生物學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1研究背景</b></p><p>　　覆膜栽培技術(shù)又叫地膜覆蓋栽培技術(shù),它在干早半干早地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的推廣運(yùn)用,在于不僅能直接防止地面蒸發(fā)所致的水分損失,有效地利用土城水資稼,而且能使土壤中的水、肥、氣、熱等因子相互協(xié)調(diào),較好地解決作物生長(zhǎng)發(fā)育與壞境條件的某些矛

2、盾,為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境,特別對(duì)于早春低溫,有效積沮少或高寒的干早半干早地區(qū),能在一定程度上彌補(bǔ)水熱資源的不足,更具有特殊意義。</p><p>　　地膜覆蓋栽培的增產(chǎn)的基本原理:</p><p>　　1、提高地溫，增強(qiáng)光照。太陽(yáng)幅射是地面增溫的唯一熱源。白天，裸露地面所接受的幅射能以長(zhǎng)波輻射到大氣層;因它接收熱量多，散失也多。地膜覆蓋后，由于土壤水分蒸發(fā)量少，因而減少了汽化熱

3、的損失，相應(yīng)地提高了土壤容積熱容量。土壤的增溫效應(yīng)與土壤容積熱容量的關(guān)系非常密切，而土壤熱容量與土壤的孔隙度和土壤濕度又密切相關(guān)。覆膜后由于地膜阻隔作用，使地表的水汽無(wú)法擴(kuò)散出去，孔隙中充滿(mǎn)著水，加大了容積的熱容量，土壤的導(dǎo)熱率和導(dǎo)溫率也隨著增大。而對(duì)照由于地表水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，孔隙中充滿(mǎn)著空氣，空氣容積熱容量又小，因而土壤的導(dǎo)熱率和導(dǎo)溫率相應(yīng)小。當(dāng)?shù)孛娓采w地膜后，土壤的熱力特性起到了明顯的變化，在白天出現(xiàn)高溫時(shí)段，熱量向下傳導(dǎo)快。到夜間，

4、深層不斷將熱量輸送給膜內(nèi)地面，因而減緩了覆膜地面溫度的下降速度。同時(shí)由于夜間低溫，會(huì)使土壤中的水氣沿著膜面大量凝結(jié)，又散發(fā)出一部分凝結(jié)熱，所以夜間膜內(nèi)地面溫度也均高于露地。</p><p>　　2、減少蒸發(fā)，保持土壤水份。保墑作用是地膜作物的又一個(gè)突出特點(diǎn)。特別是我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)最需要的最有價(jià)值的特性。無(wú)論是覆膜穴播還是膜側(cè)栽培，都具有顯著的保墑作用。農(nóng)田土壤水份散失，除作物吸收的一部分被蒸發(fā)外，大部分是通過(guò)毛細(xì)管

5、和汽態(tài)水蒸發(fā)到大氣中。地膜覆蓋后，隔斷了毛管水和氣態(tài)水向大氣、蒸發(fā)，對(duì)保持土壤水份起著很大作用。另外，由于覆膜后土壤溫度提高，減少了水的表面張力和粘滯度，土粒吸附水的了作物的生長(zhǎng)發(fā)育速度，各個(gè)生育期相應(yīng)提前，因而可以提早成熟。</p><p>　　減輕和抑制部分病蟲(chóng)和雜草。農(nóng)田中的雜草，既消耗土壤中水分和養(yǎng)分，又與農(nóng)作物爭(zhēng)光照，而且誘發(fā)病蟲(chóng)害‘覆膜后，由于膜下高溫和通氣不良，使某些雜草在發(fā)芽出土后死亡，這種物理處

6、理作用，對(duì)于一年生雜草除草果較為明顯。地膜覆蓋的除草效果與覆膜質(zhì)量關(guān)系密切。如果覆膜嚴(yán)密，不僅難以燙死雜草，相反，由于膜下水，熱狀況較好，雜草生長(zhǎng)更旺，可把地膜頂起，甚至頂破，嚴(yán)重影響覆膜效果。地膜覆蓋對(duì)于風(fēng)沙區(qū)與丘陵溝壑區(qū)的農(nóng)業(yè)起著重要作用，但就現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)發(fā)展來(lái)看，許多地方還沒(méi)有完全推廣，一項(xiàng)新的農(nóng)業(yè)技術(shù)，是否具有優(yōu)越性在于它能否提高作物產(chǎn)量。實(shí)踐證明，地膜覆蓋栽培技術(shù)確實(shí)是一項(xiàng)投資少、見(jiàn)效快、收益高的先進(jìn)技術(shù);是振興農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)重大的

7、栽培技術(shù)措施，覆蓋效應(yīng)的多元化，應(yīng)用作用種類(lèi)的多樣化，說(shuō)明這項(xiàng)技術(shù)在我區(qū)適應(yīng)地區(qū)是及為普遍的，不論平原、山區(qū)、低洼易澇或干旱少雨的地區(qū)都能廣泛應(yīng)用。是改變我區(qū)農(nóng)業(yè)落后面貌，脫貧致富的有效措施。地膜覆蓋栽培技術(shù)將成為未來(lái)發(fā)展農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵措施，這項(xiàng)技術(shù)將在我區(qū)農(nóng)業(yè)上發(fā)揮重要的作用。能力降低，從而提高了水的有效性。</p><p>　　3、加速土壤養(yǎng)份轉(zhuǎn)化，提高養(yǎng)份的利用率。地膜覆蓋后土壤溫度升高，保水能力強(qiáng)，有利于土壤

8、微生物活動(dòng)，加速了土壤中有機(jī)物的分解，提高了土壤有效養(yǎng)份。據(jù)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)測(cè)定0一30Cm土層中堿解氮，蓋膜的比露地在玉米苗期多9.sppm，大喇叭口期多1.6ppm:速效磷，蓋膜的比露地玉米苗期多10.73ppm，大喇叭期多5.33ppm:肥料利用率提高20一50籠。但是，由于覆膜后作物生育進(jìn)程快，生長(zhǎng)旺盛，消耗土壤養(yǎng)份多，因此，地膜覆蓋栽培應(yīng)該增施有機(jī)肥，施足底肥，防止作物到生長(zhǎng)后期出現(xiàn)缺肥早衰現(xiàn)象。</p><p

