畢業(yè)設(shè)計---某型號拖拉機后橋的設(shè)計

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文檔簡介

1、　　拖拉機后橋設(shè)計 　　摘 　　要 　　拖拉機后橋的設(shè)計，后橋也可稱為驅(qū)動橋，在本設(shè)計中主要包括中央傳動設(shè)計、 　　差速器設(shè)計、動

2、力輸出半軸設(shè)計及最終傳動設(shè)計，而設(shè)計的重點在中央傳動和差速器 　　的設(shè)計上。中央傳動主要設(shè)計主要是在一定傳動比的條件下一對嚙合的弧齒錐齒輪的 　　設(shè)計；差速器在后橋設(shè)計中很重要，包括了一個行星齒輪和一對差速器半軸齒輪的設(shè) 　　計。談到拖拉機，其在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可大幅提高生產(chǎn)效率，是壯大我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的 </p

3、>　　重要機械設(shè)備，所以從這個意義上講我的這個拖拉機后橋的設(shè)計有著重大意義，這個 　　方面的研究與應(yīng)用應(yīng)該得到大家科研工作者的足夠重視。本設(shè)計的關(guān)鍵點是解決當動 　　力從發(fā)動機輸出后經(jīng)過減速器、變速箱后，到最終將動力傳給驅(qū)動輪的這個中間環(huán)節(jié) 　　的效率問題，也就是設(shè)計出可以將動力最大限

4、度而且準確的傳遞的后橋，解決效率問 　　題是拖拉機整機設(shè)計的關(guān)鍵也是本設(shè)計制作出發(fā)點。 　　關(guān)鍵詞：拖拉機，后橋，驅(qū)動橋　　i 　　拖拉機后橋設(shè)計 &l

5、t;p>　　Abstract: 　　The design of tractor′s rear axle 　　The rear axle aslo can be called dr iving

6、60;axle.My design exactly includes 　　four parts,thay are the design of Main Drive、the design of rear axle differenti

7、al、the design 　　of half shaft and the design of final drive.The key is at the design of Main Drive and&

8、#160; rear 　　axle differential.The design of Main Drive is just to design a couple of gleason spiral bevel </p&

9、gt;　　gear which is used to transport power at the condition of a firm drive ratio,and the the &l

10、t;p>　　design of rear axle differential is very important which contains a planet gear and a couple 　　of half&#

11、160;axle gear which belongs to different.On talking of tractor,it can raise our countr y′s 　　agricultural productivity sh

12、arply.So,the design of tractor′s rear axle have an large influnce in 　　a way.And it must be get enough atten

13、tion from our country′s scientist. starting point of my 　　design to solve the problem of how we can i

14、mprove efficiency after the power has been 　　tranport from reducer and gearbox to the drivingwheel.It

15、; also can be said how we can 　　tranport the power maximall.To solve the problem of improving eff icienc

16、y is the key of 　　designing a whole tracor and the key of my design. 　　Key words: Tractor

17、;,rear axle,driving axle　　ii 　　1 緒 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　目

18、錄 　　論 ................................................... - 1 - 　　1.1 引言 ................................................ - 1 - 　　2 中央傳動設(shè)計 .....

19、......................................... - 1 - 　　2.1 中央傳動弧齒錐齒輪幾何參數(shù)的計算 .................... - 1 - 　　2.1.1 弧齒錐齒輪基本參數(shù)的選擇 ....................... - 2 - 　　2.2 中央

20、傳動圓錐齒輪的強度計算 .......................... - 3 - 　　2.2.1 中央傳動圓錐齒輪的計算扭矩 ..................... - 3 - 　　2.2.2 弧齒錐齒輪的強度計算 ........................... - 4 - 　　3 差速器設(shè)計

21、 ............................................... - 5 - 　　3.1 差速器的功用及其對拖拉機性能的影響 .................. - 5 - 　　3.2 差速器和差速鎖的結(jié)構(gòu) ................................ - 7 - <p&

22、gt;　　3.3 差速器主要參數(shù)的確定 ................................ - 7 - 　　3.4 差速器主要零件計算 .................................. - 7 - 　　4 驅(qū)動橋半軸設(shè)計 ........................................... - 8 -

23、　　4.1 作用在半軸上的力及力矩 .............................. - 8 - 　　4.2 半軸的計算 ......................................... - 11 - 　　5 最終傳動的設(shè)計 .............................

