12型-船式拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【需要咨詢購(gòu)買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：

12型-船式拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)輪入土深度不僅影響驅(qū)動(dòng)輪的最大水平推力、驅(qū)動(dòng)輪和船體的支承反力、滾動(dòng)阻力以及船體的行駛阻力等,而且影響機(jī)耕船的滑轉(zhuǎn)率、牽引效率、燃油經(jīng)濟(jì)性等。增加入土深度,雖然增大了剪切面積,可使最大水平推力增加,牽引附著性能增強(qiáng),滑轉(zhuǎn)損失功率減小,但會(huì)使?jié)L動(dòng)阻力增加,功率損耗增大。因此,在保證牽引性能的前提下,入土深度必須可調(diào),而且應(yīng)盡量減小。入土深度有驅(qū)動(dòng)軸、船體和驅(qū)動(dòng)輪半徑可調(diào)等三種方式。通過(guò)對(duì)關(guān)于機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)輪入土深度的文獻(xiàn)進(jìn)行研究,為研制更加方便地調(diào)節(jié)入土深度的裝置提供借鑒意義。 關(guān)鍵詞：機(jī)耕船 入土深度 水平推力 滾動(dòng)阻力AbstractThe maximum horizontal thrust, boat tractor driving wheel depth not only affects the driving wheel of the driving wheel and the hull of the supporting force, rolling resistance and the running resistance, and the boat slip rate, traction efficiency and fuel economy etc.. With the increase of the shear area, the maximum horizontal thrust can be increased, the tractive adhesion performance is enhanced, and the slip loss power is reduced, but the rolling resistance increases and the power loss increases. Therefore, under the premise of ensuring traction performance, the depth of penetration must be adjustable, and should be minimized. The embedded depth has three ways: the drive shaft, the hull and the driving wheel radius adjustable. Based on the research on the boat tractor driving wheel depth of the literature, to provide reference for the development of more devices conveniently adjust the depth of the.Keywords: rolling resistance boat depth horizontal thrust目錄第一章 緒論 .........................51.1 船式拖拉機(jī)的應(yīng)用概況 ....................................................................................................51.2 船式拖拉機(jī)的工作原理及驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作原理 ................................................71.2.1 船式拖拉機(jī)工作原理： ......................................................................................71.2.2 驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作原理： ............................................................................71.3 影響船式拖拉機(jī)牽引力的主要因素 ................................................................................71.3.1 水田土壤對(duì)牽引力的影響 ......................................................................................71.3.2 船體的滑行阻力對(duì)牽引力的影響 ..........................................................................71.3.3 驅(qū)動(dòng)輪葉片對(duì)牽引力的影響 ..................................................................................71.3.4 輪刺寬度對(duì)牽引力的影響 ......................................................................................81.4 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ................................................................................................................81.4.1 設(shè)計(jì)任務(wù) ..............................................................................................................81.4.2 設(shè)計(jì)要求 ................................................................................................................8第二章 驅(qū)動(dòng)輪入土深度對(duì)牽引力的影響 .82.1 船式拖拉機(jī)總體動(dòng)力學(xué)分析 ............................................................................................82.2 驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)對(duì)牽引力的影響 ..........................................................................................132.2.1 無(wú)后傾角時(shí)，葉片驅(qū)動(dòng)面的受力情況（圖 2-4）： .......................................132.2.2 有后傾角時(shí)，葉片驅(qū)動(dòng)面的受力情況（圖 2-5）： .....................................142.2.3 后傾角對(duì)水平推進(jìn)力的影響： ........................................................................152.3 驅(qū)動(dòng)輪入土深度對(duì)牽引力的影響 ..................................................................................162.3.1 驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度的影響 ............................................................................16第三章 驅(qū)動(dòng)輪入土深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..183.1 驅(qū)動(dòng)輪入土深度的調(diào)節(jié)方法 ..........................................................................................183.1.1 改變驅(qū)動(dòng)輪的直徑； ...........................................................................................183.1.2 調(diào)節(jié)船體來(lái)改變它與傳動(dòng)箱體和驅(qū)動(dòng)輪軸的相對(duì)位置； ...............................183.1.3 調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪軸來(lái)改變它與傳動(dòng)箱和船體的相對(duì)位置。 ...................................183.2 輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其受力分析 ..................................................................................193.2.1 機(jī)耕船禁止時(shí)最終傳動(dòng)組件受力分析 ...............................................................193.2.2 機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)時(shí)最終傳動(dòng)組件受力分析 ...............................................................213.3 輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及其構(gòu)件設(shè)計(jì)及輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)零件強(qiáng)度校核 ......................................223.3.1 齒輪的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................223.3.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .......................................................................................................253.2.3 驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ......................................................................................................29第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) ....................334.1 結(jié)論綜述 ..........................................................................................................................334.2 存在不足 ..........................................................................................................................344.3 驅(qū)動(dòng)輪入土深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì) ..............................................................................35文獻(xiàn)第一章 緒論 1.1 船式拖拉機(jī)的應(yīng)用概況六十年代初期, 我國(guó)就已開(kāi)始了機(jī)耕船的試驗(yàn)研完工作, 全國(guó)先后有幾十個(gè)單位進(jìn)行了機(jī)耕船的科研、生產(chǎn)和推廣使用。多年來(lái), 機(jī)耕船經(jīng)歷了一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由功能單一到綜合利用、由不完善到比較完善的過(guò)程。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì), 我國(guó)現(xiàn)有10個(gè)省研制了機(jī)耕船 , 共研制了31種樣機(jī), 研制單位達(dá)75個(gè)。這些產(chǎn)品中有5-7馬力和10-12馬力兩個(gè)功率等級(jí), 5-7馬力的機(jī)耕船主要分布在四川和湖南, 其它省主要是10-12馬力?，F(xiàn)有機(jī)耕船的結(jié)構(gòu)形式分三種, 一種是所謂“ 手扶拖拉機(jī)上船” , 利用手扶拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng), 加以適當(dāng)改裝的變型, 這種機(jī)耕船主要帶驅(qū)動(dòng)型農(nóng)具（如旋耕機(jī)、主動(dòng)耙等） , 雖也可進(jìn)行犁耕作業(yè), 但傳動(dòng)系統(tǒng)強(qiáng)度不夠, 損壞較嚴(yán)重。第二種是根據(jù)水田的使用要求重新設(shè)計(jì)的機(jī)耕船, 這種機(jī)耕船的結(jié)構(gòu)比較合理, 傳動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)度較高, 它屬于牽引、驅(qū)動(dòng)兼用型。另一種是簡(jiǎn)易型, 沒(méi)有變速箱, 除末端有一對(duì)齒輪或兩對(duì)齒輪傳動(dòng)外, 主要靠三角皮帶減速、傳遞功率及轉(zhuǎn)向, 只能前進(jìn), 不能倒退, 它主要和一些牽引農(nóng)具配套。七十年代是我國(guó)機(jī)耕船成長(zhǎng)及大發(fā)展時(shí)期, 有24種型號(hào)的機(jī)耕船通過(guò)了省或地區(qū)級(jí)鑒定, 并投入了批量或小批量生產(chǎn)。南方 -12機(jī)耕船被列為國(guó)家農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品重點(diǎn)科研項(xiàng)目, 并于 1980年11月通過(guò)了部級(jí)鑒定。與此同時(shí), 機(jī)耕船的理論研完及情報(bào)工作也隨之開(kāi)展起來(lái), 一些科研單位、大專院校有關(guān)工廠作了大量的試驗(yàn)研完工作, 寫了一些機(jī)拚船方面的科學(xué)論文。為了加強(qiáng)機(jī)耕船的學(xué)術(shù)交流, 先后成立了機(jī)耕船情報(bào)分網(wǎng)及相應(yīng)的專業(yè)學(xué)組 , 并積極開(kāi)展了工作, 對(duì)于今后機(jī)耕船的發(fā)展, 無(wú)疑將起一定的推動(dòng)作用.機(jī)耕船之所以能不斷發(fā)展, 主要是因它在水田耕作中具有優(yōu)于拖拉機(jī)的良好性能。機(jī)耕船開(kāi)始用于湖區(qū)水田, 逐漸發(fā)展到平原、丘陵甚至山區(qū)的水田, 很快就遍及十幾個(gè)省、市, 不僅南方的水稻產(chǎn)區(qū)使用, 北方的許多水稻產(chǎn)區(qū)也開(kāi)始使用了機(jī)耕船。最近, 有人曾經(jīng)對(duì)各類水田動(dòng)力機(jī)械年作業(yè)量作過(guò)調(diào)查, 機(jī)耕船出勤率比拖拉機(jī)高60%,平均每馬力作業(yè)量高2.5-3倍。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì), 機(jī)耕船年工作量合計(jì)都在20畝? 畝以上, 高達(dá)480畝。在南方有些省, 機(jī)耕船的耕地面積已達(dá)總耕地面積的30%-40%。