9、>　　4、改善土壤物理結(jié)構(gòu)。地膜覆蓋后，對(duì)土壤表層起到了保護(hù)作用，可防止風(fēng)吹雨淋沖擊而造成土壤表面板結(jié)，減少了中耕、除草、施肥等人工或機(jī)械操作的踩踏，能夠使土壤保持良好的疏松狀態(tài)。另外，由于地膜覆蓋的土壤溫度高，濕度大，土壤空隙的水汽和土壤顆粒中水汽產(chǎn)生氣體膨脹，使土壤顆粒間孔隙度增大，容重減輕，因而土壤物理性狀得到明顯的改善。</p><p><b>　　5防止土地荒漠化。</b>&

10、lt;/p><p>　　因此地膜覆蓋栽培技術(shù)廣泛運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，地膜已在小麥、玉米、馬鈴薯、油菜、胡麻、豆類(lèi)、煙草、中藥材和花卉等糧食經(jīng)濟(jì)作物上得到推廣。然而，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度不高，大部分地區(qū)依靠人力和畜力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，嚴(yán)重制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出農(nóng)產(chǎn)品需求增長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺、生產(chǎn)資源制約加劇、生產(chǎn)災(zāi)害影響加重、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)激烈等明顯的六大階段性特征。由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)長(zhǎng)

11、期落后于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化，在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化深入發(fā)展中同步推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中帶來(lái)許多深層次的問(wèn)題和矛盾。農(nóng)業(yè)機(jī)械化師實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的前提，農(nóng)業(yè)機(jī)械化師解決勞動(dòng)力短缺和增產(chǎn)的重要措施，進(jìn)一步加大財(cái)政支持力度、促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝協(xié)調(diào)發(fā)展、大力研發(fā)推廣先進(jìn)適用農(nóng)機(jī)裝備和技術(shù)、加大農(nóng)業(yè)機(jī)械化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持力度、依法推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)又快又好的發(fā)展等促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展。</p><p>　　農(nóng)業(yè)機(jī)械的廣泛應(yīng)用減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效

12、率。據(jù)專(zhuān)家介紹，小型耕整機(jī)耕地的效率是牛耕的5倍；人工插秧每天插半畝，機(jī)插每天10畝；使用大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行耕地、精量播種、收獲作業(yè)的效率是人工的40倍以上。在時(shí)間緊、自然環(huán)境惡劣的情況下，搶種搶收、抗災(zāi)減災(zāi)農(nóng)業(yè)機(jī)械具有不可替代的作用，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是緩解日益突出的勞動(dòng)力季節(jié)性短缺矛盾，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的重要措施。</p><p>　　農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)和普遍推廣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活有著重大的作用。尤其研究小型農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)山

13、區(qū)丘陵等地的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響更加突出。</p><p><b>　　1.2課題來(lái)源</b></p><p>　　本課題“小型農(nóng)用機(jī)械覆膜部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”是畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，是指導(dǎo)老師的研究課題中的覆膜部分。</p><p>　　1.3課題意義和任務(wù)</p><p>　　為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約勞動(dòng)力，提高工作效率在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程

14、中必須要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要一步，小型農(nóng)機(jī)的研發(fā)和普片推廣對(duì)廣大農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著不可估量的影響。</p><p>　　本課題的主要任務(wù)就是要研究一種能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能夠廣泛使用的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械，提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，并在不適宜運(yùn)用大型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的山村地區(qū)推廣使用。</p><p>　　第二章 覆膜部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p

15、>　　覆膜部分主要由覆膜導(dǎo)向及組件、壓膜和覆土結(jié)構(gòu)及組件組成，連接在起壟部分的機(jī)架上。</p><p>　　2.1 覆膜導(dǎo)向及其組件</p><p>　　覆膜導(dǎo)向由膜筒架和壓膜輥組成。</p><p>　　莫筒架是放置塑料薄膜的和機(jī)架連接在一起，是可以活動(dòng)的，可以通過(guò)螺栓來(lái)調(diào)節(jié)寬度以適應(yīng)不同寬度的壟地，當(dāng)調(diào)節(jié)到適宜的寬度時(shí)擰緊螺栓就固定了。</p>

16、<p>　　壓膜輥的作用是使塑料薄膜平展的鋪在起好的壟上。壓膜輥寬度160mm,直徑90mm，外面包裹著5mm厚的海綿組織，防止塑料薄膜被刮破。</p><p>　　覆膜導(dǎo)向及組件如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 覆膜導(dǎo)向及其組件</p><p>　　2.2壓膜和覆土結(jié)構(gòu)及其組件</p><p>　　主要由壓膜輪

17、和覆土輪組成，再由其他桿件連接在一起。</p><p>　　2.2.1 壓膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　壓膜結(jié)構(gòu)主要是壓膜輪，壓膜輪由海綿輪和輪盤(pán)組成，輪盤(pán)起固定作用。海綿輪的直徑為280mm，寬度65mm。輪盤(pán)的結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-1所示。海綿輪、輪盤(pán)、連接桿組成壓膜輪如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 輪盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸</p><p&

18、gt;　　圖2-3 壓膜輪及連桿</p><p>　　2.2.2覆土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　覆土結(jié)構(gòu)由覆土輪和桿件構(gòu)成。覆土輪是碗形結(jié)構(gòu)，最大直徑280mm，壁厚5mm，起結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。覆土輪與其他桿件連接示意如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-3 覆土輪結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　圖2-4 覆土輪與其他桿件

19、連接</p><p>　　壓膜輪與覆土輪用連桿連接一起構(gòu)成了壓膜與覆土結(jié)構(gòu)，如圖2-5所示。連接在起壟部分的機(jī)架上。</p><p>　　圖2-5 壓膜輪和覆土輪及其組件 </p><p>　　第三章 變速箱的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 變速器的介紹</p><p>　　農(nóng)用機(jī)械行駛條件是比較簡(jiǎn)單的，但是行

20、駛阻力的變化非常大，這就要求農(nóng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，而農(nóng)機(jī)上普遍采用的動(dòng)力裝置是汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)矩變化范圍都較小，因此在傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器來(lái)解決這一矛盾。</p><p>　　3.1.1變速器的功用：</p><p>　　（1）改變傳動(dòng)比： 擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩的變化范圍，以適應(yīng)農(nóng)機(jī)在各種地面條件下所需的牽引力和合適的行駛速度，并使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常能夠在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性比較有利的工況

21、下工作。</p><p>　　（2）實(shí)現(xiàn)倒車(chē)：利用倒擋，改變驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)方向，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)倒向行駛。</p><p>　　（3）中斷動(dòng)力：利用空擋，切斷離合器與傳動(dòng)軸之間的動(dòng)力傳遞，以便發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及怠速運(yùn)轉(zhuǎn)?！　?lt;/p><p>　　3.1.2變速器的原理：</p><p>　　手動(dòng)變速器通常采用平行軸式，由齒輪傳動(dòng)的原理可知，一對(duì)齒數(shù)不同的