24、.............. - 14 - 　　6 總結(jié) ..................................................... - 14 - 　　參考文獻 ............................................... - 14 -

25、致謝 .................................................. - 15 -　　iii 　　拖拉機驅(qū)動橋設(shè)計 　　1.1 引言 </b&

26、gt;　　1 緒 　　論 　　拖拉機的后橋是指變速器與驅(qū)動輪之間除聯(lián)軸器及傳動軸以外的所有傳動部件和 　　殼體的總稱。驅(qū)動橋的主要功用：一是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩通過主減速 &l

27、t;/p>　　器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動輪，并實現(xiàn)減速增矩；二是通過主減速器圓錐齒輪副改 　　變轉(zhuǎn)矩傳遞方向，使其與車輛進行方向相符；三是通過差速器保證內(nèi)外車輪以不同轉(zhuǎn) 　　速實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。拖拉機后橋設(shè)計主要包括以下幾方面。 　　1．中央傳動設(shè)計

28、;　　2．差速器設(shè)計 　　3．驅(qū)動橋半軸設(shè)計 　　4．最終傳動 　　2 中央傳動設(shè)計 <

29、p>　　中央傳動是用來增加傳動系的傳動比，已達到減速增扭的目的，通常還用來改變 　　扭矩的傳遞方向，使扭矩從縱向布置的變速箱傳向橫向布置的半軸。 　　對中央傳動的設(shè)計要求： 　　1．中央傳動應(yīng)選擇合適的傳動比以滿足總傳動比的要求，保證拖拉機具有良好的牽引

30、　　性和經(jīng)濟性。 　　2．中央傳動的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量緊湊，使后橋尺寸與重量均可減小，并保證有必要的離 　　間隙。 　　3．中央傳動齒輪受載較大，要求有較高的承載能力，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證齒輪裝置有較大

31、　　的支撐剛度，以保證齒輪的正確嚙合，齒輪與錐軸承的調(diào)整應(yīng)可靠與方便。 　　2.1 中央傳動弧齒錐齒輪幾何參數(shù)的計算　　拖拉機后橋設(shè)計 　　2.1.1 弧齒錐齒輪基本參數(shù)的選擇 <

32、;p>　　1．大齒輪分度圓直徑 d2、錐距 L 與端面模數(shù) ms 的初步選擇 　　d2 、L 與 ms 均可根據(jù)從動大錐齒輪上計算扭矩 M2 ,參考現(xiàn)有機型的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按下列 　　經(jīng)驗公式選擇： &l

33、t;b>　　2 　　2 　　2 　　式中 d2 、L、ms——分別為大齒輪分度圓直徑（mm）、錐距（mm）、與端面模數(shù)（mm）； &l

34、t;p>　　kd、kL、km——分別為直徑系數(shù)、錐距系數(shù)與模具系數(shù)，可查表得到數(shù)值； 　　M2——從動大齒輪的計算扭矩（kgf·m），其值即為中央傳動圓錐齒輪的 　　扭矩； 　　中央傳動主、從動錐齒輪上的計算扭矩 M，應(yīng)根據(jù)下列兩個條件來確定，并取兩

35、者 　　中的較小值： 　　2．齒數(shù) Z 的選擇 　　大小齒輪的齒數(shù)，根據(jù)中央傳動比 iZ，由下面公式計算得出： 　　iZ=3.8 </p&g

36、t;　　ms 6. 　　Z 　　3．齒寬 b 的選擇 　　3 　　L，可取 b=50mm。

37、 　　4．法向壓力角 an 的選擇 　　根據(jù)經(jīng)驗取 an=20°。 　　5．螺旋角βm 的選擇 　　齒輪齒線上某點的切線與該切點節(jié)錐母線之間的夾角，稱為螺旋角。螺旋角越大， 　　則輪齒的縱向重合系數(shù)ε

38、b 也越大，因此可以提高運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性與強度，但齒輪傳動中的 　　軸向推力也越大，需要加強支撐。 　　由埃尼姆斯制弧齒錐齒輪的特性可知，當 Z1≥8 時，采用βm=35°。 　　縱向重合系數(shù)εb 的驗算 　　????

