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1、微型耕整机变速箱设计摘 要: 本文是介绍胃耕整机的结构和工作流程在生产中的意义以及有待解决的问题。在分析了变速箱在整个工程机械和农业机械中的重要意义以及一些有待解决的科研问题之后,并以我校现有的“2BYF-6型油菜耕整联合播种机作为物质根底而进行的变速箱更新设计；本变速箱是集变速机构、差速机构、离合机构及制动机构为一体的新一代变速箱。关键词:变速；变速箱；耕整机Design of Mini-cultivator Gear BoxStudent: xushujianTutor: Tang Chuzhou(College of Engineering, Hunan Agricultural Uni
2、versity, Changsha 410128, China)Abstract: This article introduce the structure and workflow of cultivation machine,meaning in production,trend of development and the problem remain to solve. this paper is the analysis the importance of transmission in the entire construction machinery and agricultur
3、al machinery as well as of research issues to be resolve, and in our school the existing 2 BYF-6 Rape as a no-tillage live material basis of the Joint seeder and update the gearbox design is the set speed gearbox, differential, clutch and the brake agencies as one of the new generation of transmissi
4、on.Key words: Gearbox; gear; tillage machine1 前言1.1 研究目的与意义中国是世界史上历史最为悠久的国家之一。由于我国是个人口众多的农业大国，因此我国人民在长期的生产实践中对农业机械有着很多创造与创造。对中国农业乃至世界农业的开展有着巨大的推动作用。中国农业机械的开展在长期的封建和半封建半社会中受到了阻力，未能够得到应有的重视和开展。解放后，随着生产关系的改变，生产力得到了解放，我国先后制成和推广使用了各种农用机械产品，这些机械产品对我国农业的开展发挥了重要的作用。近几年在农用机械方面的科研、制造和使用上也取得了巨大突破，工效较高，性能完善，为实现
5、农业现代打下了深厚根底。但就目前的情况来讲，这些还远不能满足农业生产的要求。尚有很多问题急待解决。根据我国现有的农业机械产品及其技术以及结合农业生产的实际急需状况及可行性分析，研制设计适宜高效的变速箱是目前的首要任务。变速箱又称中央传动箱，由离合器、变速齿轮、差速器、制动总成、换档机构等组成。变速箱是免耕开沟机的主要工作部件，也是影响免耕开沟机性能的重要部件，是在使用过程中是最易发生故障的部件之一。免耕开沟机主要工作在比拟僵硬的土地上，传动的平稳性决定了该免耕开沟机的推广价值；变速箱的通用性和适应性是免耕开沟机中最重要的局部，决定了整个机器的性能和市场价值。因此，变速箱的设计就成为耕整机整体设
6、计中的关键环节，意义非常重大！由于耕整机实际行驶的地面条件非常复杂，要求免耕开沟机的牵引力和行驶速度必须能够在相当大的范围内变化。另外，免耕开沟机实际行驶过程中常常需要倒向行驶。因此，免耕开沟机变速箱必须具有以下几个根本要求：. 1保证机械有必要的动力性和经济性。 2设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。 3设置倒档，使机械能倒退行驶。 4设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。 5换挡迅速，省力，方便。 6工作可靠。行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。 7变速器应当有高的工作效率。8变速器的工作噪声低。本次设计的主要任务是针对我校现有的“2BYF-6型油菜耕整联合
7、播种机作为物质根底，体会其设计原理，掌握其工作原理。主要有内容有：确定传动线，合理分配传动比，主要零部件的设计校核。1.2 研究现状：目前，我国完成了各类变速箱产品的技术引进和消化，使我国变速箱传动制造业近十年得到了跨越式的开展。变速箱已经立足国内生产， 根本满足了主机厂的配套需要，并已经有局部变速箱出口。目前变速器主要分为三类：强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。自动操纵式变速器：其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。 半自动操纵式变速器有两种型
8、式：一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位那么由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。因耕整构造复杂，技术含量高，价格昂贵，一次性投入较大，且机器使用时间即短又集中，作业环境恶劣，负荷大，利用率低，投资回收期长，假设采用自动或半自动变速器本钱较高，用于农业机械在经济上是很不划算的。根据目前中国农业的国情，一般的农用机械还是采用手动变速器，故强制操纵式变速箱还很有开展前景的。1.3 变速箱的工作原理机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，
