1、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題說明書2008年12月9日題目拖拉機(jī)變速箱的改進(jìn)與優(yōu)化指導(dǎo)教師職稱主要研究方向機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化選題的主要目的和意義:隨著農(nóng)用機(jī)械的發(fā)展，推土機(jī)、挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械得到了更廣泛的應(yīng)用，但由于價(jià)格昂貴，大部分農(nóng)民無力購買。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要便出現(xiàn)了一種由價(jià)格相對(duì)低廉的拖拉機(jī)改造的小型工程機(jī)械。本課題設(shè)計(jì)了適用于小四輪拖拉機(jī)的改進(jìn)與優(yōu)化。這種設(shè)計(jì)通過改進(jìn)和優(yōu)化變速箱的結(jié)構(gòu)增加了小四輪拖拉機(jī)的用途和使用壽命。使農(nóng)機(jī)的利用率大大提高。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)：隨著國內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng)，變速器產(chǎn)品型譜逐步細(xì)化，產(chǎn)品的針對(duì)性越來越強(qiáng),因此在保證現(xiàn)有變速器生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí)，要充分認(rèn)識(shí)到加

2、入WT。后良好的合作開發(fā)機(jī)遇，取長(zhǎng)補(bǔ)短，要緊跟重型商用車行業(yè)向高檔、高技術(shù)含量和智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)，要緊跟客車低地板化、綠色環(huán)?；?、城市公交大型化的發(fā)展方向，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國國情的重型車用變速器。教學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見：組長(zhǎng)簽名：年月日注：本表由擬擔(dān)任畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)任務(wù)的教師埴寫。教學(xué)單位存檔。畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書2008年12月27日院（系）機(jī)電工程系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目拖拉機(jī)變速箱的改進(jìn)與優(yōu)化一、選題目的和意義近些年，隨著農(nóng)用機(jī)械的發(fā)展，各種大型高科技機(jī)械得到了更廣泛的應(yīng)用，但價(jià)格高昂無法普及。因此一種改造機(jī)械應(yīng)運(yùn)而生。本課題設(shè)計(jì)了適用于普

3、通型號(hào)拖拉機(jī)的改進(jìn)與優(yōu)化。通過改進(jìn)變速箱的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化齒輪參數(shù)增加了小四輪拖拉機(jī)的用途和使用壽命。大大提高了農(nóng)機(jī)的利用率。二、木選題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)國內(nèi)變速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國、德國、日本幾個(gè)國家，引進(jìn)技術(shù)多為國外上世紀(jì)80-90年代的產(chǎn)品。作為汽車高級(jí)技術(shù)領(lǐng)域的重型汽車變速器在國內(nèi)漫長(zhǎng)的引進(jìn)消化過程中，如今已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，能夠在原有技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，通過改型自行開發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品，每年重型車變速器行業(yè)都能有十幾個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。但從當(dāng)今重型車變速器的發(fā)展情況來看，在新產(chǎn)品開發(fā)上國內(nèi)重型車變速器仍然走的是一般性的開發(fā)過程，沒有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品；從國內(nèi)重型汽車變速器市場(chǎng)容量

4、來看，有三分之一的產(chǎn)品來自進(jìn)口，而另外三分之二的產(chǎn)品中有80%以上源自國外技術(shù)，國內(nèi)自主開發(fā)的重型汽車變速器產(chǎn)品銷量很小，從而說明國內(nèi)重型汽車變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應(yīng)對(duì)整車新車型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我國城市車輛將重點(diǎn)發(fā)展的客車上使用的變速器，目前只有ZF一家能向國內(nèi)企業(yè)供應(yīng)，就足以說明國內(nèi)的重型車變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術(shù)方面仍然有很長(zhǎng)的路要走。國內(nèi)重型汽車變速器幾乎由映西法士特齒輪有限責(zé)任公司、藜江齒輪傳動(dòng)有限公司、山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司、一汽哈爾濱變速器廠等幾大家包攬。三、課題設(shè)計(jì)方案主要說明：研究（設(shè)計(jì)）的基本內(nèi)容、觀點(diǎn)及擬采取的研究途徑和方法。變速器是由變速傳