39、0; 　　L L -b 　　 2 　　聯(lián)合以上兩式，代入數(shù)值得 　　εb=2

40、0;　　大端螺旋角βe 的計算 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　在計算弧齒錐齒輪大端齒厚參數(shù)時，需先求出大端螺旋角βe，由公式可得 　　D L </p

41、>　　式中 Lm——中點錐距，Lm=L0.5b； 　　Dd——銑刀盤名義直徑，可根據(jù)被切齒輪的錐距 L 與螺旋角βm 查表得出， 　　Dd=457.2mm 　　所以由以上數(shù)據(jù)得出βe=36°。 </p&

42、gt;　　螺旋錐齒輪中小齒輪為左旋，大齒輪為右旋。 　　6．齒高參數(shù) 　　弧齒錐齒輪均采用高度變位制，小齒輪用正變位，大齒輪用負變位。應(yīng)用埃尼姆斯 　　制弧齒錐齒輪的幾何參數(shù)查表可得： 　　基本齒頂高系

43、數(shù) f0=0.82；齒頂隙系數(shù) C0=0.20；工作齒高 hg=1.64ms=10.62；全 　　齒高 h=1.84ms=11.92；高度變位系數(shù)ξ=0.30。 　　7．齒厚參數(shù) 　　弧齒錐齒輪除高度變位外，還采用切向變位，一般小齒輪用正變位，大

44、齒輪用負變 　　位。小齒輪與大齒輪的理論分度圓斷面齒厚 S1 與 S2，可由以下式子計算： 　　e 　　e 　　式中τ——切向變位系數(shù)。

45、;　　應(yīng)用埃尼姆斯制弧齒錐齒輪的幾何參數(shù)查表可得：切向變?yōu)橄禂?shù) τ=0.17，齒側(cè)隙 　　Cn 查表得 Cn=0.24。 　　由以上兩式代入數(shù)據(jù)的 S1=13mm 　　S2=7mm 　　2.2

46、中央傳動圓錐齒輪的強度計算 　　中央傳動主、從動錐齒輪上的計算扭矩 M，應(yīng)根據(jù)下面兩個條件來確定，并取兩 　　者中的較小值： 　　2.2.1 中央傳動圓錐齒輪的計算扭矩 　　1．根據(jù)發(fā)動機標定

47、扭矩 MeN 的條件 　　M1=MeN·ibL·ηbL 　　M2= MeN·ibL·iZ·ηbL·ηz 　　式中 M1——主動小錐齒輪上的計算扭矩（kgf·cm）；

48、　　M2——主動大錐齒輪上的計算扭矩（kgf·cm） 　　MeN——拖拉機發(fā)動機的標定扭矩（kgf·cm） 　　 3 　　i</b&

49、gt;　　拖拉機后橋設(shè)計 　　——變速箱最低犁耕工作檔時的傳動比； 　　bL　　iZ——中央傳動傳動比； 　　ηbL——變速

50、箱最低犁耕工作檔時的傳動效率，可取 η　　工作檔時，變速箱中外嚙合圓柱齒輪嚙合對數(shù)）。 　　bL　　=0.98 （n 為最低犁耕 　　ηz——中央傳動的傳動效率對于弧齒錐齒輪可取 ηz=0.96。 &

51、lt;/p>　　2．根據(jù)土壤附著力矩 Mφ 的條件 　　i i m? z? m? q 　　i ??m? q 　　而

52、 Mφ=φGrdq 　　式中 Mφ——行走部分與土壤的附著力矩（kgf·cm） 　　Gφ——附著重量（kg）； 　　輪式拖拉機：取 Gφ=mQ[m 為驅(qū)動輪數(shù)目；Q 為每個驅(qū)動輪輪胎的最 　　大

53、載荷（kg）]。 　　φ——行走部分與土壤的附著系數(shù)，輪式拖拉機取 φ=0.65 　　rdq——驅(qū)動輪的動力半徑（cm）； 　　im——最終傳動的傳動比； 　　ηm——最終傳動的傳動效率，取 ηm=0.97 （n 為最終

54、傳動中外嚙合圓柱齒輪 　　嚙合對數(shù)）； 　　2.2.2 弧齒錐齒輪的強度計算 　　弧齒錐齒輪的強度計算包括彎曲強度計算與表面接觸強度計算兩方面。 　　1.弧齒錐齒輪的彎曲強度計算 </p&

55、gt;　　K 2 bm J w 　　式中 σw——吃根部的彎曲應(yīng)力（kgf/cm ）； 　　d ms Z <p&

56、gt;　　M1——主動小錐齒輪上的計算扭矩（kgf·cm）； 　　d1——小錐齒輪上的分度圓直徑（cm）； 　　b——齒寬（cm）； 　　ms——斷面模數(shù)（cm）； 　　K1 — —過載系數(shù)，與主從動部分的運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 性有關(guān)