中國(guó)是一個(gè)盛產(chǎn)水稻的國(guó)家，而適于水稻種植的田地中，有 4000~7000畝深泥腳田（等包括湖田、冬水田、海涂田）無(wú)法進(jìn)行機(jī)械化耕作。這些深泥腳水田的地下水位高、土質(zhì)粘重、承壓能力極差，其表層壓強(qiáng)度一般均在 5—10kpa 以下。這樣的深泥腳田，土囊肥沃，增產(chǎn)潛力很大。但長(zhǎng)期以來(lái)，生產(chǎn)方式極其落后，產(chǎn)量極低，機(jī)械化問(wèn)題得不到解決。以前，深泥腳水田靠?；蛉肆ΩN。牛下深泥腳水田，不僅腿腳深陷、行走艱難，使生產(chǎn)率極低；而且由于冬春寒冷、夏季酷熱，農(nóng)時(shí)緊、農(nóng)活重，致使不少耕牛死亡。有些地區(qū)，只能靠幾個(gè)強(qiáng)勞力拉一張犁進(jìn)行耕作，勞動(dòng)極其繁重。一些極深的田，則用戳眼插秧，土囊中年不得翻耕。有的地區(qū)曾試圖用拖拉機(jī)下深泥腳水田耕作，但是沉陷很大，以致后橋、半軸殼、發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼等均沒(méi)入泥中而無(wú)法前進(jìn)，更無(wú)法進(jìn)行作業(yè)。機(jī)耕船正是深泥腳水田地區(qū)人民向大自然開(kāi)戰(zhàn)所取得的卓著成果。機(jī)耕船的誕生解決了深泥腳水田機(jī)械化這一難題，使耕種深泥腳水田的勞動(dòng)生產(chǎn)率得到大幅度提高。隨著洪湖—12 型機(jī)耕船研制工作的進(jìn)展，機(jī)耕船受到國(guó)內(nèi)有關(guān)方面的重視，湖北省各地和其他一些省市陸續(xù)獲得了樣機(jī)。自 1971 年開(kāi)始，我國(guó)各地（特別是南方）相繼開(kāi)展了各種機(jī)耕船的研制工作。數(shù)年來(lái)各地的機(jī)耕船相繼定型投產(chǎn)，從數(shù)量到品種均獲得大幅度增長(zhǎng)，迅速推進(jìn)了這些省的水田機(jī)械化。各省在機(jī)耕船的研制中，根據(jù)各地自然條件、耕作方法、工業(yè)水平的不同，對(duì)機(jī)耕船使用性能進(jìn)行改進(jìn)，因地制宜的發(fā)展了一批各具特色的新機(jī)型。機(jī)耕船的使用, 有效地緩和了大忙季節(jié)父畜、動(dòng)力緊張的矛盾。據(jù)調(diào)查, 湖南酸矍縣均楚公社樟樹彎大隊(duì)在推廣機(jī)耕船以前,因勞力不足, 耕整作業(yè)往往趕不上季節(jié), 迫不得已采取了“ 兩早一遲” 的農(nóng)藝路線, 結(jié)果早稻每畝減產(chǎn)了 100 斤, 晚稻每畝減產(chǎn)了 200 斤, 全年每畝減產(chǎn)了 300 斤。推廣機(jī)耕船以后, 及時(shí)完成了耕整作業(yè), 改“ 兩早一遲” 為“ 兩遲一早” , 即推遲翻耕綠肥、多插遲熟早稻品種, 提早插雜交晚稻。每年每畝多增產(chǎn)糧食達(dá) 300 斤, 同時(shí)晚稻雜交面積由過(guò)去的占總水稻面積的 60%提高到 85%。 消滅了早熟早稻品種, 使全大隊(duì)糧食年平均總產(chǎn)量由過(guò)去 90 多萬(wàn)斤提高到 120 萬(wàn)斤, 糧食增產(chǎn)幅度為25%。1.2 船式拖拉機(jī)的工作原理及驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作原理1.2.1 船式拖拉機(jī)工作原理：①將一般拖拉機(jī)的行走機(jī)構(gòu)的支承和驅(qū)動(dòng)功能分別用船體(或滑撬)和驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)來(lái)代替,以保證不會(huì)發(fā)生滑轉(zhuǎn)下陷,使拖拉機(jī)始終“浮”在土壤表層。②采用支承面積很大的、底面平滑的流線形船體(或滑撬)及拖板,使拖拉機(jī)的接地比壓降低到 0.025～0.06 公斤/厘米~2,從而保證即使是在最松軟的土壤上工作,沉陷量也不超過(guò) 5 厘米。[其重心和在工作狀態(tài)下的浮心虛盡可能接近接地面積的幾何中心,并能使前部稍為翹起,前部應(yīng)有較大的圓弧過(guò)渡部分,以降低其滑行咀力]。③采用具有較大剪切面積的驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu),以保證產(chǎn)生足夠的土壤推進(jìn)力;它最好是能垂直入出。1.2.2 驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作原理：驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用動(dòng)力調(diào)整，動(dòng)力調(diào)整是利用驅(qū)動(dòng)輪在驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)最終傳動(dòng)殼體形成的反扭矩和一些外力來(lái)使殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的，它的調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一套鎖緊機(jī)構(gòu)。在進(jìn)行入土深度調(diào)整時(shí)，應(yīng)將鎖緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，當(dāng)入土深度調(diào)整完成后，用鎖緊裝置將最終傳動(dòng)箱體的位置加以固定。驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用摩擦鎖緊機(jī)構(gòu)。最終傳動(dòng)殼體的軸套部分裝在軸套盤中，在軸套接盤內(nèi)孔的側(cè)壁上有一小孔，孔內(nèi)裝有卡緊塊，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)雙向螺釘使卡緊塊相互靠攏時(shí)，它們將軸套夾緊，利用它產(chǎn)生的摩擦力矩防止軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，起到鎖緊作用。轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘使卡緊塊相互分離時(shí)，則軸套被放松，即可進(jìn)行動(dòng)力調(diào)整。1.3 影響船式拖拉機(jī)牽引力的主要因素1.3.1 水田土壤對(duì)牽引力的影響水田土壤是機(jī)耕船的工作介質(zhì)，機(jī)耕船的行走機(jī)構(gòu)與它相互作用并產(chǎn)生作用力。這些作用力的大小除了與機(jī)耕船的形態(tài)、整機(jī)參數(shù)和行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)外，還與土壤的物理機(jī)械性質(zhì)有密切的關(guān)系。1.3.2 船體的滑行阻力對(duì)牽引力的影響滑行阻力包括船體前方壓實(shí)土壤阻力和船底面的摩擦阻力。在正常工作的情況下，船體下陷較小，船體頭部總是稍向上方抬起，因而沒(méi)有明顯的推土阻力，而一般水田表層水較淺，機(jī)耕船行駛速度不高，可以不考慮水對(duì)船體的阻力。1.3.3 驅(qū)動(dòng)輪葉片對(duì)牽引力的影響驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度增加時(shí)，船尾部分被頂起而離開(kāi)地面，減小了船底的有效接觸面積并使船體的承重滑行作用減小，而驅(qū)動(dòng)輪的承重則相對(duì)增加，土壤變形大。滾動(dòng)阻力也隨之增大?？梢?jiàn)葉片入土深度越大則行駛阻力越大。1.3.4 輪刺寬度對(duì)牽引力的影響增加輪刺的寬度，使得土壤的剪切面積增大，從而獲得一定的有效牽引力。土壤最大水平推力得到增加，然而滾動(dòng)阻力和轉(zhuǎn)向阻力隨之增加，這樣使得有效牽引力增加并不顯著，這是得不償失的辦法。因此，為了提高機(jī)耕船的有效牽引力，不能采用過(guò)寬的驅(qū)動(dòng)輪。1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)1.保證機(jī)耕船以浮滑為主性能的發(fā)揮；2.擴(kuò)大機(jī)耕船的適應(yīng)范圍；3.改變機(jī)組負(fù)荷，功率利用率高。1.4.2 設(shè)計(jì)要求對(duì)驅(qū)動(dòng)輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的鎖緊機(jī)構(gòu)的要求是工作可靠、有足夠的鎖緊力矩、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便省力。