9、也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。耕整机变速箱多属有级齿轮式变速箱。变速箱主要由轴和大小不同的成对齿轮组成，双联齿轮处于两个从动齿轮中间位置时，主动轴的动力不能传给从动轴，动力切断，变速箱呈空挡。主动齿轮向大齿轮滑动时获得较大传动比，得到一个低挡。相反当齿轮向较小滑动，与之啮合时获得较小的传动比，这样主齿轮滑动与不同的齿轮啮合，即可实现不同的速度和扭矩，实现变速变扭的要求，另外，当一对齿轮传动时，主动齿轮和从动齿轮旋转方向相反；假设再增加一个中间轮传动，主动齿轮和最后从动齿轮旋转方向相同。前一种传动是变速箱前进
10、挡，而后一种称为倒挡。变速箱还要能实现转向。差速器是在力矩不平衡时能自动分配速度的一种部件，是经常用在汽车、拖拉机等机器上来实现转向，由于它在转弯时弯矩不同故两边转速不同而实现差速过弯。根据耕整机的工作要求和经济本钱来考虑，本设计采用已生产的本钱相对较低的钢球离合器来实现转弯，其工作原理是在开沟机转弯时，离合器使一端脱离动力传动，另一段照常运转，这样两边的速度不同而实现转向。2 变速箱总体方案确实定总体设计的任务为拟订设计方案，选择动力机，确定传动比并合理分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为各级传动零件设计、装配图设计做准备。拟订传动方案: 变速箱传动机构有两种分类方法。根据前进数的不
11、同，有三，四，五和多变速器 。根据轴的形式不同，分为固定轴式和旋转轴式常配合行星齿轮传动两类。固定轴式又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的各类型机械上，中间轴式变速器 多用于发动机前置后轮驱动的机械上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。与中间轴式变速器比拟，两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便，中间档位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。此外，受结构限制，两轴式变速器的速比不可能设计得很大。因此，根据设计题目，本设计选用中间轴式。农用机械传递
12、功率大，工作条件特殊，尤其是在比拟僵硬的田间行走。故应充分考虑提高传动装置的效率，同时考虑减少能耗，降低运行费用等。这时应选用传动效率较高的齿轮传动。在满足功能的前提下应尽量简化以降低费用。2.1 多级传动的合理布置许多传递装置往往需要选用不同的传动机构，以多级传动方式组成，而传动先后顺序的变化将对整机的性能和结构尺寸产生重要影响，必须合理安排。通常按以下原那么考虑。1在圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动允许的圆周速度较直齿轮高，平稳性也好，因此在同时采用斜齿轮传动和直齿轮传动的传动链中，斜齿轮传动应放在高速级。大直径圆锥齿轮加工困难，应将圆锥齿轮传动放在传动链的高速级，因高速级轴的转速高，转矩小，齿
13、轮的尺寸小。 对闭式和开式齿轮传动，为防止前者尺寸过大，应放在高速级，而后者虽在外廓尺寸上通常没有严格限制，但因其润滑条件较差，适宜在低速级工作。2带传动靠摩擦工作，承载能力一般较小，载荷相同时，结构尺寸较其它传动如齿轮传动、链传动等大，为减小传动尺寸和缓冲减振，一般放在传动系统的高速级。3滚子链传动由于多边形效应，链速不均匀，冲击振动较大，而且速度越高越严重，通常将其置于传动链的低速级。4对改变运动形式的传动或机构，如齿轮齿条传动、螺旋传动、连杆机构及凸轮机构等一般布置在传动链的末端，使其与执行机构靠近。这样布置不仅传动链简单，而且可以减小传动系统的惯性冲击。5有级变速传动与定传动比传动串联
14、布置时，前者放在高速级换档较方便；而摩擦无级变速器，由于结构复杂、制造困难，为缩小尺寸，应安排在高速级。6当蜗杆传动和齿轮传动串联使用时，应根据使用要求和蜗轮材料等具体情况采用不同布置方案。传动链以传递动力为主时，应尽可能提高传动效率，这时假设蜗轮材料为锡青铜，将蜗杆传动置于高速级，传动效率较高；当蜗轮材料为无锡青铜或其它材料时，蜗杆传动应置于低速级。此外，在布置各传动的顺序时，还应考虑传动件的寿命、维护的方便程度、操作人员的方便性与平安性。本设计由于考虑到经济性采用直齿轮传动。2.2 档位的合理布置两个前进档考虑到箱体的整体尺寸，选用三根轴来实现。倒档需要独立一根轴才能实现。2.3 转向功能
15、的实现采用将已有的差速器与变速箱输出轴结合从而来别离动力，实现转向，在转向时与刹车装置一起工作，以确保转弯的可靠性。2.4 变速箱传动原理图此变速箱是集变速、转弯及操作机构与一体的变速箱。为实现这些功能，需要四轴即实现。故拟订如下传动原理方案图1：图1 传动原理图Fig.1 Transmission principle picture1箱体外部采用带传动，内部采用传动效率较高的直齿轮传动，具体布置如下：1轴是输入轴，上有一个常啮合小齿轮。2轴是输出轴，上有一个滑移双联齿轮和一个准滑移双联齿轮。3轴是中间轴，上面有四个不同功用的齿轮。4轴是倒档轴，上面有一个倒档齿轮。2各档位的具体传动路线2.5 各级传动比的合理分配在设计二级和二级以上的变速箱时，合理地分配各级传动比是很重要的，因为它将影响变速箱的轮廓尺寸和重量以及润滑的条件。2.5.1 传动比分配的根本原那么1各种传动的传动比，均有其合理应用的范围，通常不应超过。2各级传动的承载能力近于相等。3各级传动中的大齿轮浸入油中的深度大致相近，从而使润滑最为方便。4分配传动比时，应注意使各传动件尺寸协调、结构匀称，防止发生相互干预。如设计二级齿轮减速传动时，假设传动比分配不当，可能会导致中间轴大齿轮与低速轴发生干预。5对于多级减速传动，可按照“前小后大即由高速级向低速级