57、，拖拉機齒輪可取 　　K1=1.20～1.35，故取 K1=1.30； 　　K2——動載系數(shù)，與齒輪精度和節(jié)圓線速度有關(guān)，可取 K2=1.0；　　 4 <p&

58、gt;　　K3 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　— — 尺寸系數(shù) ，反映材料性質(zhì) 的不均勻性，與輪齒尺寸有關(guān) ， 　　25

59、0;　　K4——載荷分布系數(shù)，反映在齒寬上載荷分布的不均勻性，它與齒輪軸上支 　　承的剛度有關(guān)，查表得 K4=1.2。 　　[σw] ——許用彎曲應(yīng)力（kgf/cm2），它與材料、熱處理與表面處理、齒輪所 　　需壽命、工作溫度和可靠性要求等因

60、素有關(guān)。對于拖拉機中央傳動齒 　　輪用滲碳合金鋼，取[σw]=3000（kgf/cm2）。 　　Jw——彎曲強度幾何系數(shù)，綜合考慮下列因素的影響：齒形系數(shù)、載荷作用 　　點位置、輪齒間的載荷分配、有效齒寬應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等。 　　對于埃尼姆斯制弧齒錐齒輪，

61、彎曲強度幾何系數(shù) Jw 有以下計算公式： 　　L i ? s 　　2．弧齒錐齒輪的表面接觸強度計算 　　C 2 bd 1 J j </p

62、>　　式中 σj——齒輪表面的接觸應(yīng)力（kgf/cm ）； 　　C0——有關(guān)材料彈性性質(zhì)的系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 C0=743kgf /cm； 　　C1——過載系數(shù)，可取 C1= K1=1.20～1.35=1.3； &l

63、t;p>　　C2——動載系數(shù)，可取 C2= K2=1.0； 　　C3 ——尺寸系數(shù)，材料選擇適宜且滲碳層深度與硬度符合要求時可取 　　C3=1.0； 　　C4——載荷分布系數(shù)，可取 C4= K4=1.2

64、0;　　C5——表面質(zhì)量系數(shù)，與表面光潔度和表面處理有關(guān)，對于制造精度高的齒 　　輪可取 C5=1.0； 　　[σj]——許用接觸應(yīng)力（kgf/cm ），它與材料、熱處理與表面處理、齒輪所 　　需壽命、工作溫度和可靠性要求等因素有關(guān)。對于拖拉機中央傳動齒 &

65、lt;/p>　　輪用滲碳合金鋼，可取[σj]=23000 kgf/cm ； 　　Jj——表面接觸強度幾何系數(shù) 　　3 差速器設(shè)計 　　3.1 差速器的功用及其對拖拉機性能的影響 </p&g

66、t;　　差速器的功用是根據(jù)拖拉機的行駛需要，在傳遞力的同時，使內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動輪 　　能以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以便車輛轉(zhuǎn)彎或適應(yīng)由于輪胎及路面差異而造成的內(nèi)外側(cè)驅(qū) 　　動輪轉(zhuǎn)速差。 　　兩側(cè)輪之間的差速器稱為輪間差速器，在前后驅(qū)動橋之間或各驅(qū)動橋之間叫軸<

67、/p>　　 5 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　間差速器用以消除功率循環(huán)現(xiàn)象。 　　現(xiàn)在廣泛采用對稱式圓錐齒輪差速器，如圖所示，其左右半軸的齒數(shù)和模數(shù)都 <

68、/p>　　相等。 　　這種差速器的運動學(xué)特性是： 　　Z b 　　Z 　　ω1+ω2=2

69、ω0 　　1、2 半軸齒輪 　　3．行星齒輪 　　4．行星齒輪軸 　　5．差速器殼體

70、60;　　6．主減速器從動齒輪 　　ω 　　0　　、ω1、ω2——差速器殼慢速半軸和快速半軸的角速度 　　ωx——行星自轉(zhuǎn)角

71、速度 　　Zx、Zb— 　　—行星輪和半軸齒輪齒數(shù)。 　　這種差速器的運動特性是： 　　不差速時 M1=M2=0.5M　　0 &

72、lt;/b>　　差速時 　　M1=0.5(M0+M　　M =0.5(M M　　m) 　　)