在進(jìn)行調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意最終傳動(dòng)箱體的支撐剛度問(wèn)題，這是因?yàn)樽罱K傳動(dòng)箱體與傳動(dòng)箱的配合部分具有一定的間隙，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該保證他們具有較長(zhǎng)的配合長(zhǎng)度，零件的形狀應(yīng)避免應(yīng)力集中或局部負(fù)荷過(guò)大。第二章 驅(qū)動(dòng)輪入土深度對(duì)牽引力的影響2.1 船式拖拉機(jī)總體動(dòng)力學(xué)分析（1）機(jī)耕船船體的滑行阻力機(jī)耕船運(yùn)動(dòng)時(shí)，船體是在水田表層上滑行的，其滑行阻力 Pc 是整機(jī)行駛阻力的一部分。船體滑行時(shí)，其阻力可能來(lái)自以下幾個(gè)方面：1.船體前方向下壓實(shí)土壤形成溝轍所需的力；2.船體底面和側(cè)面與土壤間的吸附摩擦力；3.船體前方的推土阻力；4.水田中表層水對(duì)船體的阻力。（2）縱向平面內(nèi)的受力分析 驅(qū)動(dòng)輪后置的機(jī)耕船懸掛農(nóng)具進(jìn)行耕作，當(dāng)機(jī)組做等速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其縱向平面內(nèi)作用的外力有：(圖2-1)圖2-1 驅(qū)動(dòng)輪后置時(shí)機(jī)耕船機(jī)組縱向平面內(nèi)的總體受力分析1.機(jī)耕船的重量 Gs，a 是驅(qū)動(dòng)輪軸線的水平距離與機(jī)耕船重心的縱向坐標(biāo) a。2.農(nóng)具重量 Gn，與驅(qū)動(dòng)輪軸線的水平距離為 An；3.土壤對(duì)船底的垂直反力 Yq（與驅(qū)動(dòng)輪軸線的水平距離為 Lc）,和滑行阻力的合力 Pc（與驅(qū)動(dòng)輪軸線的垂直距離 m） ；4.土壤對(duì)二個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的垂直反力 Yq（與驅(qū)動(dòng)輪軸線的水平距離為 Aq）,和水平推進(jìn)力 Xq；5.土壤對(duì)犁鏵總的工作阻力 R 在縱向平面內(nèi)的分力 Rxz。6.土壤對(duì)犁側(cè)板的縱向水平阻力 Fx,其作用線可近似看作與 Rx 一致。Rx+Fx=Pt為機(jī)耕船的牽引阻力。在耕作過(guò)程中，懸掛農(nóng)具與機(jī)耕船構(gòu)成一個(gè)整體，只進(jìn)行位調(diào)節(jié)。機(jī)耕船的下陷深度為 Hc，驅(qū)動(dòng)輪軸與船尾的水平距離為 Lw。根據(jù)上述受力狀況，可列出機(jī)耕船在水田中穩(wěn)定耕作時(shí)所受各力在水平和垂直方向的平衡方程式：水平方向：Xq =Rx+Fx+Pc=Pc+Pt (2-1) 垂直方向：Gs+Gn+Rz=Yc+Yq (2-2)式中 Rz 方向向下時(shí)為正。將機(jī)耕船在水田中穩(wěn)定耕作時(shí)所受各力對(duì)驅(qū)動(dòng)輪軸線 O 去矩，可寫出下列力矩平衡方程式： +(Rx+Fx)( - +m)+Pc m=Yc Lc+Yq +Xq Rd+Gn +RzaGs?20hc??qa?nan 上式各參數(shù)中，鑒于水田犁耕耕深不大，可以近似的認(rèn)為 =hc；20h將犁的工作阻力看作是水平作用的，即 Rz=0；同時(shí)代入 Mq=Xq +Yq , ?dRqA上式即可簡(jiǎn)化為：Gs a+Xq m=Yc Lc+Mq+Gn (2-3)??na綜合分析式（2-1） 、 （2-2） 、 （2-3）可以得出下列結(jié)論：1. 式（2-1）表明，驅(qū)動(dòng)輪的推進(jìn)力 是用來(lái)克服機(jī)耕船牽引阻力 和船體滑qXTP行阻力 的。cP2. 機(jī)耕船使用重量 形成使機(jī)組前的力矩；農(nóng)具重量 形成使機(jī)組后翻力矩。sGnG(3)橫向平面的受力分析機(jī)耕船懸掛農(nóng)具進(jìn)行耕作時(shí)，一般右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪走在犁溝中。但由于左右兩驅(qū)動(dòng)輪的入土深度本已大于耕深，且有船體支撐著機(jī)耕船的大部分重量，因此，一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪走在犁溝，不會(huì)引起船體橫向的明顯歪斜。船體的橫向水平位置繪制其受力分析圖（圖2-2） 。當(dāng)機(jī)組做等速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其橫向垂直平面內(nèi)作用的外力有： 圖2-2 機(jī)耕船機(jī)組在橫向平面內(nèi)的受力分析1.機(jī)耕船的使用重量 Gs; 2.農(nóng)具重量 ;nG3.土壤對(duì)船底的垂直反力的合力 Yc;4.土壤對(duì)左右兩驅(qū)動(dòng)輪的垂直反力 ;q21Y,5.土壤對(duì)犁鏵總的阻力 R 在橫向平面內(nèi)的分力 。xzR由上述受力狀態(tài)，可以寫出機(jī)耕船等速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，橫向垂直平面的力和力矩平衡方程式：水平方向： （2-4）Ny?垂直方向： （2-5）cq21zns YRG??對(duì) O 點(diǎn)取矩：（2-6）)h-/2N)(m-)-0.5B()(eBYeG c0yq12zncs???在式（3-15）中，若設(shè) e=0,en=0,Rz=0,且 Ry=N,可得（2-7）??cq12c-0.5(b我們可以就式（2-6） （2-7）進(jìn)行如下討論：1. 與 是有差別的，雖能由于機(jī)耕船的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了左右輪入土深度大1qY2致相同，但左輪全部入土深度都與土壤接觸，受到土壤的反作用；而右輪走在犁溝中，只有輪尖部分接觸下層土壤，所受土壤反力要小些。當(dāng)然，由于水田下層土壤機(jī)械強(qiáng)度較大， 不會(huì)比 小很多。1qY2q2.由式（2-6）可知，當(dāng)其它條件不變時(shí)，e 增大，可使 減小，因此，有時(shí)機(jī)cb耕船有意將整機(jī)重心偏向未耕地一些。（4）水平平面的受力分析 機(jī)耕船懸掛農(nóng)具進(jìn)行耕作，當(dāng)機(jī)組等速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在水平平面所外力如下（2-3） 圖2-3 機(jī)耕船機(jī)組在水平平面內(nèi)的受力分析1.左右驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力 。和土壤對(duì)左右驅(qū)動(dòng)力的滾動(dòng)阻力 。q12P, fq12P,2.土壤對(duì)船體的滑行阻力 ;c3. 土壤對(duì)犁鏵總的阻力 R 在水平平面內(nèi)的分力 。xzR由上述受力狀態(tài)，水平平面的力和力矩平衡方程式：縱向方向： （2-8）tcfqf P????12q1P橫向方向： Ny對(duì) O 點(diǎn)取矩： ntcfqePb???????)0.5B(-)0.5(2f1q21由 可將上式化簡(jiǎn)為P-Xfq?（2-9）ntcePb????).B(21在式（2-9）中，由于 和 偏離機(jī)耕船縱向?qū)ΨQ平面，將造成整個(gè)機(jī)組向已耕地偏轉(zhuǎn)的力cPT矩。由于機(jī)耕船在耕作時(shí)，一般右輪走在犁溝中，雖兩輪入土深度一樣，但因接觸圖層的高度不同，土壤對(duì)左右輪的水平推進(jìn)力仍然是不同的，且 ，12qX＞這樣不僅不能依靠 來(lái)平衡上述偏轉(zhuǎn)力矩，而且又造成了機(jī)組向)(5.021qXB?已耕地偏轉(zhuǎn)力矩。2.2 驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)對(duì)牽引力的影響驅(qū)動(dòng)葉輪滾動(dòng)阻力和水平推進(jìn)力的大小，取決于葉輪與土壤相互作用過(guò)程中的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)和土壤的有關(guān)各項(xiàng)特性。