22、齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)可以變速變矩，減速傳動(dòng)或者增速傳動(dòng)，如圖3-1所示。機(jī)械式變速箱主要應(yīng)用了齒輪傳動(dòng)的降速原理。簡(jiǎn)單的說(shuō)，變速箱內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，而汽車(chē)行駛時(shí)的換檔行為，也就是通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時(shí)，讓傳動(dòng)比大的齒輪副工作，而在高速時(shí)，讓傳動(dòng)比小的齒輪副工作。</p><p>　　圖3-1 齒輪傳動(dòng)原理</p><p>　　3.1.3變速器分類(lèi)：</

23、p><p>　　根據(jù)軸數(shù)的不同可分為二軸式和三軸式變速器</p><p>　　二軸式變速器前進(jìn)擋從輸入軸到輸出軸只有一對(duì)齒輪嚙合傳遞動(dòng)力；倒擋傳遞路線中也只有一個(gè)中間齒輪，因而機(jī)械傳動(dòng)效率高，噪聲小。二軸式變速器的工作原理如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 二軸式變速器的工作原理</p><p>　　三軸式變速器是前進(jìn)擋的動(dòng)力傳遞采

24、用三根軸來(lái)實(shí)現(xiàn)的變速器，它的特點(diǎn)是動(dòng)力的輸人軸和輸出軸有共同的軸線，三根軸分別為第一軸(動(dòng)力輸人軸)，第二軸(動(dòng)力輸出軸)和中間軸，第一軸與中間軸之間有一對(duì)常嚙合齒輪，第二軸的前端通過(guò)滾針軸承支撐在第一軸后端的軸承孔內(nèi)，第一軸為離合器的從動(dòng)軸。</p><p>　　3.2 變速器傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) </p><p>　　根據(jù)對(duì)二軸式和三軸式變速器的特點(diǎn)了解，變速器的換擋方式，齒輪安排，倒檔的結(jié)構(gòu)

25、方案和位置設(shè)計(jì)變速器的傳動(dòng)方案。</p><p>　　3.2.1 二軸式和三軸式變速器的特點(diǎn)</p><p>　　3.2.1.1 變速器的徑向尺寸</p><p>　　兩軸式變速器的前進(jìn)擋均由一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，當(dāng)需要大的傳動(dòng)比時(shí)，需將主動(dòng)齒輪做的小些，而將從動(dòng)輪做的很大，因此兩軸的中心距和變速器間的相關(guān)尺寸也必然增大。受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一檔傳動(dòng)比不可能設(shè)計(jì)的

26、很大。而三軸式變速器，由兩對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力。在同樣傳動(dòng)比的情況下，可將大齒輪的徑向尺寸做的小些，因此中心距及變速器殼的相關(guān)尺寸均可減小。在中心距不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比。</p><p>　　3.2.1.2 變速器的功率</p><p>　　兩軸式變速器，雖然可以有等于1的傳動(dòng)比，但仍要經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，因此有功率損失。而三軸式變速器，第二軸的前端經(jīng)軸承在第一軸孔內(nèi)，且保持兩

27、軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接擋，使用直接擋，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)到90﹪以上，噪聲低，齒輪的磨損減少。然而，在除直接擋以外的其他擋工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。</p><p>　　3.2.1.3變速器的壽命</p><p>　　兩軸式變速器的低檔齒輪副，大小

28、相差懸殊，小齒輪工作循環(huán)次數(shù)比大齒輪要高得多。因此小齒輪的壽命，比大齒輪的壽命短。三軸式變速器各前進(jìn)擋（除直接擋），均為常嚙合齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，工作循環(huán)次數(shù)和齒輪壽命也比較接近。用直接擋工作時(shí)，因第一軸與第二軸直接連在一起，齒輪只是空轉(zhuǎn)，并不傳通動(dòng)力，故不影響齒輪壽命。應(yīng)為直接擋的利用率要高于其他擋位，因而提高了變速器的使用壽命。</p><p>　　3.2.2換擋結(jié)構(gòu)形式</p>

29、<p>　　目前汽車(chē)上的機(jī)械式變速器采用的換擋結(jié)構(gòu)形式有三種：</p><p>　　3.2.2.1滑動(dòng)齒輪換擋</p><p>　　通常是采用滑動(dòng)直齒輪進(jìn)行換擋，但也有采用滑動(dòng)斜齒輪換擋的。滑動(dòng)直齒輪換擋的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，容易制造。缺點(diǎn)是換擋時(shí)齒端面承受很大的沖擊，會(huì)導(dǎo)致齒輪過(guò)早損壞，并且直齒輪工作噪聲大。所以這種換擋方式，一般僅用在一檔和倒檔上。采用滑動(dòng)斜齒輪換擋，雖

30、有工作平穩(wěn)，承載能力大，噪聲小的優(yōu)點(diǎn)，但它的換擋仍然避免不了齒端面承受沖擊，所以現(xiàn)代汽車(chē)的變速器中，前進(jìn)擋采用滑動(dòng)齒輪換擋的已甚為少見(jiàn)。</p><p>　　3.2.2.2嚙合套換擋</p><p>　　用嚙合套換擋，可將構(gòu)成某傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪，制成常嚙合的斜齒輪。而斜齒輪上另外有一部分做成直的接合齒，用來(lái)與嚙合套相嚙合。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了滑動(dòng)齒輪換擋時(shí)，沖擊力集中

31、在1~2個(gè)輪齒上的缺陷。因?yàn)樵趽Q擋時(shí)，由嚙合套以及相嚙合的接合齒上所有的輪齒共同承擔(dān)所受到的沖擊，所以嚙合套和接合齒的輪齒所受的沖擊損傷和磨損較小。它的缺點(diǎn)是增大了變速器的軸向尺寸，未能徹底消除齒輪端面所受到的沖擊。</p><p>　　3.2.2.3同步器換擋</p><p>　　由于變速器輸入軸與輸出軸以各自的速度旋轉(zhuǎn)，變換檔位時(shí)會(huì)存在一個(gè)"同步"問(wèn)題。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)速度