73、0;　　2　　0　　m　　式中

74、;　　M　　M 1 　　m 　　M0、M1、M2——差速器殼、慢速半軸和快速半軸上的扭矩； 　　Mm——差速器內(nèi)摩擦力矩。 &

75、lt;/p>　　的大小直接影響差速時扭矩在兩個半軸上的分配，通常用扭矩分配系數(shù)（ε 　　M 1 　　M 0 　　M 2 &

76、lt;/b>　?。?示兩側(cè)扭矩相差的程度。普通差速器中ε約為 0.55， 　　在強度計算中則可近似認為扭矩等分給左、右兩軸。 　　普通差速器平分扭矩這個特點對拖拉機的牽引附著性能是不利的。當左右驅(qū)動輪 　　的附著條件不同時，即使一側(cè)車輪的附著條件很好，其所傳扭

77、矩的最大值也只能等于 　　附著條件不好的那一側(cè)的扭矩而不能更大，因此在拖拉機上普遍裝有差速鎖，當一側(cè) 　　車輪打滑時，是差速鎖接合就能兩輪各按本身的附著條件發(fā)揮驅(qū)動力，這樣就能充分 　　利用附著好的一側(cè)的附著力。　　 6

78、; 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　3.2 差速器和差速鎖的結(jié)構(gòu) 　　簡單差速器可以分為開式和閉式兩種。 　　本設(shè)計中采用開式差速器。開式差速器沒有殼體，結(jié)構(gòu)比較簡 &

79、lt;p>　　單，半軸齒輪和最終傳動小齒輪制成一體，但需用較多合金鋼，而當最終傳動小齒輪 　　損壞時，半軸齒輪也要更換。開式差速器只能用在內(nèi)置式最終傳動中。由于半軸齒輪 　　的內(nèi)孔中裝有粗大的中央傳動從動軸，因此差速器齒輪尺寸一般比閉式的大。 　　本設(shè)計中的拖拉機差速鎖的布置方式是通過附加軸將兩驅(qū)動軸相連。

80、如圖所示 　　3.3 差速器主要參數(shù)的確定 　　差速器的承載能力主要取決于齒輪強度和行星齒輪與軸之間的擠壓應(yīng)力。 　?。?）行星齒輪個數(shù) n 由于所設(shè)計拖拉機為開式差速器且為小馬力，故 n 取 2。 　　（2）半軸齒輪大端分度圓直徑

81、Dfb 　　n 　　式中 Mj——差速器殼上的計算扭矩(kgf·m), 鐵牛—55 上 Mj=298； 　　KD——直徑系數(shù)，查表可得 KD=29.5 　　由

82、以上數(shù)據(jù)可計算得 Dfb=156（mm） 　?。?）齒數(shù)選擇行星齒輪齒數(shù) Zx 一般為 10～12，取 Zx=13；半軸齒輪齒數(shù) Zb 一 　　般為 16～22 但在開式差速器中 Zb 取 24。 　?。?）大端模數(shù) m

83、= Dfb/Zb=156/24=6.5。 　　（5）齒寬 b=（0.25～0.30）L，L=0.5m Z ?????+Z b 。 　　因而半軸齒輪齒寬 b=0.3L=27；行星齒輪齒寬 30.2。 　?。?）齒形由于國產(chǎn)拖拉機差

84、速器齒輪的刀具角為 20°和 22.5°兩種，因而齒 　　形角 a0=20°，嚙合角 a=20°。 　?。?）差速器齒輪的材料是 20GrMnTi 　　3.4 差速器主要零件計算

85、?。?）齒輪強度 　　由于差速器齒輪極少出現(xiàn)點蝕破壞，此一般只計算齒的彎曲強度而不計算接觸強　　 7 　　拖拉機后橋設(shè)計 <p&

86、gt;　　度?？砂研行驱X輪作為一個直徑等于其平均直徑的當量圓柱齒輪計算，由于差速器齒 　　bmY 　　齒形系數(shù) Y=0.4， 　　30 ´ 6. ´ 0. 64&#

87、160;　　因為彎曲應(yīng)力一般在 2500～4000 kgf/cm 間， 　　所以所選數(shù)據(jù)滿足要求。 　?。?）行星輪和軸之間的擠壓應(yīng)力 σc 　　nD b bd <p