2.2.1 無(wú)后傾角時(shí)，葉片驅(qū)動(dòng)面的受力情況（圖2-4）：圖2-4 無(wú)后傾角葉片驅(qū)動(dòng)面受力見(jiàn)圖 總的水平反力為：??????innii arctguiuNX??)1(si12總的垂直反力： ?? innii arctguiuY)1(cos12以上各式中的符號(hào)為：Ni:各入土葉片驅(qū)動(dòng)面所受法向力的合力；n：入土的葉片數(shù)；φ：葉輪的轉(zhuǎn)角；θ：葉片間的夾角，Z 為葉片數(shù)；Ui:各入土葉片驅(qū)動(dòng)面與土壤的摩擦系數(shù)；γ：法向力和摩擦力的合成力與垂直線的夾角；由此可見(jiàn)，土壤對(duì)葉片驅(qū)動(dòng)面的水平推進(jìn)力和垂直反力是隨葉輪轉(zhuǎn)角而變化的，其變化周期轉(zhuǎn)角為 θ。葉片數(shù)越少，θ 角越大，則水平推進(jìn)力和垂直反力變化幅度越大。如果機(jī)耕船左右驅(qū)動(dòng)輪葉片的轉(zhuǎn)角不同步，則兩驅(qū)動(dòng)輪將產(chǎn)生不等的推進(jìn)力，而機(jī)耕船產(chǎn)生方向和大小都周期性變化的偏轉(zhuǎn)力矩，這一偏轉(zhuǎn)力矩對(duì)機(jī)耕船的作業(yè)是不利的。為了盡量減小這種不利的影響，就應(yīng)該減小θ 角，即增大葉片數(shù)。但葉片數(shù)過(guò)多，又會(huì)使葉輪易積泥，而降低葉輪的性能。因此，將葉輪上的葉片分兩排錯(cuò)開(kāi)布置，就即可減小 θ 角，又不易積泥，是有利的。2.2.2 有后傾角時(shí)，葉片驅(qū)動(dòng)面的受力情況（圖2-5）： 圖2-5 有后傾角的葉片驅(qū)動(dòng)面上的受力分析驅(qū)動(dòng)面所受總的水平反力為： ??????????iiniiB arctguiuNX)1(sn12驅(qū)動(dòng)面所受總的垂直反力為： ? iiniiB arctguiuY)1(cos12驅(qū)動(dòng)面上的垂直反力所產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力矩為： ?????? ???? iiinicq arctguiuaNM)1(cos122.2.3 后傾角對(duì)水平推進(jìn)力的影響：具有后傾角的葉片驅(qū)動(dòng)面上所受的水平推進(jìn)力為：或 ?cos?X)cos1(????X這就是只考慮葉片驅(qū)動(dòng)面后傾角對(duì)驅(qū)動(dòng)面上承受水平推進(jìn)力的影響，推導(dǎo)出來(lái)的后傾角對(duì)水平推進(jìn)力的影響關(guān)系式。水平推進(jìn)力隨后傾角的加大而減小。綜上所述，具有后傾角的葉片驅(qū)動(dòng)面，可使?jié)L動(dòng)阻力降低，但同時(shí)也使水平推進(jìn)力降低。所以，在滑轉(zhuǎn)率相同的條件下，只有當(dāng) R‘dq 大于 Rdq，才能使葉片驅(qū)動(dòng)面具有后傾角的葉輪的滾動(dòng)阻力比水平推進(jìn)力降低較大的比例，使掛鉤牽引力有所提高，因而牽引效率也有所提高，而且還可減小發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)荷程度。但由于葉片驅(qū)動(dòng)面具有后傾角的葉輪在減小滾動(dòng)阻力的同時(shí)，也使水平推進(jìn)力降低，如需發(fā)揮更大的牽引力，葉輪的滑轉(zhuǎn)率也會(huì)隨著增加，所以牽引效率并不能顯著提高。只有在減小滾動(dòng)阻力的同時(shí)，增大或減小水平推進(jìn)力，而又不使滑轉(zhuǎn)率加大，才是提高牽引效率的根本方向。如果改變?nèi)~片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使葉片垂直入、出土，就可能使?fàn)恳诗@得大幅度的提高。但要全面滿足驅(qū)動(dòng)輪的各項(xiàng)要求，依舊是很難的。2.3 驅(qū)動(dòng)輪入土深度對(duì)牽引力的影響2.3.1 驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度的影響在泥腳深度為15cm 的水田中，測(cè)定那個(gè)湖北-12機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)輪軸在三種不同位置的行駛阻力值（表2-1） ，可以看出：在淺泥腳水田中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度增加時(shí)，船尾部分被頂起而離開(kāi)地面，減小船底的有效接觸面積并使船體的承重滑行作用減小，而驅(qū)動(dòng)輪的承重則相對(duì)增加，土壤表形增大，滾動(dòng)阻力也隨之增大?？梢?jiàn)，葉片入土深度越大則其行駛阻力越大。表2-1 淺泥腳水田中行駛阻力項(xiàng) 目 測(cè) 定 值船尾離地高度（厘米） 0 10 20左 輪 14 17 19 驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度（厘米） 右 輪 13 16.5 18行駛阻力 265 297 320為了觀察葉片入土深度對(duì)驅(qū)動(dòng)輪附著性能的影響，我們將湖北-12機(jī)耕船在泥腳深20cm 水田中不同葉片入土深度時(shí)驅(qū)動(dòng)輪完全滑轉(zhuǎn)狀態(tài)的最大牽引力值列于表2-2.由表2-2可知，在一定的范圍內(nèi)，葉片入土深度越大則牽引附著性能越好，即滑轉(zhuǎn)率越小，相應(yīng)的滑轉(zhuǎn)率損失也就越小，而由表2-1可知，由于葉片入土深度增加又將行駛阻力形成的功率消耗增大。為了得到一個(gè)合理的入土深度 h 值的存在，我們列出公式 （2-10）270)1(vPNfyqT???式中 Nt:牽引功率（馬力） ；Nq:驅(qū)動(dòng)輪發(fā)揮的功率（馬力） ；δ：驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率：機(jī)耕船行駛阻力fgPV：工作速度（公里/小時(shí)）表2-2 湖北-12機(jī)耕船在泥腳深20cm 水田不同葉片入土深度時(shí)的最大牽引力值葉片入土深度（厘米） 最大牽引附著力13.7 014.7 26015.6 32016.5 40017.5 44018.5 46019.4 480根據(jù)表2-1及2-2中的數(shù)據(jù)規(guī)律，我們近似的假設(shè)δ=D/h （2-11）CPhfg?式中 h:葉片入土深度；C、D：比例系數(shù)。以（2-10）式代入（2-11）得270h-)(1Nvqt ??將 Nt 對(duì) h 取微分得：32dstT??因式中各元的代數(shù)都大于0，因此 ＜0，也就是說(shuō)，當(dāng) =0時(shí)，Nt 有?TN?TN最大值，此時(shí) 270C-hDvq?? 則 時(shí)，vqCDNh270?maxTN?這樣，就從理論上證明了，在驅(qū)動(dòng)輪發(fā)揮的功率和工作速度不變的情況下，對(duì)于每種條件一定的土壤都有一個(gè)最佳驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度 h 值，使機(jī)耕船獲得最大的牽引功率。一般在附著性能足夠的情況下，驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度不當(dāng)引起的行駛阻力增大仍然是使?fàn)恳实偷闹饕蛑?。為了充分發(fā)揮機(jī)耕船的特點(diǎn)，提高它對(duì)各種土壤的適應(yīng)性以提高牽引效率，采用驅(qū)動(dòng)輪葉片入土深度可調(diào)機(jī)構(gòu)是非常必要的。第三章 驅(qū)動(dòng)輪入土深度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 驅(qū)動(dòng)輪入土深度的調(diào)節(jié)方法調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪入土深度實(shí)質(zhì)上是改變船底的離地間隙，目前主要有三種方式：3.1.1 改變驅(qū)動(dòng)輪的直徑；改變驅(qū)動(dòng)輪的直徑的方法不需要專門的調(diào)整機(jī)構(gòu)，可以通過(guò)配合幾種不同直徑的驅(qū)動(dòng)輪來(lái)解決。如湖北-12 型機(jī)耕船即配備有 φ760 和 φ820毫米兩種直徑的驅(qū)動(dòng)輪，可以得到 220 毫米和 250 毫米二種入土深度。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是調(diào)整范圍小、調(diào)整級(jí)別少，在田間使用中更換驅(qū)動(dòng)輪不太方便。有的單位設(shè)計(jì)了可變直徑的驅(qū)動(dòng)輪，能在一定入土深度范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，但其調(diào)整范圍依舊較小，驅(qū)動(dòng)輪機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，其工作可靠性也有待在生產(chǎn)實(shí)踐中考驗(yàn)。