32、不一樣齒輪強(qiáng)行嚙合必然會(huì)發(fā)生沖擊碰撞，損壞齒輪。因此，舊式變速器的換檔要采用"兩腳離合"的方式，升檔在空檔位置停留片刻，減檔要在空檔位置加油門(mén)，以減少齒輪的轉(zhuǎn)速差。但這個(gè)操作比較復(fù)雜，難以掌握精確。因此設(shè)計(jì)師創(chuàng)造出"同步器"，通過(guò)同步器使將要嚙合的齒輪達(dá)到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合?，F(xiàn)在大多數(shù)變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒在換擋時(shí)引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟(jì)性和縮短換擋時(shí)間

33、等優(yōu)點(diǎn)，從而改善了汽車(chē)的加速性，經(jīng)濟(jì)性和山區(qū)行駛的安全性。其缺點(diǎn)是零件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸增加，制造要求高，同步環(huán)磨損大，壽命低。但是近年來(lái)，由于同步器廣泛使用，壽命問(wèn)題已解決。比如在其工作表面上鍍一層金屬，不僅提高了耐磨性，而且提高了工作表面的磨镲系數(shù)。</p><p>　　同步器有常壓式，慣性式和自行增力式等種類(lèi)。 </p><p>　　目前全部同步式變速器上采用的是慣性同步器，它

34、主要由接合套、同步鎖環(huán)等組成，它的特點(diǎn)是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步。 　　</p><p>　　接合套、同步鎖環(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角（鎖止角），同步鎖環(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。鎖止角與錐面在設(shè)計(jì)時(shí)已作了適當(dāng)選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進(jìn)行嚙合。 　　</p><p>　　當(dāng)同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面

35、接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低（或升高）到與同步鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對(duì)于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時(shí)消失，</p><p>　　這時(shí)在作用力的推動(dòng)下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進(jìn)一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換檔過(guò)程。</p><p>　　不同制造商生產(chǎn)的變速器和同步器的實(shí)現(xiàn)方式各不相同，但基本原理是一樣的。</p><

36、p>　　同步器的作用是，在與犬齒接觸前，使軸環(huán)與齒輪發(fā)生有摩擦的接觸。這樣，在犬齒接合前，就可以使軸環(huán)和齒輪速度達(dá)到同步，如圖3-3所示：</p><p>　　- 圖3-3 同步器的作用</p><p>　　藍(lán)色齒輪上的錐體接合軸環(huán)中的錐形區(qū)域，錐體與軸環(huán)間的摩擦使軸環(huán)和齒輪同步。 軸環(huán)的外部隨之滑動(dòng)，使犬齒接合齒輪</p><p>　　3.

37、2.3齒輪的安排</p><p>　　各齒輪副的相對(duì)安裝位置，對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響。各擋位置的安排，考慮到以下方面的要求：</p><p>　　3.2.3.1總體布置</p><p>　　根據(jù)總體布置，對(duì)變速器輸入軸與輸出軸的相對(duì)位置和變速器的輪廓形狀以及換擋機(jī)構(gòu)提出要求。</p><p>　　3.2.3.2提高平均傳動(dòng)效率&

38、lt;/p><p>　　為提高平均傳動(dòng)效率，采用具有直接擋的傳動(dòng)方案，并盡可能地將使用時(shí)間最多的檔位設(shè)計(jì)成直接擋。</p><p>　　3.2.3.3改善齒輪受載狀況</p><p>　　各檔位齒輪在變速器中的位置安排，考慮到齒輪的受載狀況。承受載荷大的低檔齒輪，安置在離軸承較近的地方，以減少軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過(guò)多。變速器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過(guò)高而造成表

39、面點(diǎn)蝕損壞，因此將高檔齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)叫較小，故齒輪的偏載也小。因?yàn)樽兯倨髟谝粰n和倒檔工作時(shí)有較大的力。所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒檔，都應(yīng)當(dāng)布置在我靠近軸的支承處。以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多;然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。</p><p>　　3.2.4倒檔的結(jié)構(gòu)方案及倒檔的位置&l

40、t;/p><p>　　倒檔齒輪的結(jié)構(gòu)及倒檔軸位置，應(yīng)與變速器的整體結(jié)構(gòu)方案同時(shí)考慮。有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案；也有利用兩個(gè)聯(lián)體齒輪方案的。前者雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是中間傳動(dòng)齒輪的輪齒，是在最不利的正，負(fù)交替對(duì)稱(chēng)變化的彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，而后者是在較為有利的單向循環(huán)彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，并使倒檔傳動(dòng)比略有增加。在變速器中，通常只采用一個(gè)倒檔齒輪，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，如圖 3-4所示。

41、</p><p>　　圖3-4 倒檔布置方案</p><p>　　因倒檔傳動(dòng)比較大，工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的繞度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作。噪聲增加。為此，把倒檔布置在靠近軸的中間支承位置，便于改善上述不良狀況。此外，結(jié)構(gòu)布置上，倒檔齒輪不能與第二軸齒輪有嚙合的狀況。換倒檔時(shí)能順利換入倒檔，而不和其他齒輪發(fā)生干涉。倒檔齒輪安排

42、在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上均能表現(xiàn)，但關(guān)系到操縱桿撥動(dòng)的方向和倒檔軸的受力狀況，受力分析如圖3-5所示。掛倒檔時(shí)，操縱桿向左側(cè)（由變速器后部向前看）撥動(dòng)，比較符合習(xí)慣要求。但此時(shí)倒檔齒輪需安置右側(cè)，這使倒檔軸的軸承受較大的作用力。反之，操縱桿向右側(cè)撥動(dòng)，雖不符合使用習(xí)慣，但可以減輕倒檔軸的負(fù)荷。</p><p>　　圖 3-5 倒檔軸位置與受力分析</p><p>　　由于二軸式變速器

43、機(jī)械傳動(dòng)效率高、噪聲小本次設(shè)計(jì)中變速箱的設(shè)計(jì)采用手動(dòng)機(jī)械二軸式變速器，農(nóng)機(jī)使用時(shí)各檔齒輪有不同的角速度，因此采用軸向滑動(dòng)齒輪方法換檔，小型農(nóng)機(jī)變速器的檔數(shù)較少，都是低檔和倒檔，所以此次設(shè)計(jì)中齒輪全部采用直齒圓柱齒輪。</p><p>　　圖3-6變速箱的布置</p><p>　　3.3變速器的主要參數(shù)</p><p><b>　　3.3.1中心距</

44、b></p><p>　　對(duì)兩軸式變速器，將變速器輸入軸與輸出軸軸線之間的距離稱(chēng)為變速器的中心距A。它是一個(gè)基本參數(shù)，其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸、體積大小由影響，而且對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度由影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力越大，齒輪的壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證齒輪必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置軸承的可能與方便和不因同一垂直面上的兩軸承孔之間的距離過(guò)小而影響殼體的強(qiáng)度考慮，

