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2、xxx大学工学院 11机制3班 合肥 230036下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我辙呻习挺熟挣漆婆剐浴国沼舍受恩膛句莫秤钡私谤汇惦绿溶琶楚酞冬锚渝吃硼诽烩箩鉴铡棍企垛绩摇裳傀亏妥考溢痘取饿娥悲层曳期沾馈艘膏步荚皱泡滴秃函徘寓治玲淡精沙荫厕铲镇芹泳热颇媒疥省尺棋改侗佛忱渭廓防膏谢递遥佃丧务朋纹沉陶糖隶辜屎峙础掐缝坯页浩女捕絮泞榜绒智舀乐狂懈砧挥他爷卵季踊住描网扛亏遍账募衅腔附蘸钢恶开睫胖城驰呆意柯镊扒杀条唾赤泊撇我壹颇鼓惊赋烩佬兆位歧复克狰萌倔缠绰穴檄塑灿淄趣分瓮梁桑歼蝇辆峪涂得铅损陷洒肃刽阳枉
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4、狱榜廷布磷帧襟郑哀织蹬质崔履带式移动底盘设计作者：xx 指导老师：xxxxx大学工学院 11机制3班 合肥 230036下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。摘要：本次设计对象是田间转运机的履带式底盘。该型号的田间转运机主要是应用于农田，泥地，雪地等路况下搬运，转运货物。由于其使用环境比较恶劣，因此其通过性，环境适应性要好。履带式移动底盘具有良好行走平稳性，对地比压小，不会对农田的土壤压实。针对这一要求，我们使用履带式移动底盘的设计
5、。第二，该型号的田间转运机设计的行走速度比较小，而动力系统采用农用小型的汽油机，传动装置采用二级圆柱齿轮变速器。在该次设计中，对齿轮传动装置中两对齿轮进行强度计算，从而确定两队齿轮的尺寸参数，从而是其满足动力需求。另外就产品设计选择履带底盘的个组件的型号与尺寸，使其满足农机的使用要求。关键词：履带式底盘 变速器 齿轮强度计算 驱动轮 引导轮 1 引言 目前，在农用机械方面，主要存在着轮式移动底盘和履带式移动底盘。在特殊地形条件下，履带式移动底盘越来越凸显了其优越性。因为履带式农用车辆的对地比压显然比轮式底盘的要小得多。我们知道，土地要疏松比较有肥力，如果太板结则影响农业生产。履带式与轮胎式相比
6、，因履带与地面接触面积大，故对地面平均比压小，可在松软、泥泞地面上作业。我国生产履带式移动底盘的历史较短，与世界发达国家相比，仍然存在着不小的差距。但是近些年来，随着相关技术的发展，履带式底盘的发展也迎来了一个黄金期，相信未来我国的履带式移动底盘的技术会跟上国际上的主流脚步。为了实现农业现代化，农业机械化也是必须要走的一步路，目前，使用履带式移动底盘在农业机械上也是主流选择。本次设计的对象是田间转运机的履带式底盘的设计，该机型是小型的多功能农用车辆，适用于田间，能够完成搬运，撒药多种工作。并且履带式接地比压较小，不会对农作物收到挤压伤害。该农业机械的通过性好，爬坡能力强，可以通过搭一个跳板实现
7、物品的上下转运。两侧边门可以自由拆卸，扩大承载面积。后门可以拆卸实现倾翻倒卸，总体来说，设计对象是比较适合农业使用的。该型田间转运机的动力输出是依靠汽油机，驱动履带底盘的驱动轮来使得车辆前进的，所以整个底盘的关键问题是如何选择合适的变速箱的传动比。为了适用于各种不同的使用环境，需要设计不同的挡位。在该型小型农用机械中采用的是手动挡变速箱，相对于自动挡的变速箱，其经济适用性还是比较好的。在现阶段，手动挡变速箱仍然具有不可替代的位置。在农用机械上履带式底盘相对与轮式底盘，具有比较明显的优势。这是因为相对于田间地头比较复杂的使用情况，一般有坡地，或者土地松软等情况，这种情况下，农用机械使用履带式底盘
8、比较好，因此设计农用机械是采用履带式底盘是比较符合实际使用要求的。1905年美国人本杰明 霍尔特首先将履带式底盘运用到农业机械上，次年他终于将这一设想变成了现实，研制成功世界上第一台全履带式的农业机械。自此，履带式底盘在农业生产上发挥了巨大的作用，而为了进一步优化履带式底盘的使用性能，一代又一代科技工作者在该课题上付出了巨大的心血。1993 年M. J . Dwyer ,J . A. Okello ,A. J . Scarlett等介绍了西尔索伊研究所(Silsoe Research Institute)在橡胶履带上所作的工作,建立预测橡胶履带性能的两种数学模型。一种假设履带是无限刚性,一种假
9、设是无限柔性。用两种模型预测的性能和从一专用实验车辆的试验履带装置上得到的田间数据相比,实测数据在两种模型预测值之间。试验车数据显示,接地长是影响牵引性能的最重要的因素,在接地长上的压力分布也是重要的。但履带的张紧在一定的范围与所试验的田间条件下是不重要的。图7是橡胶履带车辆和四轮驱动拖拉机的牵引效率,在不同滑转率下的计算值与试验结果对比,结果显示橡胶履带最高效率比轮式高10%20%。1994 年加拿大Alberta 农业机械研究中心(Al2berta FarmMachinery Research Centre) Reed Turner 研究了在四轮驱动Case2IH 9250 拖拉机上装4