3.1.2 調(diào)節(jié)船體來(lái)改變它與傳動(dòng)箱體和驅(qū)動(dòng)輪軸的相對(duì)位置；調(diào)節(jié)船體對(duì)傳動(dòng)箱體和驅(qū)動(dòng)輪相對(duì)位置的方法在川豐 5-3 型機(jī)耕船上，它是用增減傳動(dòng)箱底與船體支架間的墊木厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種調(diào)整方式也不需要專門的調(diào)整機(jī)構(gòu)，但調(diào)整范圍較小，調(diào)整方式復(fù)雜費(fèi)力，不適合在田間進(jìn)行。在船體與機(jī)架分開(kāi)制造的情況下，用改變它們之間固定點(diǎn)高度的方法，即調(diào)整船體高度的方法也具有同樣的效果。在一種試制的 25 馬力機(jī)耕船上，用液壓機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整船體與機(jī)架間的相對(duì)位置，它具有調(diào)整方便、操作省力等優(yōu)點(diǎn)。這種調(diào)整方式的缺點(diǎn)是不能單個(gè)調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪的入土深度，還需要作出改進(jìn)。3.1.3 調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪軸來(lái)改變它與傳動(dòng)箱和船體的相對(duì)位置。將機(jī)耕船最終傳動(dòng)作為單獨(dú)總成時(shí)，用轉(zhuǎn)動(dòng)最終傳動(dòng)殼體的方法，可以改變驅(qū)動(dòng)輪軸相對(duì)船體的高度，實(shí)現(xiàn)單個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的調(diào)整。圖3-1為其調(diào)整示意圖， 圖3-1 驅(qū)動(dòng)輪入土深度調(diào)整示意圖它和拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪離地間隙調(diào)整的原理是相同的，其區(qū)別在于拖拉機(jī)的最終傳動(dòng)殼體在轉(zhuǎn)動(dòng)后與傳動(dòng)箱的連接是用螺栓固緊的，這樣的調(diào)整方式只能是有級(jí)的，其調(diào)整級(jí)數(shù)也較少。在機(jī)耕船上則采用了專門的調(diào)整鎖緊機(jī)構(gòu)，有可能得到較多的調(diào)整級(jí)別，甚至可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)整。這種調(diào)整方式在改變驅(qū)動(dòng)輪入土深度的同時(shí)，也改變了驅(qū)動(dòng)輪軸與船尾的距離，這對(duì)機(jī)耕船的總體受力狀態(tài)將產(chǎn)生一定的影響。轉(zhuǎn)動(dòng)最終傳動(dòng)殼體時(shí)，需要克服與其傳動(dòng)箱體間連接部分的摩擦阻力矩和由于地面垂直反力或重力引起的阻力矩，這就需要消耗一定的動(dòng)力。轉(zhuǎn)動(dòng)最終傳動(dòng)殼體的調(diào)整機(jī)構(gòu)，按調(diào)整時(shí)的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)調(diào)整和動(dòng)力調(diào)整兩種方式。但手動(dòng)調(diào)整速度慢、操作費(fèi)力，它沒(méi)有專門的鎖緊裝置，當(dāng)螺母和絲杠間間隙較大時(shí)，容易造成零件間的沖擊。而動(dòng)力調(diào)整是利用驅(qū)動(dòng)輪在驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)最終傳動(dòng)殼體形成的反扭矩與其它一些外力來(lái)使殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的，它的調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一套鎖緊裝置。在進(jìn)行入土深度調(diào)整時(shí)，應(yīng)將鎖緊裝置松開(kāi)，當(dāng)入土深度調(diào)整完成后，用鎖緊裝置將最終傳動(dòng)箱體的位置加以固定。3.2 輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其受力分析在進(jìn)行動(dòng)力調(diào)整時(shí)，作用在最終傳動(dòng)組合件縱向平面的外力對(duì)殼體形成的力矩，應(yīng)大于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體時(shí)的阻力矩（摩擦力矩） ，因此應(yīng)對(duì)最終傳動(dòng)組合件進(jìn)行受力分析，以找出實(shí)現(xiàn)動(dòng)力調(diào)整的基本條件，并確定調(diào)整鎖緊機(jī)構(gòu)的工作負(fù)荷。3.2.1機(jī)耕船禁止時(shí)最終傳動(dòng)組件受力分析 圖3-2為機(jī)耕船處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，最終傳動(dòng)組件的受力圖。圖中 O1、O2分別為最終傳動(dòng)主、從動(dòng)齒輪軸線，其連線與水平線夾角為 α。作用的外力有：圖3-2 機(jī)耕船靜止時(shí)最終傳動(dòng)組件受力圖1. 最終傳動(dòng)組件的重量 Gm，可以近似的認(rèn)為作用在 O2點(diǎn)上；2. 地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的垂直反力 Yq，它的大小是由驅(qū)動(dòng)輪的下陷深度和土壤承壓能力決定的；3. 轉(zhuǎn)動(dòng)最終傳動(dòng)殼體時(shí)的摩擦阻力矩 Mf，它的方向與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；4. 船體作用在最終傳動(dòng)殼體上的重量 Gc，作用在 O1點(diǎn)上。當(dāng)船體支撐在土壤表層上、鎖緊機(jī)構(gòu)處于放松狀態(tài)時(shí)，可以近似的認(rèn)為 Gc=0，這時(shí) Yq 總是小于或等于 Gm，最終傳動(dòng)殼體在重力作用下，只可能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的條件為： （Gm-Yq）*A*COSα＞Mf 式中 A 為主、從動(dòng)齒輪中心距?？梢?jiàn)在土壤承壓能力較差的情況下，當(dāng)松開(kāi)鎖緊機(jī)構(gòu)后，可以依靠最終傳動(dòng)組件的重量來(lái)增大驅(qū)動(dòng)輪的入土深度，但入土深度受到土壤支撐反力的限制。第二種情況是土壤承壓能力較強(qiáng)或機(jī)耕船禁止在路面上時(shí)，這時(shí)船體沒(méi)有支撐在土壤表層上，船體的一部分重量 Gc 作用在驅(qū)動(dòng)輪上，地面反力 Yq 為 Gc 與 Gm 之和，殼體將受到逆時(shí)針?lè)较虻牧?Gc*A*COSα，驅(qū)動(dòng)輪將向上運(yùn)動(dòng)，直至船體支撐在土壤表面，其重量不再作用到最終傳動(dòng)殼體上，或 O1點(diǎn)降至最低位置為止。上述兩種情況是依靠重量來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，只能在特定狀況下作一定限度的調(diào)整。3.2.2機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)時(shí)最終傳動(dòng)組件受力分析當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪在驅(qū)動(dòng)力矩 Mq 作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，最終傳動(dòng)組件受到的作用力見(jiàn)圖3-3。以驅(qū)動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為例，作用在最終傳動(dòng)組件上的外力有圖（3-3 a）:a) 加大入土深度時(shí) b） 減小入土深度時(shí)圖3-3 機(jī)耕船驅(qū)動(dòng)時(shí)最終傳動(dòng)組件受力圖1. 最終傳動(dòng)組件重量 Gm，近似認(rèn)為作用在 O2點(diǎn)；2. 