45、要求中心距取大些。此外，受一擋小齒輪齒數(shù)不能過(guò)少的限制，要求中心距也要大些。還有，變速器中心距取的過(guò)小，會(huì)使變速器長(zhǎng)度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞。</p><p>　　初選中心距是可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中:A--變速器中心距（mm）；</p

46、><p>　　KA--中心距系數(shù)，一般KA=8.9~9.3；</p><p>　　Temax--發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩（N.m）；</p><p>　　i--1變速器的一檔傳動(dòng)比；</p><p>　　--發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)效率,取值96%。</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為7.7kw，轉(zhuǎn)速為1800r/min。</p>

47、<p>　　一檔傳動(dòng)比取i1=3，帶入經(jīng)驗(yàn)公式（3-1）得A的范圍為43.54mm到45.49mm，初選中心距A=45mm。</p><p><b>　　3.3.2齒輪參數(shù)</b></p><p>　　3.3.2.1 齒輪模數(shù)的選擇</p><p>　　齒輪模數(shù)是一個(gè)重要的參數(shù)，并且影響它的選取因素有很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪音

48、、工藝要求、載荷等。決定齒輪模數(shù)的因素很多，其中最重要的是載荷的大小。本次設(shè)計(jì)中一檔和倒檔齒輪模數(shù)取m=2，二檔齒輪模數(shù)取m=1.5。</p><p>　　3.3.2.2 齒輪壓力角的選擇</p><p>　　齒輪壓力角較小時(shí)，重合度較大并降低了齒輪的剛度，為此能減少進(jìn)入嚙合和退出嚙合是的動(dòng)載荷，是傳動(dòng)平穩(wěn)，有力與降低噪聲；壓力角較大時(shí)可提高齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)于直齒輪

49、，壓力角在28°是強(qiáng)度最高，超過(guò)28°時(shí)強(qiáng)度增加的不多；對(duì)于斜齒輪，壓力角在25°時(shí)強(qiáng)度最高。</p><p>　　實(shí)際上因國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20°，所以變速器的齒輪采用的壓力角普遍是20°。嚙合套或同步器的結(jié)合壓力角有20°、25°、30°等，但普遍使用30°的壓力角。</p><p>　　所以

50、此次設(shè)計(jì)中的齒輪鎖采用的壓力角為20。</p><p>　　3.3.2.3尺寬的確定</p><p>　　齒輪寬度大，承載能力高。但齒輪受載后，由于齒向誤差及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。</p><p>　　齒寬根據(jù)下列公式初選：</p><p>　　直齒輪b=(4.5～8)m </p><

51、p>　　斜齒輪為b=(6.0～8.5)m</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的都是直齒輪，一檔和倒檔齒輪齒寬取16mm，二檔齒輪齒寬取12mm。</p><p>　　3.3.3 各擋齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　3.3.3.1 一檔齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　為了求Z1和Z2的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh，公式如下：</p&

52、gt;<p><b>　　(3-2) </b></p><p>　　式中： A--變速器中心距（mm）；</p><p>　　m—齒輪模數(shù) </p><p>　　根據(jù)初選的中心距A=45mm，模數(shù)為m=2。帶入上式（3-2）中，</p><p>　　一檔初選傳動(dòng)比i=3，所以，， =11.25，&

53、lt;/p><p>　　取整 =11.則 =34。</p><p>　　因?yàn)?=11小于17，所以會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，要進(jìn)行變位，變位系數(shù)</p><p><b>　　重新計(jì)算</b></p><p>　　3.3.3.2二檔齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　為了求Z3和Z4的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh，公式

54、如下：</p><p>　　根據(jù)初選的中心距A=45mm，模數(shù)為m=1.5。帶入上式（3-2）中，</p><p>　　二檔初選傳動(dòng)比i=1.5，所以， =60， =24，則 =36。</p><p>　　3.3.3.3倒檔齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　一檔、倒檔齒輪常選用相同的模數(shù)，所以m=2。倒檔齒輪Z7的齒數(shù)，一般在21～23之間

55、，可選倒檔齒輪齒數(shù)Z7=22，先取Z5=11，根據(jù)中心距A=45mm，可求得Z6=34，為了保證倒檔齒輪嚙合但不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉取Z6=26。</p><p><b>　　傳動(dòng)比</b></p><p>　　計(jì)算出輸入軸與倒檔軸的中心距：</p><p>　　計(jì)算出輸出軸與倒檔軸的中心距：</p><p>　　由于Z5的齒數(shù)

56、為11會(huì)發(fā)生根切，對(duì)其進(jìn)行變位，變位系數(shù)x=（17-11）/17=0.36。</p><p>　　驗(yàn)證中心距：為了保證齒輪10與齒輪9不發(fā)生接觸，則其兩者齒頂圓直徑之和必須小于2A。</p><p>　　da5=m（Z+2+2x）=2×（11+2+0.353 ）=27.4mm</p><p>　　da6=m（Z+2+2x）=2×（26+2+0.3

57、53 ）=57.4mm</p><p>　　2A-（da5+ da6）=90-（27.4+57.4）=5.2mm，</p><p>　　有足夠的空間，不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。</p><p>　　3.3.3.4各擋齒輪參數(shù)表</p><p>　　各擋齒輪的參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表3-1各擋齒輪的參數(shù)</

58、p><p>　　3.3.3.5齒輪的材料</p><p>　　變速器齒輪多數(shù)采用滲碳合金鋼，其表層的高硬度和心部的高韌性相結(jié)合，能大大提高齒輪的耐磨性和抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。在選用剛才及熱處理時(shí)，可對(duì)加工性及成本予以考慮。本次設(shè)計(jì)中齒輪的材料選擇20GrMnTi，表面滲氮處理。一般設(shè)計(jì)中軸與齒輪的材料選取應(yīng)相同，所以此次設(shè)計(jì)中軸的材料也選用20GrMnTi。設(shè)計(jì)使用壽命為10000h。&

59、lt;/p><p>　　第四章 變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　4.1齒輪強(qiáng)度校核</b></p><p>　　4.1.1齒輪的損壞形式</p><p>　　變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕、移動(dòng)換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。</p><p>　　齒輪折斷發(fā)生在以下幾