88、>　　式中 Dmb——半軸齒輪平均直徑； 　　d、b——行星輪內(nèi)孔的直徑和寬度。 　　由以上各式計算得 σc=227 kgf/cm <350 kgf/cm 　　所以滿足實際要求的需要，合乎要求。

89、　行星輪軸的材料是 40Gr，差速器殼的材料是 ZG40。 　　4 驅(qū)動橋半軸設(shè)計 　　4.1 作用在半軸上的力及力矩 　　輪式拖拉機行駛時，在車輪上作用著各種不同的力。這些力的大小隨著拖拉機的工 　　作條件的不同而不同。根據(jù)分析可得行駛時作用在車輪及

90、后橋上的力，如上圖即為車 　　輪上的受力分布圖。 　　1.產(chǎn)生于拖拉機前進和后退是的切線牽引力 Pk，Pk 的最大值可按下面這個式子進行計 　　算： 　　r

91、0;　　 8 　　式中 　　η　　拖拉機后橋設(shè)計 &l

92、t;/b>　　i0——主傳動器傳動比（包括中央傳動和最終傳動）； 　　m——傳動系機械效率； 　　r　　k　　——車輪滾動半徑；

93、 　　ik——變速箱傳動比； 　　ik1——變速箱一檔傳動比，ik1　　=3.92； 　　M　　max&l

94、t;/b>　　——發(fā)動機額定扭矩，其值查資料得 75.74kgf·m。 　　計算時傳動效率 η　　m 　　可取 1。此時作用在每一個車輪上的力為： </p

95、>　　M 　　i i 　　P= 　　max k 0 <

96、;p>　　2 　　=181N 　　由于差速器中有摩擦存在，作用于半軸的扭矩可能大于傳給差速器外殼扭矩的一 　　半，因此計算半軸的力取為：

97、;　　r 　　由于在差速器上有鎖緊裝置差速鎖，所以半軸應(yīng)按總扭矩 Mk 計算： 　　Mk= Mmax k1 0i i =75.74 　　r </p

98、>　　2.在制動時產(chǎn)生在車輪和路面之間的制動力 Tk, 　　2 　　m　　2τφ

99、　　式中 　　所以 　　Tk——制動力； 　　G2——在水平路上停著不動時，作用在后軸上的重量，G2=360； 　　m2τ——制動時，后

100、輪上的重量轉(zhuǎn)移系數(shù)； 　　φ——附著系數(shù)，大小查資料得 0.65。 　　Tk=1462.5N 　　3.作用在每只后輪半軸上的重量反作用力 G　　2 <b&g

101、t;　　k 　　為： 　　4.在不同行駛條件下，后輪重量轉(zhuǎn)移系數(shù) m2 τ 　　m2=1.1 1.2 　　m2τ=0.90.95

102、　　作用在各半軸的扭矩 Mkp 為： 　　2 　　計算扭矩可取為： 　　max k 0

103、　　可取下列數(shù)值： 　　 9 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　5.垂直作用在車輪平面的反作用力。

104、　　當拖拉機在橫坡上行駛時或由于轉(zhuǎn)彎時離心力 P　　c 作用，車輪上由重量產(chǎn)生的反 　　G 2 m 　　作用力 Gk

105、　　2 　　將會發(fā)生變化，因此左右輪的 G　　，但兩者之和仍等于 G m ，即 　　2 2 </p&g

106、t;　　k 　　將不相等。一邊大于 　　2 　　，而另一邊將 　　式中 <

107、;/b>　　G　　KBH　　——外輪（對轉(zhuǎn)向中心而言）上的重量反作用力； 　　G

108、　KBT　　——內(nèi)輪（對轉(zhuǎn)向中心而言）上的重量反作用力。 　　力 R 的變化和車輪上反作用力的變化成正比，左右輪的 R 之和等于車重分力（橫 　　坡上行駛）或離心力（轉(zhuǎn)彎時），即 　　R=RBH+RBT=Pc

109、　　式中 RBH——外輪上的橫向反作用力； 　　RBT——內(nèi)輪上的橫向反作用力。 　　由此可確定反作用力 Gk 及 R 的變化： 　　2 B 　　2

110、 B 　　式中 hg——拖拉機重心離地面的距離，查資料的其值為 939mm； 　　B——輪間距離，查文獻得其值為 1400mm 　　當拖拉機橫滑時，令 m2=1，作用在后輪上離心力最大值為 G2φ1，這時內(nèi)輪和外 </p

