微耕机变速箱设计正文Word文档下载推荐.doc
- 文档编号:15272368
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOC
- 页数:24
- 大小:903.50KB
微耕机变速箱设计正文Word文档下载推荐.doc
《微耕机变速箱设计正文Word文档下载推荐.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《微耕机变速箱设计正文Word文档下载推荐.doc(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
因为前两个世纪我国陷入了资本主义国家的殖民半殖民统治,我国的农业机械没有得到很高的重视,农业机械的推广和使用基本为零,但是解放后,我国很快的完成了社会主义的全面改革,并顺利完成了第一个五年计划,第一个五年计划期间我国研发出了各种农业机械,这些农业机械对解放生产力起到了很大的作用。
近年来我国的科研人员在农业机械方面创新取得巨大突破,生产出了满足更多条件下使用,拥有更多功能的各种农业机械,为我国的农业现代化打下了坚厚的基础。
尽管我国在农业机械方面取得了如此耀眼和光辉的成就,就目前的情况看,在一些丘陵、地形较为复杂的地带,大型农业机械到达不了这种地形极为复杂的地方,耕种还只能依靠人力、畜力,面对这样的问题,研究和设计出新一代的适应更小地块、更复杂地形的小型微耕机就迫在眉睫了。
微耕机的变速箱就像是电脑的CPU,控制着微耕机的速度、换挡、转向等重要功能,变速箱的适用性也影响着微耕机是否可以满足更为复杂条件的使用,在微耕机使用过程中,变速箱也是最容易出现故障的部件之一,而且变速箱的故障会直接影响到微耕机的使用。
小型微耕机一般工作在土地硬度较高的耕地上,这种环境下对微耕机传动的平稳性要求很高,变速箱又决定了微耕机的传动平稳性。
因此变速箱的适用性、平稳性直接决定了微耕机的应用和推广价值,也决定了微耕机的性能和市场价值。
因此变速箱的设计就成为了微耕机设计中最为重要的一环,它的设计的意义也变得非常重大。
1.2变速箱设计想要达到的目标
微耕机主要由知识水平不是很高的农民使用,因此其必须操作简单,微耕机的使用环境也极为复杂,在一些地理比较窄小的范围使用因此微耕机必须有以下要求:
(1)机械一定要经济便宜,且运行过程稳定,不易出问题;
(2)档位设置时要有空挡、前进挡、倒退当,且换挡方便迅速;
(3)变速器的工作效率高,噪声需要很低;
本次变速箱主要根据动力来源为重庆宏受通用机械生产的168f型汽油机的微耕机进行设计。
2变速箱的总体方案的确定
依据微耕机的相应要求,现选择动力来源为168f的汽油机,该微耕机的具体参数如下表
表1-1
汽油机型号
168f
功率
3.5kw
满载转速
4200r/min
车轮直径
350mm
前进速度
3.5km/h
倒车速度
1.0km/h
微耕机参数表
2.1变速箱的工作原理
一般的变速箱主要采用齿轮传动达到降速的目的,为了实现微耕机的不同行驶方向,变速箱内需要有多对传动比不同的齿轮副,通过操作档杆变换变速箱内不同齿轮副的工作来达到微耕机换挡的目的。
空档时,变速箱体内从动轮和主动轮错开,动力切断;
前进档时变速箱类似二级减速器齿轮,通过两级齿轮减速达到降速前进的目的;
倒退档时,整个传动过程增加一个中间齿轮,使主动轮和最后一级从动轮转速方向相同,实现微耕机倒退的目的。
为了实现微耕机转变方向的方便,在输出轴两侧各安装一牙嵌式离合器,控制微耕机转向的方法在微耕机前进或后退需要转向时,将想要转达方向的那一侧离合器离合,即可方便实现转向的目的。
2.2变速箱传动原理图
根据微耕机变速箱的工作原理,变速箱传动原理图如下:
图2-1
4.1
轴1
4.2
3.1
2.3
2.2
2.1
1.1
轴3
轴2
轴4
2.3传动比的计算和分配
2.3.1前进时传动比计算
1)根据微耕机的前进速度,微耕机轮子直径,公式:
n=60*1000v/d可计算处变速箱输出轴转速n=60*1000*0.972/3.14*350=53.07r/min,此时总传动比i总=4200/53.07=79.14,
2)传动比的分配
汽油发动机输出转速为4200r/min,汽油发动机与变速箱间的传动由v带传动,初步选定v带的传动比为3,此时变速箱传动方案属于圆柱齿轮减速方案,为了使整体结构合理、紧凑、布局恰当,查询机械设计课程指导书可选取i1=6.48,则根据总传动比、v带传动比易计算出i2=4.07。
2.3.1倒退时传动比计算
1)根据微耕机的倒退速度,微耕机轮子直径,公式:
n=60*1000v/d可计算处变速箱输出轴转速n=60*1000*0.278/3.14*350=15.178r/min,倒退时的微耕机没有负载,转速大大降低,此时转速降低到为1000r\min以下,
总传动比i总=1000/15.178=65.88,
汽油发动机输出转速为1000r/min以下,此时的变速箱同样属于减速箱,只是多了一个中间齿轮用于改变输出轴转向,此时由发动机传输到变速箱的动力依然由带传动,传动比与前进时相同,同样为3,此时变速箱的一级减速齿轮与前进时的相同,所以分配传动比的=6.5,此时轴3上的齿轮作用只是改变转向i3=1,则易计算出轴3和轴4间传动比i43.39.