最終傳動(dòng)主動(dòng)齒輪的扭矩 M1。當(dāng)最終傳動(dòng)比為 時(shí)，它與驅(qū)動(dòng)力mi矩 Mq 的關(guān)系為： M1=Mq/im 3. 土壤作用于驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力 Pq、滾動(dòng)阻力 Pfq、垂直反力 Yq，作用點(diǎn)距驅(qū)動(dòng)輪軸的垂直距離為 rd，水平距離為 aq；4. 船體作用在最終傳動(dòng)組件 O1點(diǎn)上的水平力 Fq 和垂直力 Gc;5. 最終傳動(dòng)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力矩 Mf。上述外力對(duì) O1點(diǎn)形成的入土力矩 Mo1為：01(sin)si()cosqfqqmfmdAMaPYGAaMir??????式中 A:O1O2間的距離；a : O1O2連線與水平線的夾角。保證使驅(qū)動(dòng)輪入土深度增加的條件是 Mo1＞0，在式（3-1）中，由于A/rd*sina＜1，因而驅(qū)動(dòng)力矩 Mq 增大后將使入土力矩增大，易于入土。若此時(shí)驅(qū)動(dòng)輪已接觸硬底層或驅(qū)動(dòng)輪行駛在路面上，則船體將向上抬起。當(dāng)土壤表層強(qiáng)度較低，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)輪完全滑轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩 Mq 將很小，形成的入土力矩 Mo1也較小，此時(shí)進(jìn)行調(diào)整比較困難。在這種情況下可用猛接離合器的方法，利用驅(qū)動(dòng)輪加速時(shí)的慣性阻力來(lái)獲得較大的 Mq。為了減小驅(qū)動(dòng)輪的入土深度，應(yīng)使最終傳動(dòng)組件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)機(jī)耕船應(yīng)倒退行駛，其受力狀況見(jiàn)圖2-30 b，則最終差傳動(dòng)殼體繞 O1點(diǎn)的出土力矩 M’o1為： 01(sin)si()cosqfqqmfmdAMaPYGAaMir??????當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪軸 O2位于軸 O1的左方時(shí)，討論的方法和上述是相同的，區(qū)別在于為使驅(qū)動(dòng)輪入土深度增大，最終傳動(dòng)殼體應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因而用機(jī)耕船倒退行駛進(jìn)行，其入土力矩仍用式（3-1）計(jì)算；為減小驅(qū)動(dòng)輪入土深度，機(jī)耕船應(yīng)向前行駛，其出土力矩仍用式（3-2）計(jì)算。3.3 輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及其構(gòu)件設(shè)計(jì)及輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)零件強(qiáng)度校核3.3.1 齒輪的設(shè)計(jì)（1）使用條件分析 傳遞功率： kwP9.61?主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速： min/035maxrn齒數(shù)比： u轉(zhuǎn)矩： 6119.4.TN????圓周速度:估計(jì) 屬低速、中載，重要性和可靠性一般的su/?齒輪傳動(dòng)。（2） 設(shè)計(jì)任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案，包括：一組基本參數(shù)：m、 、 、 、 、 、 。1z21x2?d?主要幾何尺寸： 、 、a 等。d（3） 選擇齒輪材料、熱處理方式及計(jì)算許用應(yīng)力1.選擇齒輪材料、熱處理方式按使用條件，屬低速、中載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng)，可選用軟齒面齒輪。小齒輪：45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230 —255HBS；大齒輪：45號(hào)鋼，正火處理，硬度為190 —217HBS。2.確定許用應(yīng)力A. 確定極限應(yīng)力 和limH?liF齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS。查圖3-16，得 =580MPa，1li MPaH502lim??查圖3-17，得 ，PaF20lim??F1liB. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N，確定壽命 、 。NZY711 0.3)5(3.60 ????tan72.3?u查圖3-18得， ；21NZ查圖3-19得， 。?YC. 計(jì)算許用應(yīng)力由表3-4取 ，1minHS4.minF許用接觸疲勞應(yīng)力： MPaSZHNP 75413.80in1l1 ?????P.min21l2許用彎曲疲勞應(yīng)力： PaSYFNTFP 28.314.0in1l1 ????MFTFP.2min2l2 3. 初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸（1）選擇齒輪類型根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件，可選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）選擇齒輪精度等級(jí)按估計(jì)的圓周速度，由表3-5初步選用8級(jí)精度。（3）初選參數(shù)初選： ， ， ， ， 。0??261z261?uz021?x6.d?（4）初步計(jì)算齒輪的主要尺寸可用式（3-16）初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑或模數(shù)。由于選用軟齒面齒輪的方案，其齒面強(qiáng)度相對(duì)較弱些，故按式（3-16）計(jì)算較合理，用式（3-16）計(jì)算 時(shí)，還需首先確定系數(shù)：k、 、1dHZE因發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，查表3-1得， ；因齒輪速度不高，取 ，因非5.1?AK1.?uk對(duì)稱布置，軸的剛性較小，取 ， ，則 。0?k.ak89??KA由圖3-11，查得 ，查表3-2，得 ；取 。5.2?HZMPaZE897.0?Z由式（3-16） ，可初步計(jì)算齒輪的分度圓直徑 、m 等主要參數(shù)和幾何尺寸：1d2131()07.6HEPdZKTud???????107.64.mz按表3-7，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=5mm，則 12()30a??圓整后?。篴=208mm1861dmz??10.24/nus?與估計(jì)值相近 1.87dbm??取 ，278m?264?（5）驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件， 1z2?z 查圖3-14，得 ， ；65.21?FaY3.2?FaY查圖3-15，得 ， s 71s取 7.0??11103.942FPSaFFMaYmdbKT?????2212 6.FPSaFF??（6）確定可行方案的最終參數(shù)， ， ，1Z62130dm2130d?m=5 ， ， ，184b?278b?3.3.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料選擇軸的材料為45號(hào)鋼，經(jīng)調(diào)制處理，其機(jī)械性能由表6-1-19查得：，MPab650??， ， ；查表6-4，得 。s3Pa301???MPa15?????MPab601???（2）初步計(jì)算軸徑 選 C=110， 3min8.09dCm故取軸的直徑為40mm。（3）軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)按工作要求，軸上所承受的零件主要有齒輪、滾動(dòng)軸承。參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，可確定軸的各段尺寸。得出如圖（3-1）所示結(jié)構(gòu)。選取6009滾動(dòng)球軸承。（4）按彎扭合成校核A .畫受力簡(jiǎn)圖（如圖3-4）畫軸空間受力簡(jiǎn)圖（c） ，將軸上作用力分解為垂直受力圖（d）和水平面受力圖（e） 。