履带拖拉机变速器改进设计Ⅰ摘要变速箱的结构对拖拉机的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、工作噪声等都有直接影响。
变速箱主要用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围工作，设有空档和倒档，并设有动力输轴。
为适应农业耕作的复杂工况，要求变速箱采用多档位,以使变速箱有较宽的速比范围，以使拖拉机能高效率高质量地完成各种作业。
该变速器采用手动啮合套换档机构，空间三轴布置方式，结构紧凑。
本次设计按照传统设计方法，本着半经验半理论的设计原则通过类比法确定方案，参照已有变速箱结构，最后以机械零件的强度和刚度理论对确定的形状和尺寸进行必要的计算和校核，以满足约束条件，进而缩短设计周期，降低设计成本。
关键词：拖拉机，变速箱，啮合套，改进设计IMPROVED DESIGNⅠOF TRACTOR TRANSMISSIONABSTRACTT h e s t r u c t u r e o f t h e t r a n s m i s s i o n h a s d i r e c t e f f e c t o n t h e t r a c t o r’s t r a c t i o n p e r f o r m a n c e a n d e c o n o m y p e r f o r m a n c e a s w e l l a s i t s r e l i a b i l i t y,w o r k i n g n o i s e a n d s o o n.T r a n s m i s s i o n i s m a i n l y u s e d t o c h a n g e t h e e n g i n e t o r q u e a n d s p e e d r e a c h e d o n t h e d r i v i n g w h e e l, t h e a i m i s t o a c q u i r e d i f f e r e n t t r a c t i o n a n d s p e e d i n v a r i o u s d r i v i n g c o n d i t i o n s l i k e s t a r t i n g,c l i m b i n g,t u r n i n g a n d a c c e l e r a t i n g.A t t h e s a m e t i m e t h e e n g i n e c a n w o r k i n o p t i m u m c o n d i t i o n.T h e t r a n s m i s s i o n h a s r e v e r s e g e a r，z e r o g e a r a n d p o w e r t r a n s m i s s i o n s h a f t.To m e e t t h e c o m p l e x f a r m i n g c o n d i t i o n s,t h e t r a n s m i s s i o n s h o u l d h a v e a m u l t i-g e a r s o t h a t t h e t r a n s m i s s i o n s p e e d r a t i o c a n b e c h a n g e d i n a w i d e s c o p e. T h e n t h e t r a c t o r c a n c o m p l e t e a l l k i n d s o f o p e r a t i o n e f f i c i e n t l y a n d h i g h-q u a l i t y.T h e t r a n s m i s s i o n a d o p t s t h e m a n u a l s h i f t m e s h i n g s e t s,t r i a x i a l s p a c e l a y o u t. A n d i t s s t r u c t u r e i s c o m p a c t.T h e d e s i g n o f t r a n s m i s s i o n u s e s t h e t r a d i t i o n a l d e s i g n m e t h o d.B a s e d t h e s e m i-e m p i r i c a l a n d s e m i-t h e o r e t i c a l d e s i g n p r i n c i p l e s,t h e d r i v e s c h e m e i s d e t e r m i n e d b y a n a l o g y.I n o r d e r t o m e e t t h e c o n d i t i o n s,s h o r t e n t h e d e s i g n c y c l e a n d r e d u c e d e s i g n c o s t s, t h e s h a p e a n d s i z e o f t r a n s m i s s i o n a r e c a l c u l a t e