2.4计算各轴的功率及转矩
2.4.1计算前进时各轴转速和转矩
1)计算相关轴的转速
n1=n/i=4200/3=1400r/min
n2=n1/i1=1400/6.48=216.05r/min
n4=n2/i2=216.05/4.07=53.07r/min
2)计算各轴的输入和输出功率
根据机械设计课程设计指导书,相关机械传动效率如下
滚动轴承0.98
V带0.94
圆柱齿轮 0.98
则各轴的输入功率如下
各轴的输出功率
3)计算各轴的输入和输出转矩
根据T=9550P/n可以计算各轴的输入转矩,又因为滚动轴承传动效率为0.98输出转矩为输入转矩的0.98,可计算出具体数据,汇总成下表所示
表2-1
轴名
功率P(kw)
转矩T(N·
m)
转速(r/min)
传动比
输入
输出
3.29
3.22
22.45
22.0
1400
6.48
4.07
3.16
3.10
139.72
136.93
216.05
3.03
3,00
546.14
535.22
53.07
前进档时各轴情况
2.4.2计算后退时各轴转速和转矩
n1=n/i=1000/3=333.33r/min
n2=n1/i1=333.33/6.48=51.44r/min
n3=n2/i3=51.44/1=51.44r/min
n4=n3/i4=51.44/3.389=15.178r/min
2)计算各轴的输入和输出功率(倒退时无负载发动机功率降低至1.5kw以下)
表2-2
1.41
1.382
40.40
39.59
333.3
6.5
1.0
3.389
1.354
1.327
251.37
246.34
51.44
1.30
1.274
241.41
236.58
1.249
1.224
785.87
770.15
15.178
后退档时各轴计算结果
3前进时齿轮的设计与校核
3.1变速箱一级直齿轮的设计
3.1.1选定齿轮材料,精度等级并初步确定齿数
(1)根据机械设计手册相关标准,结合微耕机的工作条件,大小直齿轮均采用40Cr,并做调制处理,硬度为280HBS,精度为7级精度,压力角取20°
。
(2)初选小齿轮齿数z1=18,则大齿轮齿数z2=i1z1=6.4818=116.64,取齿数117。
3.1.2按齿面接触疲劳强度设计
1)计算小齿轮分度圆直径,即
d1t≥
试选载荷系数KHt=1.3,查取区域系数ZH=2.48,查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPA1/2
计算接触疲劳强度用重合度系数Z
a1=arccos=31.41°
at2=arccos=22.479°
a=/2π=1.701
Z==0.875
计算接触疲劳许用应力
由机械设计图10-25d查得小大齿轮的接触疲劳极限分别是=600MPA,=550MPA
计算应力循环次数:
N1=60n1jLh=60*1400*(15*8*2*20)=2.068*106
N2=N1/=2.068*106/(117/18)=2.068*105
查得解除疲劳寿命系数KNHI=1.54,KNH2=1.58。
取失效概率为1%,安全系数S=1,则
1=KNHI/S=924MPA
2=KNH2/S=869MPA
取较小的作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即=2=869MPA
2)计算小齿轮的分度圆直径
代入上述各数据,则有
d1t≥=33.682mm
下面调整小齿轮分度圆直径
计算圆周速度V:
V=πd1tn1/(60*1000)=3.2m/s
计算齿宽b:
b=d1t=33.682mm
计算实际载荷系数KH
查得使用系数KA=1.25,根据V=3.2m/s,7级精度,查机械设计表10-8得动载系数KV=1.14。
齿轮圆周力Ft1=2T1/d1t=2*2.452*104/33.682=1.012*10³
N
KAFti/b=22.81N/mm<
100N/mm
查表10-3得齿间载荷分配系数KH=1.1,用插值法查表10-4得7级精度,小齿轮相对轴承非对称布置时,KH=1.405,
则载荷系数KH=KAKVKHKH=2.202
按实际载荷系数算得分度圆直径:
d1=d1t=33.682*=40.15mm
相应的齿轮模数m=/=40.15/18=2.231
3.1.3按照齿
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机变 设计 正文
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)