60、種情況：齒輪受到足夠大的沖擊載荷作用，造成齒輪彎曲折斷；齒輪在重復(fù)載荷作用下，齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。前者在變速器中極其少見(jiàn)，而后者出現(xiàn)的多些。</p><p>　　齒輪工作時(shí)，一對(duì)齒輪相互嚙合，齒面相互擠壓，這時(shí)存在于齒面細(xì)小裂紋中的潤(rùn)滑油壓升高，并導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀剝落而形成小麻點(diǎn)，稱(chēng)之為齒面點(diǎn)蝕。它使齒形誤差加大，產(chǎn)生動(dòng)載荷，并可能導(dǎo)致齒輪折斷。</p

61、><p>　　用移動(dòng)齒輪的方法完成的換擋的低檔和倒檔出論，由于換擋時(shí)兩個(gè)進(jìn)入嚙合的齒輪的存在角速度差，換擋瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。</p><p>　　負(fù)荷大、齒面相對(duì)滑動(dòng)速度又高的齒輪，在接觸壓力大且接觸處產(chǎn)生高溫作用下的情況使齒面間的潤(rùn)滑油膜遭到破壞，導(dǎo)致齒面直接接觸，在局部高溫、高壓作用下齒面互相熔焊粘連，齒面沿滑動(dòng)方向形成撕傷痕跡，稱(chēng)之為齒面膠合。變速器齒輪的這種破壞出

62、現(xiàn)的較少。</p><p>　　4.1.2齒輪的強(qiáng)度校核</p><p>　　(1) 直齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度的校核</p><p><b>　　直齒輪的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　（4-1）</b></p><p>　　式中：σW--彎曲應(yīng)力（MPa）；<

63、;/p><p>　　F1--圓周力（N），F(xiàn)1=2Tg/d；Tg為計(jì)算載荷（N.mm）；d為節(jié)圓直徑（mm）；Kσ--集中應(yīng)力系數(shù)，可取近似值 Kσ=1.65；</p><p>　　Kf---摩擦力影響系數(shù)，主、從動(dòng)輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同，對(duì)彎曲應(yīng)力的影響也不同：主動(dòng)齒輪Kf=1.4從動(dòng)齒輪Kf=0.9；</p><p>　　b--齒寬（mm）；t為端面齒距（mm

64、）t=πm，m為模數(shù)；</p><p><b>　　y--齒形系數(shù)。</b></p><p>　　齒輪的節(jié)圓直徑為d=mz，式中z為齒數(shù)，所以將上述有關(guān)參數(shù)帶入上式后得到：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　圖4-1 齒形系數(shù)</b>&

65、lt;/p><p>　　根據(jù)齒輪的材料以及熱處理方法可以知道彎曲疲勞強(qiáng)度極限在400～800Mpa范圍之內(nèi)，取700Mpa。</p><p><b>　　許用應(yīng)力 </b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：s--疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞

66、發(fā)生后只因其噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取S =1。但對(duì)彎曲疲勞疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，如果一旦發(fā)生斷齒，就會(huì)引起嚴(yán)重的后果，因此在進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取S =1.25~1.5。</p><p>　　--壽命系數(shù)可查圖。 </p><p>　　--齒輪的疲勞極限。</p><p>　　已知發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為T(mén)emax=40.85N. m=4085

67、0N.mm，</p><p>　　輸入軸上的齒輪其Tg=Temax，輸出軸上的齒輪其Tg=iTem</p><p>　　計(jì)算得一檔主動(dòng)齒輪的許用應(yīng)力 Mpa。</p><p>　　一檔主動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力= Mpa< 滿(mǎn)足需要。</p><p>　　一檔從動(dòng)齒輪的許用應(yīng)力 Mpa</p><p>　　一檔從動(dòng)齒輪

68、的彎曲應(yīng)力=356.8 Mpa< 滿(mǎn)足需要。</p><p>　　二檔主動(dòng)齒輪的許用應(yīng)力 Mpa</p><p>　　二檔主動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力=533.1 Mpa< 滿(mǎn)足強(qiáng)度需要。</p><p>　　二檔從動(dòng)齒輪的許用應(yīng)力 Mpa </p><p>　　二檔從動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力=411.2Mpa< 滿(mǎn)足強(qiáng)度需要。</p&

69、gt;<p>　　倒檔主動(dòng)輪的許用應(yīng)力 Mpa</p><p>　　倒檔主動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力=558 Mpa< 滿(mǎn)足強(qiáng)度需要。</p><p>　　倒檔從動(dòng)輪的許用應(yīng)力 556.8Mpa</p><p>　　倒檔主動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力=392.4 Mpa< 滿(mǎn)足強(qiáng)度需要。</p><p>　　(2) 直齒輪的接觸疲勞強(qiáng)

70、度的校核</p><p><b>　　齒輪接觸應(yīng)力 </b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中： ----齒輪的接觸應(yīng)力（MPa）；</p><p>　　F----齒面上的法向力（N），；</p><p>　　---

71、-圓周力在（N）， ；為計(jì)算載荷(N?mm)；d為節(jié)圓直徑(mm)；</p><p>　　----節(jié)點(diǎn)處的壓力角（°）；</p><p>　　----齒輪螺旋角（°）；</p><p>　　E----齒輪材料的彈性模量（MPa），MPa；；</p><p>　　b----齒輪接觸的實(shí)際寬度；</p&

72、gt;<p>　　----主動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（mm）；</p><p>　　----從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（mm）。</p><p>　　直齒輪： （4-5） </p><p><b>　　（4-6）</b></

73、p><p>　　斜齒輪： </p><p>　?。?-7） </p><p>　?。?-8） </p><p>

74、;　　式中： ---主動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（mm）；</p><p>　　---從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（mm）。</p><p>　　將作用在變速器第一軸上的載荷作為計(jì)算載荷時(shí)，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見(jiàn)下表：</p><p>　　表4-1 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力</p><p>　　計(jì)算一檔直齒齒輪接觸應(yīng)力</p><p>&

75、lt;b>　　MPa</b></p><p>　　,采用滲碳處理齒輪滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　二檔的接觸應(yīng)力為：</b></p><p>　　,采用滲碳處理齒輪滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　倒檔的接觸應(yīng)力為：</b></p><p

76、>　　,采用滲碳處理齒輪滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　綜合齒輪的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力，此次設(shè)計(jì)的齒輪均基本滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　4.2軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　變速器在工作時(shí)，由于齒輪上有圓周力、徑向力和軸向力作用，變速器的軸承受轉(zhuǎn)矩和彎矩。要求變速器的軸應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。因?yàn)閯偠炔蛔爿S會(huì)發(fā)生彎曲