5、動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，需要時(shí)，還可以加裝動(dòng)力輸出器。手動(dòng)變速箱主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩。通過對(duì)普通小四輪拖拉機(jī)變速箱的改造和優(yōu)化使其具有更廣泛的用途。改造主要是各軸和齒輪的改造，使其由正開式變化為倒開式的拖拉機(jī)，以滿足不同類型的農(nóng)機(jī)的需要，同時(shí)對(duì)齒輪進(jìn)行優(yōu)化，提高齒輪的精度，以提高農(nóng)機(jī)的使用壽命。四、計(jì)戈I進(jìn)度安排主要說明：起止時(shí)間及分階段的進(jìn)度要求。教師對(duì)設(shè)計(jì)的思路及資料收集等相關(guān)問題進(jìn)行笫一輪指導(dǎo)。查閱相關(guān)資料，理清論文設(shè)計(jì)的思路、內(nèi)容、方法、步驟及相關(guān)問題，完成開題報(bào)告書，并提交指導(dǎo)教師評(píng)閱。構(gòu)建論文整體框架，開始論文撰寫，期間遇到問題及時(shí)與指教師進(jìn)行交流。據(jù)課

6、題進(jìn)展情況完成中期檢查表，并口頭匯報(bào)工作?；就瓿稍O(shè)計(jì)工作，交由老師審閱。根據(jù)老師提出的意見，進(jìn)行論文修改，并提交答辯小組審閱。進(jìn)一步完善論文，準(zhǔn)備論文答辯。五、主要參考文獻(xiàn)1張毅.離合器及機(jī)械變速器M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，37.2何雄奎.農(nóng)業(yè)機(jī)械化M.北京:化學(xué)工藝出版社，58.3毛振楊.機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)M.杭州:浙江大學(xué)出版社，51.4陳立周.機(jī)械化設(shè)計(jì)M.北京:冶金工業(yè)出版社,.5周紀(jì)良.拖拉機(jī)及類似車輛傳動(dòng)系M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，27.6周守仁.自動(dòng)變速箱M.北京:中國鐵道出版社，71.指導(dǎo)教師意見及建議:簽名：年月日教學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見：組長(zhǎng)簽名：年月H畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表院

7、（系）：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2020年1月20日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：拖拉機(jī)變速箱的改進(jìn)與優(yōu)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱計(jì)劃完成時(shí)間：2009年3月9日畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度計(jì)劃：教師對(duì)論文的思路及資料收集等相關(guān)問題進(jìn)行第一輪指導(dǎo)。查閱相關(guān)資料，理清論文設(shè)計(jì)的思路、內(nèi)容、方法、步驟及相關(guān)問題，完成開題報(bào)告書，并提交指導(dǎo)教師評(píng)閱。構(gòu)建論文整體框架，開始論文撰寫，期間遇到問題及時(shí)與指教師進(jìn)行交流。據(jù)課題進(jìn)展情況完成中期檢查表，并口頭匯報(bào)工作?；就瓿稍O(shè)計(jì)工作，交由老師審閱。根據(jù)老師提出的意見，進(jìn)行論文修改，并提交答辯小組審閱。進(jìn)一步完善論文，準(zhǔn)備論文答辯。完成情況：經(jīng)查閱大量書籍和報(bào)刊，獲取了很多信息與知識(shí)

8、，基本完成了論文的設(shè)計(jì)工作，準(zhǔn)備交與老師以備審閱。指導(dǎo)教師評(píng)議（指出優(yōu)點(diǎn)和不足，如有其它建議，可另附頁）簽名：年月日備注：iS摘要11引言1變速箱的產(chǎn)生1我國變速器的進(jìn)展2變速器的性能及用途3變速器的地位及意義62.拖沓機(jī)變速箱的改良設(shè)計(jì)6變速箱的結(jié)構(gòu)與改良方式6改良設(shè)計(jì)參數(shù)8改良設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)113.變速箱齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)12成立齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型12齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)154終止語17謝辭20拖沓機(jī)變速箱的改良與優(yōu)化陳超(德州學(xué)院機(jī)電工程系，山東德州253023)摘要：通過對(duì)原機(jī)械方向盤、座位、聚散器等機(jī)構(gòu)方位的改變把正開式改成倒開式，通過對(duì)變速箱結(jié)構(gòu)的改變來實(shí)現(xiàn)改造機(jī)械輸出功率等技術(shù)參

9、數(shù)的改變。本課題設(shè)出了適用于一般系列小四輪的改進(jìn)與優(yōu)化。通過改良和優(yōu)化變速箱的結(jié)構(gòu)和部件參數(shù)，增加了小四輪拖沓機(jī)的使用壽命。使其利用率大大提高。關(guān)鍵詞：變速箱；結(jié)構(gòu)改良；聚散器。1引言變速箱的產(chǎn)生自1894年法國工程師給那時(shí)的汽車裝上第一個(gè)變速箱以來，汽車變速箱的進(jìn)展已經(jīng)走過了一百年的歷史。變速箱，英文叫做Transmission,位處聚散器和傳動(dòng)軸之間，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速輸出進(jìn)行調(diào)劑后，再傳給驅(qū)動(dòng)輪，起到調(diào)配作用。在汽車部件的運(yùn)行進(jìn)程中要緊承擔(dān)以下三個(gè)責(zé)任：(1)改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)變范圍，以適應(yīng)常常轉(zhuǎn)變的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的情形下工作；