分別求出垂直面上的支反力和水平面上的支反力 圖3-3 傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)B.軸上受力分析 圖3-4 Ⅰ軸的受力簡(jiǎn)圖軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 6119.50398PTNmn????齒輪的圓周力： 1212tFd齒輪的徑向力： Ntgtgr 8.65908??????C.計(jì)算作用在軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力 ： ?rVBAFR120VAVBR得 8.410?B4.36?垂直面內(nèi)的支反力 ： tHBAHAB得 NR5. NRB7D.計(jì)算軸的彎矩，并畫彎矩、轉(zhuǎn)矩圖分別作出垂直和水平面上的彎矩圖（f） 、 （g） ，并按 進(jìn)行2VHM??彎矩合成，畫轉(zhuǎn)矩圖（h） 。E.計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算， a=0.6，則 mNmNaT?????8.13021846.01按 計(jì)算，并畫出當(dāng)量彎矩圖（i） 。22)(Mc?一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿足只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核即可，而軸的危險(xiǎn)截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩最大或當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知，a-a 截面處彎矩最大，且截面尺寸也非常大，屬于危險(xiǎn)截面，b-b 截面處當(dāng)量彎矩不大但軸徑較小，也屬于危險(xiǎn)截面。其它截面強(qiáng)度肯定滿足，無(wú)需校核彎扭合成強(qiáng)度。a-a 截面處當(dāng)量彎矩為：mNaTMac ????6.1723)(2b-b 截面處當(dāng)量彎矩為：bca .45)(22強(qiáng)度校核：考慮鍵槽的影響，查附表6-8計(jì)算，， 3318..0cmdwa?3.cwb?則 MPaacc6.9?wbcca1.3?顯然 ， ， ??bca1?????bbca1???故安全。E.按安全系數(shù)校核（1）判斷危險(xiǎn)截面截面 a-a 進(jìn)行安全系數(shù)校核。（2）疲勞強(qiáng)度校核A.a-a 截面上的應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅： MPaWMa 1618.426302???? 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅： MPaWTa 67.15.602184????彎曲平均應(yīng)力： m?扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力： aa7.15??B.材料的疲勞極限：根據(jù) ， ，查表6-1得：Pb60Ps360??， 2.??1.??C.a-a 截面應(yīng)力集中系數(shù)。查附表6-1得：， 85.1?aK65.1??kD.表面狀態(tài)系數(shù)及尺寸系數(shù)，查附表6-5，附表6-4得：， ，94.0?.0??7.0r?E.分別考慮彎矩或扭轉(zhuǎn)作用時(shí)的安全系數(shù).91????makS?????2.81?mark?????4.16.2???SSSca ???故安全 3.2.3 驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料選擇軸的材料為45號(hào)鋼，經(jīng)調(diào)制處理，其機(jī)械性能由表6-1-19查得：，MPab650??， ， ；查表6-4，得 。s3Pa301???MPa15?????MPab601???（2）初步計(jì)算軸徑 選 C=110， 3min8.09dCm 故取軸的直徑為40mm。（3）軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)按工作要求，軸上所承受的零件主要有齒輪、滾動(dòng)軸承。參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，可確定軸的各段尺寸。得出如圖（4-1）所示結(jié)構(gòu)。選取6013滾動(dòng)球軸承。圖3-5 驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)（4）按彎扭合成校核A .畫受力簡(jiǎn)圖（如圖4-2）畫軸空間受力簡(jiǎn)圖（c） ，將軸上作用力分解為垂直受力圖（d）和水平面受力圖（e） 。分別求出垂直面上的支反力和水平面上的支反力。B.軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： mNnPT????439105.9262齒輪的圓周力： dFt 2082齒輪的徑向力： Ntgr15374???C.計(jì)算作用在軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力 ： rVBAFR?VBAR5973?得 .681?N3.802垂直面內(nèi)的支反力 ： tHBA HBA得 NR0R6?D.計(jì)算軸的彎矩，并畫彎矩、轉(zhuǎn)矩圖分別作出垂直和水平面上的彎矩圖（f） 、 （g） ，并按 進(jìn)行2VHM??彎矩合成，畫轉(zhuǎn)矩圖（h） 。E.計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算， a=0.6，則 mNmNaT?????8.13021846.01按 計(jì)算，并畫出當(dāng)量彎矩圖（i） 。22)(Mc?一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿足只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核即可，而軸的危險(xiǎn)截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩最大或當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知，a-a 截面處彎矩最大，且截面尺寸也非常大，屬于危險(xiǎn)截面。其它截面強(qiáng)度肯定滿足，無(wú)需校核彎扭合成強(qiáng)度。a-a 截面處當(dāng)量彎矩為：mNaTMac ????5.17823)(2強(qiáng)度校核：考慮鍵槽的影響，查附表6-8計(jì)算，， 3318.42.0cdwa則 Paacc7.??顯然 ， ??bac1??故安全。E.按安全系數(shù)校核（1）判斷危險(xiǎn)截面截面 a-a 進(jìn)行安全系數(shù)校核。（2）疲勞強(qiáng)度校核A.a-a 截面上的應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅： MPaWMa 1618.426302????扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅： PaTa 7.5.2??彎曲平均應(yīng)力： 0?m?扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力： Maa67.15? B.材料的疲勞極限：根據(jù) ， ，查表6-1得：MPab650??Pas360??， 2.?1.??C.a-a 截面應(yīng)力集中系數(shù)。查附表6-1得：， 825.1?aK65.1??kD.表面狀態(tài)系數(shù)及尺寸系數(shù)，查附表6-5，附表6-4得：， ，94.0?8.0??7.0r?E.分別考慮彎矩或扭轉(zhuǎn)作用時(shí)的安全系數(shù).91????makS?????2.81?mark?????4.16.2???SSSca ???故安全 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) 4.1 結(jié)論綜述機(jī)耕船在水田作業(yè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪的入土深度是由船體與驅(qū)動(dòng)輪相對(duì)位置決定的。從對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的受力分析可知，驅(qū)動(dòng)輪入土深度增大后，推進(jìn)力、滾動(dòng)阻力都將增大。表