77、變形，結(jié)果破壞了齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度、耐磨性和工作噪聲的均有不利影響。因此，在設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)，器剛度大小應(yīng)以保證齒輪能有正確的嚙合為前提條件。</p><p>　　4.2.1軸的直徑與結(jié)構(gòu)</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的變速器為兩軸式二檔變速器，從強(qiáng)度的方面考慮，一擋齒輪處的輸入軸，輸出軸部分受力最大。</p><p>　　4.2.1.1軸的直徑</p

78、><p>　　軸的直徑d（mm）可按下式初選</p><p><b>　　(4-9)</b></p><p>　　式中: K------為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.0~4.6；</p><p>　　Temax---為軸的最大轉(zhuǎn)矩（N.m）</p><p>　　輸入軸的最大轉(zhuǎn)矩在忽略傳遞損失的情況下取發(fā)動(dòng)機(jī)的最

79、大功率， </p><p>　　=40.85 N.m 。 d=13.78mm~15.84mm，初選15mm。</p><p>　　輸出軸的最大轉(zhuǎn)矩在一檔位置，最大轉(zhuǎn)</p><p>　　T= （4-10）</p><p>　　式中：Temax---為輸入軸的最大轉(zhuǎn)矩（N.m）</p><p>

80、　　i------- 一檔傳動(dòng)比</p><p>　　---齒輪的傳遞效率，圓柱齒輪的傳遞效率取92%。</p><p>　　d=19.52mm~22.44mm，初選20mm</p><p>　　倒檔軸初選直徑與輸出軸一樣為20mm。 </p><p>　　4.2.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　輸入軸由于一檔

81、齒輪和倒檔齒輪太小所以周和齒輪做成一體。結(jié)構(gòu)如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2齒輪軸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　變速器的軸經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)，常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滾動(dòng)襯套等。軸承的選用受到結(jié)構(gòu)的限制，并隨所承受載荷的特點(diǎn)不同而不同，最大齒輪為二檔齒輪22齒，頂圓直徑為39mm，軸承選用深溝球軸承6303將軸裝與殼體上。軸小直徑為17mm，

82、 長(zhǎng)度為202mm。軸承定位采用軸套。</p><p>　　輸出軸的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3 輸出軸結(jié)構(gòu)</p><p>　　選用深溝球軸承61904，軸頸為20mm，軸的長(zhǎng)度236mm。</p><p>　　倒檔軸的結(jié)構(gòu)如圖4-4所示：</p><p>　　倒檔中間齒輪空套在軸上所以倒檔軸做

83、成通軸，直徑20mm，長(zhǎng)度為55mm。 </p><p>　　圖 4-4 倒檔齒輪軸結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.2.2軸的強(qiáng)校核</p><p>　　對(duì)齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜，致使沿齒長(zhǎng)方向的壓力分布不均勻。</p><p>　　初

84、步確定軸的尺寸以后，可對(duì)軸進(jìn)行剛度和強(qiáng)度驗(yàn)算。欲求中間軸式變速器第一軸的支點(diǎn)反作用力，必須先求第二軸的支點(diǎn)反力。擋位不同，不僅圓周力、徑向力和軸向力不同，而且力到支點(diǎn)的距離也有變化，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)每個(gè)擋位都進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)將軸看做鉸接支承的梁。作用在第一軸上的轉(zhuǎn)矩應(yīng)取</p><p><b>　　剛度的計(jì)算</b></p><p>　　軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按《材料力學(xué)》有關(guān)公

85、式計(jì)算。計(jì)算時(shí)僅計(jì)算齒輪所在位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角。速器齒輪在軸上的位置如上圖所示時(shí)，若軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉(zhuǎn)角為，則可分別用下式計(jì)算</p><p>　　（4-11）             </p><p>　?。?-12）  &#

86、160;           </p><p>　　（4-13）           </p><p>　　圖3.3.5-3  變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角</p><p

87、>　　式中, ----齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）； </p><p>　　----齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）；</p><p>　　E----彈性模量（MPa），E =MPa；</p><p>　　I----慣性矩（），對(duì)實(shí)心軸，d為軸的直徑（），花鍵處按平均直徑計(jì)算；</p><p>　　a、b----為齒輪坐上的作用力距

88、支座A、B的距離（）；</p><p>　　L----支座之間的距離（）。</p><p>　　安裝齒輪的軸的允許撓度范圍（0.01~0.03）m, 安裝齒輪軸的許用轉(zhuǎn)角為(0.001～0.002)rad>。</p><p>　　計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力、徑向力 及軸向力可按下式求出：</p><p><b>　?。?-14）

89、</b></p><p><b>　　（4-15）</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　式中 ：d ----計(jì)算齒輪的節(jié)圓直徑，mm，為36mm；</p><p>　　----節(jié)點(diǎn)處的壓力角，為20°；</p><p

90、>　　----螺旋角，為0°；</p><p>　　----發(fā)最大轉(zhuǎn)矩，輸入軸最大轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ，為40850N·mm</p><p><b>　　強(qiáng)度的計(jì)算</b></p><p>　　作用在齒輪是上的徑向力和軸向力，是軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力是軸在水平面內(nèi)彎曲變形。此次設(shè)計(jì)中采用的全部為直齒輪沒(méi)有軸向力

91、所以其應(yīng)力為</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　式中 d - - 為軸的直徑(mm)，花鍵取內(nèi)徑；</p><p>　　W - - 為抗彎截面系數(shù)（mm3）</p><p>　　M總=F合ab/L （4-18）</p><p>　　F合= （4-1

92、9）</p><p>　　M= （4-20）</p><p>　　在低檔工作時(shí),[σ]≤400MPa。</p><p>　　輸入軸的剛度強(qiáng)度校核</p><p>　　一檔位置軸的強(qiáng)度剛度校核</p><p>　　a=19 b=L-a=130-19=111,L=130</p><p>　

93、　此處軸的直徑d=18mm，=5150.4 </p><p>　　F合= = =3952 N</p><p>　　M總=F合ab/L=64113.6 N·mm</p><p>　　M= =64243.6 N·mm</p><p>　　=112.3MPa≤[σ]，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</p><p>&l

94、t;b>　　將求撓度得：</b></p><p>　　故軸的全撓度為,安裝齒輪軸的許用轉(zhuǎn)角為(0.001～0.002)rad>0.0017rad,符合剛度要求</p><p>　　一檔和倒檔的齒輪是一樣的啊a，b的位置正好相反，所以倒擋位置軸的強(qiáng)度也滿(mǎn)足要求。</p><p>　　二檔位置軸的強(qiáng)度剛度的校核</p><p&

