一、设计题目: 适应于山区条件的拖拉机挖坑植树机械二、设计参数: 方案2拖拉机型号：丰收FS550功率：40.4 Kw额定转速：2200r/min前后轮胎：6.0-16/12.4-28双速动力输出：540/720rpmII类三点悬挂：下悬挂点最低高度：200mm，提升最小高度：650mm。

三、设计要求设计要求应尽可能详细、明确、合理且具有一定先进性。

主要有10个方面的内容。

1功能性的要求：包括产品的用途、生产能力和工作特性及性能要求等。

功能性要求包括以下几个方面；一是传动的基本功能；传动部分设计的基本功能实现扭矩的可靠传递，同时平衡由各种原因造成的轴向、径向（冲击）力。

因此；要求传动零件不但要有较高的强度，同时还要具有较高刚度、稳定性。

二是减速部分设计过程中，减速箱的体积要适当，否则可能会挖坑深度及有效行程。

2适应性的要求：适应要求是指是指，从地表下挖出的土至少应有75%能够回填，否则后期的树苗栽植就无法实现。

因此，在排土过程中，土壤所受到的离心力就不能过大，以免土壤被甩出过远后无法回收。

3可靠性的要求：可靠性要求指的是以在正常工作条件下，所设计的齿轮、轴承无损坏、且各零件的寿命基本相等。

为保证齿轮传动工作的可靠性，要对传动件表面，如齿面、轴承，等的润滑可靠性进行充分的论证是指产品在规定的工作条件下，在预定使用寿命期内能完成规定功能的概率。

4寿命的要求：是产品正常使用时因磨损而使性能下降在允许范围内而且无需大修的连续工作期限。

因各零部件难以设计成相等寿命，所以易磨损件的寿命应尽量设计成倍数关系。

寿命要求所设计的零件寿命基本相等，各关键支承表面工作可靠。

5效率的要求：即产品工作时输出的量与输入的量之比。

6经济的要求：包括制造成本和使用的经济性。

机械产品的制造成本构成中材料费占有很大的比重，设计时必须给予充分注意。

使用的经济性是指产品在单位时间内生产的价值与耗费价值之间的差。

7人-机工程学的要求：人-机工程学也称为技术美学，包括操作方便宜人，调节省力有效，照明适度，显示清晰，造型美观，色彩和谐，维护保养容易等。

对于转向机构来说，设计过程中要体现机构和谐、拆装方便、易损件处于或接近于开口部位。

技术要求中，整体喷漆一项中，要体现与整车的色彩一致。

8安全保护和自动报警的要求9环境保护的要求10包括运输的要求以上要求并非每项都不可缺少，尤其是开发型的设计，一开始很难全部都要求得十分明确，应在设计过程中不断完善。

为保证上述主要设计要求而须要特别强调时，应当明确提出，例如：（1）强度与刚度的要求。

（2）制造工艺性的要求。

（3）工作循环图的要求。

（即自动线、自动机设计中特有的要求）（4）质量检测的要求。

第一章行星齿轮传动概述§1-1行星齿轮传动的术语及代号由齿轮副组成的机构，统称为齿轮机构，或称为齿轮传动。

齿轮传动是机器设备、现代兵器、仪器和仪表中应用最广泛的机械传动形式之一。

例如，机床、汽车、拖拉机、起重机、纺织机、火炮、坦克、飞机、轮船、通信设备和仪器、仪表等中的传动机构都广泛地采用齿轮传动。

在齿轮传动机构中，常用的角速度符号为：n-一以每分钟的转数来衡量的角速度，即转速，r/min;ω—以每秒的弧度来衡量的角速度，rad/s 。

为了表示齿轮机构中各构件的相应角速度ω或转速n ，一般是采用角速度(转速)附加下角标的方法，以此代号相应地表示构件的角速度(转速)。

例如，构件a 的角速度转速)，可用代号a ω（a n ）表示。

一对齿轮的传动比是指主动轮的角速度(或转速)与从动轮的角速度(或转速)之比，且等于从动轮的齿数与主动轮的齿数之比。

齿轮机构的传动比一般是用带两个下角标的代号ab i 表示;第一个下角标a 表示主动件的代号，第二个下角标b 表示从动件的代号。

图1-1一对齿轮的啮合方式(a )外啮合;(b )内啮合;(c)圆锥齿轮传动对于一对圆柱齿轮传动，若齿轮a 为主动轮，齿轮b 为从动轮，则其传动比为：a bb a ab z z i ±==ωω对于外啮合传动(图1-1 (a))，从动轮b 与主动轮a 的转向相反，则其传动比取负值，即0<ab i 。

对于内啮合传动(图1-1 (b))，从动轮b 与主动轮a 的转向相同，则其传动比取正值，即0>ab i 。

若齿轮b 为主动轮、齿轮a 为从动轮，则其传动比为：b aa b ba z z i ±==ωω且有 1=•ba ab i i或 ba ab i i 1=由上式可知，齿轮a 主动、齿轮b 从动时的传动比ab i 与齿轮b 主动、齿轮a 从动时的传动比之乘积等于1；或传动比ab i 与传动比ba i 互为倒数。

对于一对圆锥齿轮传动(图1-1 (c))，其传动比的大小为：b aab i ωω=在一对圆锥齿轮传动中，由于两轮的轴线相交，该两轮的转向不能说它们是相同或相反。

因此，其传动比不能取正、负值，即两轮的转向关系必须在图上用箭头表示;且两箭头应该同时指向节点或同时背离节点。

从上式可见，欲增大一对齿轮的传动比ab i ，可减少a 轮齿数:或增加b 轮齿数b z 。

但是，小齿轮齿数a z 的减少受到根切条件的限制(标准齿轮的最少齿数17min =z ，变位齿轮的最少齿数13~10min ='z );而b 轮齿数的增加受到齿轮机构外廓尺寸、安装位置和重量等条件的限制。