10、(2)在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的情形下，使汽車能夠倒退行駛；(3)利用空檔，中斷動(dòng)力傳遞，使發(fā)動(dòng)性能夠啟動(dòng)、變速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出?，F(xiàn)代汽車上采納的變速器有多種結(jié)構(gòu)形式，通?？勺魅缦路诸?。(1)按傳動(dòng)比的級(jí)數(shù)分變速器按傳動(dòng)比的級(jí)數(shù)可分為有級(jí)式、無級(jí)式和綜合式三種。有級(jí)式變速器它采納齒輪傳動(dòng)，具有假設(shè)干個(gè)定值傳動(dòng)比。轎車和輕、中型貨車變速器多采納3至5個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔(每一個(gè)檔位對(duì)應(yīng)一個(gè)傳動(dòng)比)。重型汽車變速器的檔位較多，有的重型車還裝有副變速器。齒輪式變速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、工作靠得住、傳動(dòng)效率高等有點(diǎn)。無級(jí)式變速器它的傳動(dòng)比在必然的數(shù)值范圍內(nèi)可持續(xù)轉(zhuǎn)變，多采納液力變矩器和錐

11、形輪帶傳動(dòng)來完成。綜合式變速器它是由液力變矩器和行星齒輪式變速器組成的液力機(jī)械式變速器，其傳動(dòng)比可在最大值與最小值之間的幾個(gè)中斷的范圍內(nèi)作無級(jí)轉(zhuǎn)變，目前應(yīng)用較多。(2)按變速器操縱方式分按變速器操縱方式可分為強(qiáng)制操縱式、半自動(dòng)操縱式和自動(dòng)操縱式變速器三種。強(qiáng)制操縱式變速器它是通過駕駛員用手操縱變速桿來選定檔位，并直接操縱變速器的換檔機(jī)構(gòu)進(jìn)行檔位變換。齒輪式有級(jí)變速器大多數(shù)都采納強(qiáng)制操縱的換檔方式。半自動(dòng)操縱式變速器這種變速器一樣是通過駕駛員用手操縱換檔手柄選定檔位，同時(shí)導(dǎo)通變速器換檔機(jī)構(gòu)的操縱系統(tǒng)，在操縱系統(tǒng)操縱下使換檔機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)行換檔。自動(dòng)操縱式變速器通常簡(jiǎn)稱為自動(dòng)變速器，在某一傳動(dòng)比范圍內(nèi)

12、(一樣式在前進(jìn)檔范圍內(nèi))，由變速器的自動(dòng)操縱系統(tǒng)依照發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和車速的轉(zhuǎn)變情形自動(dòng)的選定檔位，并進(jìn)行檔位變換，即自動(dòng)的改變傳動(dòng)比。駕駛員只需操縱加速踏板以操縱車速。(3)按變速器傳動(dòng)方式分按變速器傳動(dòng)方式可分為一般齒輪式變速器和液力機(jī)械式變速器兩種。一般齒輪式變速器一般齒輪式變速器由多對(duì)齒輪傳動(dòng)組成。液力機(jī)械式變速器液力機(jī)械式變速器由液力變矩器和有級(jí)機(jī)械式變矩器組成。我國變速器的進(jìn)展國內(nèi)變速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國、德國、日本幾個(gè)國家，引進(jìn)技術(shù)多為國外上世紀(jì)80-90年代的產(chǎn)品。作為汽車高級(jí)技術(shù)領(lǐng)域的重型汽車變速器在國內(nèi)漫長(zhǎng)的引進(jìn)消化進(jìn)程中，現(xiàn)在已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，能夠在原有技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，通過

13、改型自行開發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品，每一年變速器行業(yè)都能有十幾個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。但從現(xiàn)今變速器的進(jìn)展情形來看，在新產(chǎn)品開發(fā)上國內(nèi)變速器仍然走的是一樣性的開發(fā)進(jìn)程，沒有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品；從國內(nèi)汽車變速器市場(chǎng)容量來看，有三分之一的產(chǎn)品來自入口，而另外三分之二的產(chǎn)品中有80%以上源自國外技術(shù)，國內(nèi)自主開發(fā)的重型汽車變速器產(chǎn)品銷量很小，從而說明國內(nèi)汽車變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應(yīng)付整車新車型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我國城市車輛將重點(diǎn)進(jìn)展的客車上利用的變速器，目前只有ZF一家能向國內(nèi)企業(yè)供給，就足以說明國內(nèi)的變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術(shù)方面仍然有很長(zhǎng)的路要走。國內(nèi)汽車變速器幾乎由陜西法士特齒