d a n d c h e c k e d b y t h e m e c h a n i c a l p a r t s s t r e n g t h a n d s t i f f n e s s t h e o r y.K e y w o r d s:t r a c t o r,t r a n s m i s s i o n,m e s h i n g s l e e v e,i m p r o v e d d e s i g n符号说明A变速箱中心距m mm齿轮模数G重量NT转矩N mf摩擦系数D轴的直径m mZ齿数B齿轮宽度D直径E弹性模量i传动比gT发动机最大输出扭矩emaxη机械效率Z齿轮齿数α节点处压力角σ弯曲应力wσ接触应力jF圆周力tF径向力rF轴向力aI惯性矩目录第一章前言 (1)第二章变速器结构设计 (2)§2.1概述 (2)§2.2变速器布置方案分析 (2)§2.2.1 变速器传动机构的方案分析 (2)§2.2.2 变速器零部件结构分析 (4)第三章变速器基本参数的确定 (5)§3.1传动比的确定 (5)§3.2中心距计算 (5)§3.3齿轮参数 (5)第四章齿轮的设计和计算 (8)§4.1齿轮的设计思想 (8)§4.2齿轮设计及变位计算 (9)第五章齿轮的强度校核 (15)§5.1校核二轴一挡齿轮 (15)§5.2校核一轴一挡齿轮 (16)第六章轴的校核 (18)§6.1轴的受力分析 (18)§6.2轴刚度校核 (18)§6.2.1一轴刚度校核 (18)§6.2.2二轴刚度校核 (19)§6.3轴强度校核 (20)§6.3.1一轴强度校核 (20)§6.3.2二轴强度校核 (23)第七章轴承选择的寿命计算 (25)第八章键的选择及校核 (27)第九章变速器操纵机构 (29)第十章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)第一章前言东方红履带拖拉机6+2挡变速器设计，由于原来的变速器采用滑动齿轮换挡，拖拉机行驶时，因变速器内各转动齿轮有不同的角速度，所以用轴向滑动直齿齿轮方式换挡，会在轮齿的端面产生冲击，并伴随噪声。
不仅使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时驾驶员精神紧张，而换挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。
除此之外，直齿滑动齿轮换挡，换挡行程很长，现在除一挡和倒挡外已经很少采用。
而且由于发动机的转速的提高，齿轮工作时的啮合线速度及固定在第二轴上的各挡被动齿轮的齿顶圆线速度均大幅度的提高，容易造成变速箱噪声大，油温偏高。
改进后采用移动啮合套换挡，不仅使换挡行程短，同时因承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多，而轮齿又不参与换挡，不会过早的损坏，而且增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性力距增大。
改进型变速箱采用常啮合圆柱齿轮传动，啮合套换挡。
各挡速度按顺序排列，区段之间速度没有交叉。
由于变速箱各挡速比与拖拉机的理论速度成反比，因此，变速箱速比范围的大小，排挡数及各挡速比分配是否合理是评价变速箱性能的重要指标。
在设计拖拉机变速箱时应力求在每种作业速度范围内排列较多的挡次，以求拖拉机能高效率高质量的完成各种作业。
设计内容包括传动比的选取，齿轮计算及强度校核，轴的设计及校核，键的选择及校核，轴承的选择及寿命强度计算，换挡结构的选择，操纵机构外壳的形状及各零部件的安装等。
第二章变速器结构设计§2.1 概述变速器的功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动桥轴上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速度，同时使发动机尽可能在最有利的工作范围内工作。
此外，应保证汽车能倒退行使和在停车时使发动机传动系保持分离。
需要时还应有动力输出装置。
为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器有如下要求：（1）正确选择变速器的档位数和传动比，使之与发动机参数优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性和经济性。
（2）设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间的分离，设置倒档使汽车可以倒退行使。
（3）操纵简单、迅速、省力。
（4）传动效率高、工作平稳、无噪声。
（5）体积小、质量轻、承载能力强、工作可靠。
（6）制造容易、成本低、维修方便、使用寿命长（7）贯彻零件标准化，部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定。
（8）需要时应设计动力输出装置。
§2.2 变速器布置方案的分析§2.2.1变速器传动机构的方案分析有极变速器与无极变速器相比，其结构简单，造价低廉，具有较高的传动效率，因此在各种类型的汽车上均得到了广泛的应用。
在选定发动机的情况下，变速器的档位数的增多可以提高发动机的效率，提高汽车的燃油经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。
但档位数的增多也使变速器的尺寸及质量增大，结构复杂，制造成本提高，操纵也复杂。