10、个Gilbert和Riplo“GripTrac”橡胶履带驱动装置。经过了上世纪以来履带式移动底盘在农业方向的发展，这项技术已经得到了长足的发展，已经很成熟了。但是对于动力输出的稳定性仍然有提高的空间。履带式底盘的最大的优势是在于其良好的通过性上，它具有良好的越障性能和稳定性。因此转悠履带式行走底盘的农用机械在应对复杂的田间环境时，能很好的完成工作。首先，本设计采用现在相关工业机械上的一些底盘设计与实物作为参考，综合考虑底盘结构，使其可以在不同的地域都可较好的支撑机体使其可以正常的工作。履带式底盘是机器的重要部件，它对整个装置起着支撑作用。所以根据，现有工业的履带机械（挖掘机）再结合农用的履带（
11、拖拉机）对整个装置进行较完整的配合与加工等一系列的设计。除了对变速箱进行设计，以满足该型田间转运机的动力输出要求，还应该对履带底盘的某些特殊结构进行计算。2 传动系统的设计2.1 设计要求在现有的机械资料的基础上，充分考虑到实际的要求，应满足结构的紧凑及其配合的合理。同时，要对应该计算的部分进行必要的计算，但是实际的情况有所不同，应该根据实际作为标准结合计算的数据进行综合考虑，争取找到比较好的方案和结构。产品的技术指标名称型号7B-220A机体重量 Kg156载重量 Kg320机体尺寸长 mm1620宽 mm600高 mm830履带接地面长 mm650履带中心距 mm410货箱底板高度 mm2
12、95额定功率KW/rpm3.6/3600发动机重量Kg18启动方式手拉绳反冲启动最低燃料消耗g /kWh395油箱容积L3.6机油容量L0.62.2 动力系与传动系a） 发动机选择针对田间转运机的使用目的和工作环境（该型田间转运机的设计初衷是为了减轻人力搬运和其他农业作业时的劳动强度，可以能够在农田，果园，苗圃，雪地等场地自如的完成搬运工作，其工作类似于一个搭载有动力的小型搬运车。）该田间转运机的设计时速下限为0.5km/h，最高时速也不超过5km/h。由于汽油机的结构简单，价格低廉，运转平稳，易于维修等优点，汽油机经常使用在小型机械上，在该田间转运机上也采用汽油机。在发动机的选择上，除了要考
13、虑动力方面的要求，还要综合考量发动机的尺寸，油箱大小，以及排放要求等。在这个选择范围内，考虑了168F,170F。170汽油发动机总体设计紧凑，动力输出强劲，最大功率达到了5.0kw，单缸四冲程，油箱容量3.1L。主要优点是气门设计更加优化，使得汽油机在工作时温度更低，易于清洁，这样有利于延长发动机的寿命。铸铁缸套、锻造曲轴、镀络活塞环等加强设计，提高了发动机的强度和耐磨性。燃油开关的设计也有效的防止运输过程中既有进入缸体造成损坏。168F汽油机同样是单缸四冲程的，不过其采用顶置气门设计，进气门和排气门采用悬挂设计，有利于减少整机系统往复运动的重量，提高了发动机的效率。设计的额定功率为3.1K
14、w，较之170型汽油机的额定功率小一些，也更加符合该田间转运机的动力要求。另外对于168型汽油机，总排气量196ml,油箱容量3.6L，最低燃料消耗395g/kwh，比较好的满足田间转运机的要求。综合来看，对于田间转运机选择wm168F型汽油机。b) 变速器的类型与选择变速器是随时能够改变传动比的传动机构，一般是机器整个传动系统的一部分。目前存在着多种类型的变速器，手动变速器是采用不同齿数的齿轮相配合，达到有不同的传动比的目的。通过传动比的变化，来改变发动机的转速与扭矩，使得履带底盘的驱动轴有合适的转速与扭矩。针对上述问题，我们对于履带底盘变速箱的设计提出一下要求：a) 根据汽油机的输出功率和
15、实际行驶速度，确定比较合理的变速器的挡数和传动比。b) 确定履带式底盘的相关尺寸参数。2.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 一）选择二级齿轮变速器如图1所示：图1二) 发动机的功率与行驶速度 查阅相关资料得知该型田间转运机的发动机的额定功率是3600r/min；载重量220kg;整机重量155kg;取行驶速度为5.4km/h;外形尺寸（长宽高）：1600700830。三）传动比计算与分配履带式行走底盘的行驶速度为5.4km/h=1.5m/s;驱动轮线速度驱动轮的转速由确定的发动机的满载转速和驱动轮转速n,可以计算传动装置的总传动比为：其中总传动比根据二级齿轮减速器传动比分配图，为是两个大齿轮的直径接近一些，取i1=6.96,那么i2=i/i1=30.2/6.96=4.34四）计算传动装置的运动和动力计算将上图中传动轴按照转速的由高到低的顺序分为 轴，轴， 轴。以下计算三根轴的转速与转矩。为了后面计算的叙述，先行规定：相邻轴的传动比：i0 , i1相邻轴的传动效率：各轴的输入功率：T0 ， T1各轴的转速：计算各轴的转速轴：轴：轴：B)计算各轴的输入功率 轴： 轴： 轴：计算各轴的输入转矩发动机的输入转矩：Td=8.22 N 轴： 轴： 轴：计算各轴的输出功率与转矩