14、輪有限責(zé)任公司、藜江齒輪傳動(dòng)、山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司、一汽哈爾濱變速器廠等幾大伙兒包攬。這些企業(yè)生產(chǎn)的變速器產(chǎn)品針對(duì)的市場(chǎng)各有偏重，像陜西法士特在8t以上重型車市場(chǎng)占有率達(dá)到40%以上，而且在15t以上重型車市場(chǎng)占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，擁有85%以上的市場(chǎng)份額；藜江齒輪傳動(dòng)要緊為安凱、西沃、亞星奔馳、桂林大宇及廈門金龍等企業(yè)的712m高級(jí)大、中型客車和總質(zhì)量在1450t重型載貨車、鞍式牽引車、自卸車及各類專用車、特種車配套；山西大同齒輪集團(tuán)配套市場(chǎng)要緊在810t級(jí)的低噸位重型載貨車。我國自動(dòng)變速器的進(jìn)展趨勢(shì)：自動(dòng)變速器要緊有液力自動(dòng)變速器(AT)、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)、無級(jí)自動(dòng)變速器(

15、CVT)。其技術(shù)關(guān)鍵是電子技術(shù)、電液操縱和傳感技術(shù)。我國目前的基礎(chǔ)工業(yè)難以知足AT的高技術(shù)、高投資要求，加上與這些產(chǎn)品匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)排量不同大，生產(chǎn)AT難以系列化。關(guān)于CVT,必需開發(fā)其關(guān)鍵部件液力變扭器，它性能優(yōu)良，還能夠與AMT組成新的液力機(jī)械傳動(dòng)，是自動(dòng)變速器的“靈魂”。我國目前的國情應(yīng)以AMT為主方向，它性價(jià)比高，價(jià)錢是AT的1/41/3,人世以后它仍有競(jìng)爭(zhēng)力；生產(chǎn)繼承性好，改造資金投入少；生產(chǎn)批量靈活，小批量、小得益，大量量、大得益；相關(guān)于各類車型，其硬件開發(fā)和軟件研制在結(jié)構(gòu)上、理論上是相通的，功效可推行到各類型汽車上。變速器的性能及用途拖沓機(jī)上普遍采納齒輪式變速箱，通常位于主聚散器以

16、后，要緊由變速箱體、變速桿、撥義和撥義軸、齒輪軸和彼此嚙合的齒輪副組成。其要緊功能是：(1)減速加轉(zhuǎn)矩即將拖沓機(jī)的行駛速度降低，轉(zhuǎn)矩增大。(2)變速改變轉(zhuǎn)矩即變換排檔，以改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，使拖沓機(jī)取得所需要的各類行駛速度和驅(qū)動(dòng)力。(3)實(shí)現(xiàn)空檔使拖沓機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火的情形下較長(zhǎng)時(shí)刻停車，同時(shí)便于發(fā)動(dòng)機(jī)在空載狀態(tài)下起動(dòng)。通過使變速箱中沒有一對(duì)齒輪副傳遞動(dòng)力，即打斷發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)。(4)實(shí)現(xiàn)倒檔使拖沓性能倒退行駛。它通常通過增加一中間齒輪或在結(jié)構(gòu)上增加一對(duì)齒輪副來實(shí)現(xiàn)。變速箱的功用：(1)齒輪傳動(dòng)中齒數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系齒輪式變速箱使利用大小齒輪的搭配來改變轉(zhuǎn)速和傳遞動(dòng)力的。在兩

17、嚙合齒輪傳動(dòng)時(shí)，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速與他們的齒數(shù)成反比，齒數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越慢。若是二者齒數(shù)相等，那么其轉(zhuǎn)速不變。變速箱確實(shí)是依照那個(gè)特點(diǎn)通過量對(duì)齒輪嚙合來變速的。(2)輪傳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系在圖1中，小齒輪為主動(dòng)齒輪，大齒輪為被動(dòng)齒輪，當(dāng)小齒輪驅(qū)動(dòng)大齒輪時(shí)，大齒輪比小齒輪的轉(zhuǎn)速慢。但依照作使勁與反作使勁原理可知，當(dāng)兩齒輪彼此作歷時(shí)，作用在嚙合面上的力是相等的。由轉(zhuǎn)矩=力乂力皆可知，因大、小齒輪的半徑(即力臂)不等，因此大、小齒輪受的轉(zhuǎn)矩不相等，即大齒輪的轉(zhuǎn)矩大，小齒輪的轉(zhuǎn)矩小，這說明在齒輪傳動(dòng)中，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。故當(dāng)小齒輪驅(qū)動(dòng)大齒輪時(shí)，既降低了大齒輪的轉(zhuǎn)速，乂增大了大齒輪的轉(zhuǎn)矩，即減速增