95、gt;　　L＝130mm，取b=65mm，則a=65mm。</p><p>　　此處軸的直徑d=30mm，=39740.6 </p><p><b>　　求撓度得：</b></p><p>　　故軸的全撓度為,安裝齒輪軸的許用轉(zhuǎn)角為(0.001～0.002)rad>0rad,符合剛度要求</p><p>　

96、　F合= = = 2415N</p><p>　　M總=F合ab/L=73671.5 N·mm</p><p>　　M= =84239 N·mm</p><p>　　=33.4 MPa≤[σ]，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</p><p>　　綜上所述輸人軸滿(mǎn)足強(qiáng)度與剛度要求。</p><p><b>

97、　　輸出軸的校核</b></p><p>　　小型農(nóng)用機(jī)械的變速箱是減速增扭，在一檔位置處輸出軸所受到的扭矩最大，此處強(qiáng)度滿(mǎn)足的話(huà)，其他位置就滿(mǎn)足強(qiáng)度需要，故軸的強(qiáng)度只需校核一檔位置。而倒檔因距離支承點(diǎn)近、負(fù)荷又小，通常撓度不大，故可以不必計(jì)算。二檔位置只需校核軸的剛度。</p><p>　　一檔位置軸的強(qiáng)度剛度校</p><p>　　a=19 b=L

98、-a=130-19=111,L=130</p><p>　　此處軸與齒輪花鍵連接直徑d=26mm，=22420.4 </p><p>　　F合= = = 5267.8N</p><p>　　M總=F合ab/L=85460 N·mm</p><p>　　M= =152435.4 N·mm</p><p&

99、gt;　　=88.39MPa≤[σ]，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　求撓度得：</b></p><p>　　故軸的全撓度為,安裝齒輪軸的許用轉(zhuǎn)角為(0.001～0.002)rad>0.000523rad,符合剛度要求</p><p>　　二檔位置軸的剛度校核</p><p>　　L＝130mm，取b=

100、65mm，則a=65mm。</p><p>　　此處軸與齒輪花鍵連接直徑d=26mm，=22420.4 </p><p><b>　　求撓度得：</b></p><p>　　故軸的全撓度為,安裝齒輪軸的許用轉(zhuǎn)角為(0.001～0.002)rad>0rad,符合剛度要求</p><p>　　綜上所述輸出軸滿(mǎn)足強(qiáng)度與

101、剛度要求。</p><p>　　4.3變速箱的操作機(jī)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋。</p><p>　　變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下主要要求：換擋時(shí)只能掛入一個(gè)擋位，換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長(zhǎng)上嚙合，防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋，防止誤掛倒擋，輕便換擋。</p><p>　　用于機(jī)械式

102、變速器的操縱機(jī)構(gòu)，常見(jiàn)的是有變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋裝置等主要零件組成，并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋、或退到空擋工作，稱(chēng)為手動(dòng)換擋變速器。</p><p>　　手動(dòng)換擋變速器又分為直接操縱手動(dòng)換擋變速器和遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器。</p><p>　　當(dāng)變速器布置在靠近駕駛員座椅附近時(shí)，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過(guò)變速桿直接完成換擋功能的手動(dòng)

103、變速器，稱(chēng)為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，已得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　變速器距離駕駛員座位較遠(yuǎn)，這時(shí)需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動(dòng)件，換擋手力經(jīng)過(guò)這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換擋功能。這種變速器稱(chēng)為遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)變速器。這時(shí)要求整套系統(tǒng)又足夠的剛性，且各連接件之間間隙不能過(guò)大，否則換擋時(shí)手感不明顯，并增加了變速桿顫動(dòng)的可能性。此時(shí)，變速桿支座應(yīng)固定在受車(chē)架變形、汽車(chē)振動(dòng)影響較小的地方，最好將換擋傳動(dòng)

104、機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器連成一體，以避免對(duì)操縱有不利的影響。在平頭式汽車(chē)上或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)的變速器，受總體布置限制，多采用遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，采用的是直接操縱手動(dòng)換擋變速器</p><p>　　4.4變速箱的箱體密封與潤(rùn)滑</p><p>　　變速箱材料采用鑄鐵，厚度為8mm，在軸承處按軸承的寬度來(lái)加厚，輸入軸所用的軸承寬

105、度為12mm，輸出軸所用的軸承為14mm，內(nèi)部寬度為軸的內(nèi)部長(zhǎng)度130mm。箱體要和齒輪頂圓留10mm的間隙。</p><p>　　潤(rùn)滑方式采用飛濺潤(rùn)滑。箱體連接處采用墊片和密封圈。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，是對(duì)在校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走

106、向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開(kāi)端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。 </p><p>　　在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我

107、明白了自己原來(lái)知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺(jué)很茫然。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。</p><p>　　總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回

108、事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】．濮良貴，紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)第八版.西北工業(yè)大學(xué)出版，2006（5）</p><p>　　【2】.楊瑞成，丁旭，季根順，洋海棠. 機(jī)械工程材料.第二版.重慶大學(xué)出版社，2004（7） </p><p

109、>　　【3】.成大仙，機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,2000（5）</p><p>　　【4】.孫昭文，候清壽.最新機(jī)械制圖實(shí)用手冊(cè)圖例.天津科學(xué)技術(shù)出版社.第五版，2003（3）</p><p>　　【5】.沈國(guó)舫，汪懋華.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略研究.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2008,203～213.</p><p>　　【6】.裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新戰(zhàn)略研究咨詢(xún)研究項(xiàng)

110、目組.裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新戰(zhàn)略研究.高等教育出版社.2007,521～569.</p><p>　　【7】. 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn).王昆等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).-北京：高等教育出版社，1996</p><p>　　【8】. 楊可楨.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]，程光蘊(yùn)主編；錢(qián)慶蕊等編.－4版－北京；高等教育出版社，1999</p><p>　　【9】.馮開(kāi)

111、平,左宗義主編.畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖[M].－廣州：華南理工大學(xué)大學(xué)出版社，2001.9</p><p>　　【10】. 楊月英，張琳主編.Autocad2006繪制機(jī)械圖.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2006.2</p><p>　　【11】 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京機(jī)械工業(yè)出版社2004.8</p><p><b>　　致謝</b&g

112、t;</p><p>　　四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿(mǎn)囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。 </p><p>　　在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的導(dǎo)師張老師傾注了大量的心血，從選開(kāi)題報(bào)告，寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，到繪制圖紙，指出起中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在