所以，一对齿轮的传动比ab i 不能太大，一般8<ab i 。

在机器设备、运输工具和兵器等的传动机构中，为了减速、增速、变速和换向以及其他特殊用途，经常采用一系列互相啮合着的齿轮组成的传动系统(或称传动链)，在《机械原理》中，通常将这种由一系列的齿轮所组成的传动系统称为齿轮系，或称为齿轮机构。

根据齿轮系运转时其各齿轮的几何轴线相对位置是否变动，齿轮机构可分为两大类型: 1.普通齿轮机构(定轴轮系)当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何轴线位置都是固定不变的，则称为普通齿轮机构(或称定轴轮系)。

在普通齿轮机构中，如果各齿轮副的轴线均互相平行，则称为平行轴齿轮机构如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副，则称为不平行轴齿轮机构(空间齿轮机构)。

2.行星齿轮机构(行星轮系)当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线回转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮，如图1-2 (a)所示。

在上述齿轮机构中，齿轮a 、b 和构件H 均绕几何轴线OO 转动，而齿轮g 是活套在构件H 的轴上。

它一方面绕自身的几何轴线g O 转动(自转)，同时又随几何轴线g O 绕固定的几何轴线OO 回转（公转)，即齿轮g 作行星运动，因此，称该齿轮机构为行星齿轮机构，即行星轮系。

行星齿轮机构按其自由度的数目可分为：(1)简单行星齿轮机构 具有一个自由度(W=1)的行星齿轮机构，如图1-2(b)所示。

对于简单的行星齿轮机构，只需要知道其中一个构件的运动后，其余各构件的运动便可以确定。

(2)差动行星齿轮机构 具有两个自由度(W=2)的行星齿轮机构，即具有二个可动外接构件的行星轮系，如图1-2 (a)所示。

对丁差动行星齿轮机构，必须给定两个构件的运动后，其余各构件的运动才能确定。

图1-2 行星齿轮传动(a)差动行星齿轮机构；（b）行星齿轮传动；(c)准行星齿轮机构。

在行星齿轮机构中可作行星运动的齿轮，称为行星齿轮〔简称为行星轮)。

换言之，在齿轮系中，凡具有自转和公转的齿轮，则称为行星轮，如图1-2中的齿轮g。

带有一个齿圈的行星轮g称为单齿圈行星轮(图1-2和图1-3 (a));带有两个齿圈的行星轮g-f称为双齿圈行星轮〔见图1-3 (b)和图1-4),在行星齿轮机构中，支承行星轮并使它得到公转的构件称为转臂(又称系杆)，用符号H 表示。

转臂H绕之回转的几何轴线称为主油线，如轴线OO。

在行星齿轮传动中，与行星齿轮相啮合的，且其轴线又与主轴线OO重合的齿轮称为中心轮;外齿中心轮用符号a或c 表示，内齿中心轮用符号b或e表示。

最小的外齿中心轮a又可称为太阳轮。

而将固定不动的中心轮(与机架固连的)称为支持轮(图1-2 (b))。

在行星齿轮机构中，凡是轴线与主轴线OO相重合，并承受外力矩的构件称为基本构件，如图1-2中的中心轮a, b和转臂H。

换言之，所谓基本构件就是在空间具有固定旋转轴线的受力构件;其中也可能是固定构件，如图1-2 (b)中与机架相连接的中心轮b．而差动齿轮机构(图1-2 (a))就是具有三个运动基本构件的行星齿轮传动。

在其三个基本构件中，若将内齿圈b固定不动，则可得到应用十分广泛的输入件为a或H,输出件为H或a的行星齿轮机构(图1-2 (6))。

仿上，当中心轮a固定不动时，则可得到输入件b或H,输出件为H或b的行星齿轮机构。

当转臂H固定不动时，则可得到所有齿轮轴线均固定不动的普通齿轮传动，即定轴齿轮机构。

由于该定轴齿轮机构是原来行星齿轮机构的转化机构，故又称为准行星齿轮机构(图1-2 (c) ) 。

为了便于对上述行星传动机构进行研究分析，本书特将差动行星齿轮机构(W=2)、行星齿轮机构(W=1)和准行星齿轮机构(转化机构)统称为行星齿轮传动或行星齿轮机构。

1-2行星齿轮传动的特点行星齿轮传动与普通齿轮传动〔或称简单齿轮传动)相比，即使在它们的零件材料和机械性能、制造精度和工作环境等均相同的条件下，前者却具有许多独特的优点。

所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。

尤其是对于那些要求休积小、重量轻、结构紧凑、传动效率高的航空机械、起重运输和兵器的传动装置，以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。

行星齿轮传动的主要特点如下：(1)结构紧凑、重量轻、体积小。

由于行星齿轮传动具有功率分流和动轴线的运动特性，而且各中心轮构成共轴线式的传动，以及合理地应用内啮合。

因此，可使其结构非常紧凑。

由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，故使得每个齿轮所承受的负荷较小，所以，可采用较小的模数。

此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其结构紧凑、重量轻，而承载能力却很大。

一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和重量约为普通齿轮传动的61~21。

（2)传动比较大。

只需要适当选择行星传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而得到很大的传动比。

在仅作为传递运动的行星传动机构中，其传动比可达到几千。

应该指出，即使在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、重量轻的优点而且，它还可以实现运动的合成与分解，以及实现各种变速的复杂的运动(3)传动效率高。