18、扭；反之即為增速減扭。1主動(dòng)齒輪2被動(dòng)齒輪3中間齒輪圖1齒輪傳動(dòng)(1)齒輪傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向當(dāng)一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí),那么主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。若是在這兩個(gè)齒輪中間再增加一個(gè)齒輪與之嚙合，那么主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，而且傳動(dòng)比不變。變速箱確實(shí)是利用齒輪傳動(dòng)的那個(gè)特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)拖沓機(jī)倒退的。(2)變速箱的工作原理圖2一種滑動(dòng)嚙合變速箱圖2是一種典型的滑動(dòng)嚙合變速箱，它可實(shí)現(xiàn)3個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒退檔，第一軸（乂稱變速箱動(dòng)力輸入軸）的動(dòng)力來自聚散器花鍵軸，在軸端固定著齒輪A,它始終與中間軸上的大齒輪A嚙合，而中間軸上的齒輪都是固定的。因此，只要第一軸傳入動(dòng)力，中間軸上的齒輪就轉(zhuǎn)動(dòng)。變速箱第二軸為

19、花鍵軸，它上面的齒輪即能夠沿花鍵作軸向運(yùn)動(dòng)，乂能夠帶動(dòng)第二軸旋轉(zhuǎn)而輸出動(dòng)力。第二軸的前端支承在A齒輪所在的第一軸上，圖2中它們貌似同一軸，其實(shí)是互不干擾的兩根軸。圖2所示位置為齒輪CC處于嚙合狀態(tài)，動(dòng)力從第一軸經(jīng)過齒輪AA傳動(dòng)中間軸，中間軸將齒輪CC驅(qū)動(dòng)第二軸而輸出動(dòng)力，為第一個(gè)前進(jìn)檔位。第二個(gè)前進(jìn)檔位時(shí)線分離齒輪CC,再嚙合齒輪BB而取得。第三個(gè)前進(jìn)檔位是直接將第二軸上齒輪B的內(nèi)齒與第一走上的齒輪A相嚙合，亦即將第一、第二軸鎖定為一根軸，直接輸出動(dòng)力，此檔速度為最高速。當(dāng)需要倒車時(shí)，將大齒輪C向后滑動(dòng)，使之與齒輪D嚙合，而齒輪D時(shí)始終與齒輪E嚙合的。通過這一操作，大齒輪C的旋轉(zhuǎn)方向與中間軸旋

20、轉(zhuǎn)方向一致，即可實(shí)現(xiàn)倒檔。通常拖沓機(jī)的變速箱采納兩級(jí)變速的組合式變速箱，如此能夠取得較多的速檔，如6個(gè)以上前進(jìn)檔和2個(gè)倒檔，以知足拖沓機(jī)在各類田間作業(yè)和道路行駛對(duì)速度和牽引力的需要。如本設(shè)計(jì)將要改良的實(shí)例：一般小四輪拖沓機(jī)就有6個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。變速器的地位及意義隨著國內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng)，變速器產(chǎn)品型譜的慢慢細(xì)化，產(chǎn)品的針對(duì)性愈來愈強(qiáng),因此在保證現(xiàn)有變速器生產(chǎn)和改良的同時(shí).，要充分熟悉到加入WTO后良好的合作開發(fā)機(jī)緣，揚(yáng)長(zhǎng)避短，同時(shí)更應(yīng)熟悉到供方、買方、替代者、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)者的龐大壓力。要緊跟重型商用車行業(yè)向高級(jí)、高技術(shù)含量和智能化方向進(jìn)展的趨勢(shì)，要緊跟客車低地板化、綠色環(huán)保化、城市公交大型化

21、的進(jìn)展方向，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國國情的重型車用變速器。2.拖沓機(jī)變速箱的改良設(shè)計(jì)變速箱的結(jié)構(gòu)與改良方式小四輪拖沓機(jī)變速箱的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖3所示（以一般型號(hào)小四輪拖沓機(jī)為例），它有6個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔。變速箱內(nèi)各軸之間的位置關(guān)系如圖4所示。拖沓機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表1所示。、V檔齒輪、VI檔齒輪、IH檔齒輪、V檔滑移齒輪、III、IV、VI檔雙聯(lián)滑移齒輪圖3變速箱傳動(dòng)示用意圖4變速箱結(jié)構(gòu)示用意表1某型號(hào)小四輪拖沓機(jī)大體參數(shù)型號(hào)外形尺寸(皿)軸距(mm)輪距(mm)前后1702545X12051000轉(zhuǎn)向員半徑(m)地隙(mm)額定牽引力(kN)變速箱機(jī)械變速箱減

