為履帶銷套外徑 為 0 3 35 46mm 齒根圓弧偏心距 e 0 07 2r 5 8mm 齒形曲線 48 55 49 18 12 4 0 8 sin 21 4mm 0 8 cos 18 6mm 1 3 0 2mm 46 298mm 1 24 41 8mm 1 24 13 6mm 0 8cos 1 24cos 17 0 2 23 88 齒根圓直徑 346 6mm 齒頂圓直徑 Z 390 06mm 6 2 6 履帶張緊緩沖裝置 履帶張緊緩沖裝置由張緊輪 張緊度調(diào)整機構(gòu)和緩沖彈簧組成 它的功用 是張緊履帶 防止履帶橫向滑脫以及在行走系統(tǒng)卡入石塊時能減小殼體和履帶 的應(yīng)力 驅(qū)動輪后置是能緩和前方?jīng)_力 剛性懸架的張緊裝置按張緊輪移動方式可分為滑動的 滑軌式和擺動的 區(qū) 拐式 為了方便設(shè)計 選擇曲拐式張緊裝置 它可以是線性的 也可以是外置輪 軸的見圖 6 4 小型拖拉機選擇結(jié)構(gòu)相對簡單的線性曲拐式張緊裝置 張緊輪多 49 數(shù)是鑄鋼件 小型拖拉機上采用球磨鑄鐵或沖壓件 張緊度調(diào)整機構(gòu)按調(diào)整方 式分為螺桿式和液壓調(diào)整 式 此處選擇螺桿式 圖 6 4 a 線性 b 外置輪軸 50 總 結(jié) 論文在分析液壓傳動履帶拖拉機的傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 設(shè)計主要完成了小 型遙控式履帶拖拉機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計主要完成的工作包括 1 拖拉機整機的機構(gòu)設(shè)計計算 包括動力機的選擇 機體結(jié)構(gòu) 2 帶傳動的設(shè)計計算 利用帶傳動將柴油機的動力傳遞給分動箱 3 分動箱的設(shè)計和計算 實現(xiàn)動力分流 分別帶動兩個液壓泵的轉(zhuǎn)動 從而將油箱內(nèi)的低壓油轉(zhuǎn)化為高壓油 在通過液壓閥的控制 傳遞 驅(qū)動馬達 帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動 4 進行履帶行走裝置的設(shè)計 選擇懸架 履帶類型 驅(qū)動輪的嚙合方 式等 在這段時間里 我學到了很多知識也有很多感受 從對 CAD 一無所知的 狀態(tài) 我開始了獨立的學習和試驗 查看相關(guān)的資料和書籍 讓自己頭腦中模 糊的概念逐漸清晰 使自己的作品一步步完善起來 每一次改進都是我學習的 收獲 每一次試驗的成功都會讓我興奮 然而我的論文作品不是很成熟 還有很多不足之處 但我可以自豪的說 這里面的每一個字 都有我的勞動 這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益 我 感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情 是真正的自己學習的過程和 研究的過程 沒有學習就不可能有研究的能力 沒有自己的研究 就不會有所 突破 那也就不叫論文了 希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進 步 51 致 謝 經(jīng)過了兩個多月的學習和工作 我終于完成了 園林小型拖拉機 的論文 從開始接到論文題目到題目的審核 再到論文文章的完成 每走一步 從最初 的定題 到資料收集 方案選擇 設(shè)計計算 論文寫作 修改 定稿 我得到 了各位同學 老師的幫助和指導 感謝各位同學和我的指導老師 呂老師 你們的鼓勵 支持和幫助是我堅持下來的動力 另外 我還要感謝圖書管資料 庫的老師 感謝您百忙中抽空幫助我一起找圖書 查資料 多虧了您的協(xié)助 我的畢業(yè)設(shè)計才更有價值 最后 感謝學校 學院的領(lǐng)導為我們提供了良好的學習和研究的環(huán)境和氛 圍 還有充足的學習材料和設(shè)計工具 感謝你們?yōu)槲覀冞x擇了優(yōu)秀的導師們 52 參 考 文 獻 1 周志立 方志華 拖拉機機組牽引動力學 科學出版社 2012 2 濮良貴 陳國定 吳立信 機械設(shè)計 高等教育出版社 2012 第九版 3 賈智宏 王小林 楊現(xiàn)卿 機械設(shè)計課程設(shè)計 中國電力出版社 2012 4 孫桓 陳作模 葛文杰 機械原理 高等教育出版社 2005 第七版 5 濮良貴 紀名剛 機械設(shè)計 北京 高等教育出版社 1999 6 編委會 機械設(shè)計手冊 1 5 卷 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 7 申永勝 機械原理教程 M 北京 清化大學出版社 2005 8 王望予 汽車設(shè)計 4 版 北京 機械工業(yè)出版社 2005 9 黃大宇 梅瑛 機械設(shè)計課程設(shè)計 M 吉林大學出版社 2006 10 陳家瑞 汽車構(gòu)造 5 版 M 北京 機械工業(yè)出版社 2005 11 劉鴻文 材料力學 4 版 M 北京 高等教育出版社 2004 12 張立彬 微小型農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品可重構(gòu)模塊化 科學出版社 2007 13 張旭 現(xiàn)階段履帶式拖拉機市場需求 2 版 農(nóng)機市場 農(nóng)機化 2008 14 楊福増 胡國田 機械設(shè)計課程設(shè)計指導書 7 版 西北農(nóng)林科