22、速器前進(jìn)(km/h)后退(km/h)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)機(jī)械2H1105WAG發(fā)動(dòng)機(jī)型式發(fā)動(dòng)機(jī)功率(依)燃油消耗率(g/單缸，臥式，4沖程<從圖3和圖4中能夠看出，在不改變變速箱結(jié)構(gòu)的情形下，把IV、VI檔齒輪(6)和I、川檔齒輪(7)從三軸上卸下，再安裝在二軸上，就能夠夠達(dá)到增加倒開式拖沓機(jī)前進(jìn)檔的目的。由于二、三軸結(jié)構(gòu)不同，同時(shí)三、四軸之間和二、四軸之間的中心距也不相同，因此必需從頭配對(duì)設(shè)計(jì)這兩對(duì)齒輪和二軸，才能夠使齒輪順利安裝進(jìn)去二軸、五軸中心距為，三軸、五軸的中心距為。需改良的齒輪數(shù)據(jù)如表2。表2需改良齒輪叁數(shù)圖中序號(hào)名稱齒數(shù)齒形角/(°)模數(shù)變位系數(shù)備注6IV、VI檔齒輪332

23、03+7檔齒輪37203十中心距：9檔雙26203+聯(lián)滑移齒輪20203十改良后的倒開式小四輪拖沓機(jī)變速箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5倒開式變速箱傳動(dòng)示用意改良設(shè)計(jì)參數(shù)改良后的變速箱有3個(gè)前進(jìn)檔和2個(gè)倒檔。原先前進(jìn)檔改變成倒【、倒II檔的齒輪未變，速度確實(shí)是原先的前進(jìn)II檔和V檔，速度別離為h和h；原先的一個(gè)倒檔改變成此刻的前進(jìn)檔，其速度為h：最后剩下2個(gè)前進(jìn)檔速度未定，能夠依照改良后倒開式拖沓機(jī)的用途來設(shè)計(jì)這兩個(gè)前進(jìn)檔。改良設(shè)計(jì)后齒輪的具體參數(shù)如表3所示。這時(shí)，2個(gè)前進(jìn)檔的速度別離為h和IO簡(jiǎn)單計(jì)算如下：由圖4可知，II、IV軸的中心距我74mm,那么依照公式d=nixz可得：R6a+=火7a+

24、R9a2=D=Z+Z,)=3仁+)；Z,+Z2=Z3+Z4=49；再依照前進(jìn)檔速度可得：乙=28;Z2=34;Z3=21;Z4=15.表3改良設(shè)計(jì)的齒輪參數(shù)圖中序號(hào)名稱齒數(shù)齒形角/(°)模數(shù)變位系數(shù)備注6aII檔齒輪28203十7aIII檔齒輪34203+利用變位系數(shù)9aII,III檔雙聯(lián)21203十來湊中心距：滑移齒輪15203十改良完成后，其各檔傳動(dòng)示用意如圖6所示。一軸二軸四軸五軸圖I檔傳動(dòng)示用示一軸二軸四軸五軸圖II檔傳動(dòng)示用意一軸二軸四軸五軸圖HI檔傳動(dòng)示用意一軸二軸/L_三軸£TT_四軸八u1口五軸圖倒I檔傳動(dòng)示用意一軸二軸三軸四軸五軸改良設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)(1)二

25、軸依照632x26x6花鍵軸設(shè)計(jì)，兩頭安裝軸承處的尺寸不變向。(2)圖5中II檔齒輪(6a)和III檔齒輪(7a)的安裝位置與圖3中IV,VI檔齒輪(6)和I,山檔齒輪(7)別離對(duì)齊，中間用隔套來分開，以保證原變速箱操縱機(jī)構(gòu)不變。(3)倒I、倒II檔靠副變速桿操縱，這時(shí)I、倒I、倒II檔滑移齒輪(8)必需與倒【、倒11檔齒輪(5)嚙合，即主變速桿放在原U,V檔位置處。其操縱系統(tǒng)位置如圖5所示。(4)I檔和倒I檔共用一個(gè)齒輪，即I、倒I檔齒輪(3)。在利用I檔時(shí)，必然要先把副變速桿放在I、倒II檔的位置上(如圖7所示)，然后再把主變速桿放在I檔的位置上。副變速桿位置主變速桿位置圖7倒開式拖沓機(jī)操

26、縱位置示用意3.變速箱齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)隨著拖沓機(jī)變速箱齒輪傳動(dòng)向周密化和高靠得住性的方向進(jìn)展，僅僅以齒輪中心距或體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的靜態(tài)設(shè)計(jì)，很難知足現(xiàn)代拖沓機(jī)的要求。目前對(duì)拖沓機(jī)變速箱齒輪進(jìn)行基于動(dòng)力學(xué)分析的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究很少，這要緊因?yàn)辇X輪副嚙合剛度的計(jì)算及動(dòng)態(tài)響應(yīng)的求解十分困難網(wǎng)。成立齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型一對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)如圖8所示。分析嚙合齒輪的振動(dòng)時(shí)，可在齒輪傳動(dòng)的嚙合線NiN2上計(jì)算。假設(shè)主、從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量別離為L(zhǎng)和J2,那么兩齒輪的等效質(zhì)量是：J14Jcos2p4人cos2pM=f=；，也=-（1）場(chǎng)ni；Zxcos.acos'a基圓半徑:mnZcosalbmnz

27、2cosa2cos/72cos/7圖8漸開線齒廓的嚙合運(yùn)動(dòng)1.1.1 動(dòng)力學(xué)模型的成立成立齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型是齒輪動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。假設(shè)主、從動(dòng)齒輪的剛度別離為Ki和K?,可將圖8簡(jiǎn)化為圖9。當(dāng)把每一個(gè)輪齒看做等截面散布質(zhì)量梁時(shí)，那么兩輪齒的剛度別離為：(2)式中：、21212IR248-再將圖9簡(jiǎn)化為圖10。其等效質(zhì)量"3為:M«qMM24JJ,cos2pM+M2(J/；+J2Zi)mncos2a(3)等效嚙合剛度為：K_K&_儲(chǔ)8/避2“-K+K2-25(/+約4)(4)最后取得圖10振動(dòng)的固有頻率為:mncosai(JjZ；+J2Z)BB2E1E220cosp

28、(BjE,+B2E2)JJ2(5)它也是圖8所示主、從動(dòng)齒輪組成一個(gè)系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率“L圖9雙質(zhì)塊雙笄簧振動(dòng)模型圖10小質(zhì)塊單.彈簧振動(dòng)模型1.1.2 引發(fā)齒輪震動(dòng)的要緊緣故主動(dòng)齒輪嚙合激振頻率：-60(6)當(dāng)/=/“時(shí)，齒輪的振動(dòng)專門大；當(dāng)了«，時(shí)，齒輪的振動(dòng)較小。故齒輪的振動(dòng)大小與主動(dòng)齒輪的嚙合激振頻率跟固有頻率差距的多少有緊密關(guān)系。假設(shè)/=/“即%Z?cosa(JjZ?+J2Z)BlB2EE26020cos夕(BlEl+8/?)/解得主動(dòng)齒輪的臨界轉(zhuǎn)速為：_3%cosa1(72+J2Z12)BiB2E1E2“Zjcos/?(BjE+B2E2)JlJ2(7)分析式5,6,7可得

29、，齒輪的振動(dòng)大小與主動(dòng)齒輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速m和主動(dòng)齒輪的臨界轉(zhuǎn)速ncr差距的多少有緊密關(guān)系。齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)3.2.1 目標(biāo)函數(shù)的成立和設(shè)計(jì)變量的確信以振動(dòng)最小為優(yōu)化目標(biāo)能夠轉(zhuǎn)化為使目標(biāo)函數(shù)/。)=勺取最大值。山式得設(shè)計(jì)變量為:工=卜凡1，22，反用，昂了=國，巧，均，必，為，兒3.2.2 約束條件(1)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度b應(yīng)不大于許用值，即-7777J2K/(+1)r1b-Zj/ZeZ/ZqScrn.v約束條件2KT.(as+x/)cos2xri.(x)=Z6K0VxX2X3X5(2)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度分不大于許用值約束條件梁"瓦"(3)主動(dòng)齒輪應(yīng)不小于產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)，即Zj

30、cos3/7N17,約束條件g4(x)=17cos3x4-x2<0.(4)小齒輪齒寬B1應(yīng)知足其中耙和。max為齒寬系數(shù)最小和最大值，取落山=09,那么約束條件,、-八COSX,八以(#=。.9一二-<0,gQ)=2，1.4K0.(5)為避免兩齒輪裝配后軸向稍有錯(cuò)位致使嚙合齒寬減小1皿，常把主動(dòng)齒輪的齒寬在計(jì)算齒寬的基礎(chǔ)上加寬約510mm,即87(幻=凡+(510)-匕«0(6)關(guān)于傳遞動(dòng)力的齒輪，應(yīng)保證齒根處最小壁厚不小于2mm,即模數(shù)m知足&。)=2-內(nèi)<0.(7)螺旋角夕在8。15。范圍內(nèi)取值，即9(x)=8-x440，©0。)=七一1540

31、.3.2.3 數(shù)學(xué)模型綜上所述，成立數(shù)學(xué)模型如下1皿：max/(x)=max,?一J<stgi(x)<0,/=1,2,310>x=x,x2,x3,x4,x5,x6r優(yōu)化第一級(jí)齒輪，代入改造拖沓機(jī)的參數(shù)：輸入功率：p=輸入轉(zhuǎn)速：m=2000r/min齒輪的許用接觸應(yīng)力：b=1200MPa許用彎曲應(yīng)力：bp=800MPa工作壽命Lh=72000h齒輪材料：20CrMnTi利用上面所述的方式，采納持續(xù)變量?jī)?yōu)化隨機(jī)方向法E求得理論優(yōu)化結(jié)果為X=°T圓整為整數(shù)得X=2278685852，計(jì)算流程如圖11所示【。如此優(yōu)化的齒輪壽命更長(zhǎng)。3.2.4 小結(jié)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)是減小變速箱齒

32、輪傳動(dòng)裝置振動(dòng)的關(guān)鍵，本設(shè)計(jì)采納簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)齒輪振動(dòng)模型計(jì)算齒輪副等效嚙合剛度和以振動(dòng)最小為目標(biāo)的方式，能夠使齒輪傳動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)成為可能。4終止語本課題設(shè)計(jì)了適用于小四輪拖沓機(jī)的改良與優(yōu)化。這種設(shè)計(jì)通過改良和優(yōu)化變速箱的結(jié)構(gòu)增加了小四輪拖沓機(jī)的用途和利用壽命。使農(nóng)機(jī)的利用率大大提高。設(shè)計(jì)進(jìn)程中通過資料搜集、梳理及學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深了對(duì)本專業(yè)知識(shí)的明白得，實(shí)際操作中提高了動(dòng)手能力。由于時(shí)刻關(guān)系及精力所限，論文中不免存在一些不足的地方，希望在以后的L作中能夠?qū)φn題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。參考文獻(xiàn)：1張毅.聚散器及機(jī)糜速器M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，37.2何雄奎.農(nóng)業(yè)機(jī)械化M.北京化學(xué)工藝出版社，58

33、.引魏書華.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)研究幾山東科技大學(xué)出版社,2006.4毛振楊.機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)M.杭州:浙江大學(xué)出版社,51.5陳立周.機(jī)械化設(shè)計(jì).北京:冶金工業(yè)出版社985,195.6周紀(jì)良.拖沓機(jī)及類似車輛傳動(dòng)系M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,27.7周守仁.自動(dòng)變速箱M.北京:中國鐵道出版社，71.8馬亮楊電科.艦船用齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方式J.機(jī)械傳動(dòng),2002,26(2):3941.9杜平安，梁錫昌.齒輪傳動(dòng)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)法J.機(jī)械1994,21(1):4345.10黃純盈.工程設(shè)計(jì)方式M.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1990.11葛安林.變速器的自動(dòng)操縱系統(tǒng)J.汽車技術(shù),2

34、002,(2):2124.12葛中風(fēng).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京:中央廣播電視大學(xué)出版社199L1引高智.運(yùn)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,1994.14張春宜.機(jī)械設(shè)計(jì)C語言程序設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,117.15俞長(zhǎng)高蔣錫藩.機(jī)械制造中的運(yùn)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)M.北京機(jī)械口k出版社,1983,217.OptimalDesignofTransmissiononTractorChenchao0Abstract:Themechanicalorganizationcanbechangedfromopeningtypetoopenstypebychangingthesteeringwheel,se

35、at,couplingandsoon,thetechnicalparameter,forexample,transformation,canbechangedbychangingthetransmissionstructure.Thistopichasbeensuitablefortheordinarytractor'simprovementandoptimization.Thetractor'sservicelifecanbeincreasedbyimprovingandoptimizingthetransmission'sstructureandthepart'sparameter.Itmakesitshasa.KeyWords:Transmission;MechanismImprovement:Coupling.謝值此論文完成之際，第一衷心的感謝教師。本論文是在教師的悉心指導(dǎo)下完成的。在課題的研究進(jìn)程中，趙教師提出了許多寶貴的指導(dǎo)性意見，才使得論文順利進(jìn)行。趙教師求真務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度、誨人不倦的工作作風(fēng)、平易近人的態(tài)度給我留下深刻的印象。在趙教師身上我學(xué)到很多做學(xué)問和做人的方式，使我受益非淺，得益終生。另外，在論文設(shè)計(jì)進(jìn)程中