111、>　　輪上所受車重的反作用力可寫成下式： 　　2 B 　　2 B 　　在計算半軸時，輪胎與地面之間的附著系數(shù) φ，輪胎與地面之間的附著系數(shù) φ 可 </p&

112、gt;　　取 0.7，橫向附著系數(shù)可取 1.0。 　　橫向產(chǎn)生的彎矩為： 　　MNBH=RBHrK 　　MNBT=RBTrK 　　根據(jù)上面受力情況可知道，半軸要承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮、拉伸及剪切的作用。

113、;　　但在半軸中壓縮應(yīng)力、拉伸應(yīng)力及剪切應(yīng)力都很小，所以只要按彎曲和扭轉(zhuǎn)來計算。 　　計算半軸時可按下列四種載荷情況進行計算：　　 10 　　拖拉機后橋設(shè)計 &

114、lt;/p>　　(1)車輪傳出最大牽引力時，在這種情況下力 P，G　　r 　　K 　　及 R 的值由下式計算確定：

115、　　G　　KBH　　= GKBT　　2 　　=1800 </b&g

116、t;　　R=0 　　( 2)拖拉機制動時，在這種情況下力 P，GK 　　P=0 　　2 <

117、;p>　　2 　　R=0 　　( 3)拖拉機橫滑時，在這種情況下力 P，GK 　　P=0 　　2

118、 B 　　2 B 　　2 B 　　2 B 　　及 R 的值由下式計算確定：

119、　　及 R 的值由下式計算確定： 　　( 4)拖拉機后輪通過不平道路時，在這種情況下力 P，G　　2 　　P=0 　　R

120、=0 　　K 　　及 R 的值由下式計算確定： 　　式中 　　2。 <

121、;p>　　δ——拖拉機通過不平道路時，車輪上垂直反作用力增加系數(shù)，δ的值一般為 　　4.2 半軸的計算 　　本設(shè)計中拖拉機采用不浮式半軸。由于半軸及承受彎矩作用又承受扭矩作用，所 　　以在選擇材料時用 45 鋼，并且經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。　　&#

122、173; 11 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　不浮式半軸的內(nèi)端及外端軸承都裝在半軸上，如下圖所示：此時，半軸的內(nèi)端要 　　承受最終傳動被動齒輪（或中央傳動的大圓錐齒輪）圓周力引起的彎曲。半軸的外端 <

123、;p>　　要承受車重反作用力 GK，牽引力 P 或制動力 Tk 及橫向力 R 引起的半軸彎曲。此外半 　　軸要傳遞扭矩 Mkp。 　　從下面的圖中可以知道，危險斷面在軸承 A 或 B 處。 　　軸承 A 處的彎矩是由沿最終傳動齒輪嚙合線方向作用的力 P1 產(chǎn)

124、生的。 　　Mmi i 　　' 　　M　　=P

125、　　b= 　　k 0 　　A　　1·

126、　r cos 　　式中 　　r　　1　　——最終傳動主動齒輪半徑，其值為 237； </

127、p>　　所以 　　a——齒輪壓力角，其值定位 20； 　　i0 ——中央傳動的傳動比，由上文中中央傳動的設(shè)計可知其值為 3.8； 　　b=227mm <

128、b>　　MA=5100 　　軸承 A 處的扭矩 M　　kp 　　為： 　　M</p&g

129、t;　　=M　　i　　i =1128 　　彎曲與扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力： 　　1 2 &

130、lt;/p>　　2 　　kp　　m k1 0　　1

131、　M i i 　　' 　　2 　　2 　　2&#

132、160;　　σ　　pe3　　= 　　3

133、;　　M A 　　M kp 　　= 　　3

134、;　　( 　　m k 0 　　) b +( 　　m k 0 　　=900 <

135、;/b>　　0. 　　0. 　　r cos ? &l

136、t;p>　　半軸 A 處的直徑，可由下式求得 　　1 2 　　M i i 　　' &l

137、t;b>　　2 　　2 　　dA　　= 3 　　0.

138、0; 　　pe 3 　　b ( 　　m k 0 　　r

139、0;co s ??　　) 　　+( M m i 1 i 0 ) 　　=180 <p

140、>　　軸承 B 處的應(yīng)力要按四種載荷情況分別計算，然后取其最大的應(yīng)力為危險應(yīng)力。 　　( 1)按最大牽引力 P 計算。 　　車重反作用力 Gk 產(chǎn)生的在垂直于地面平面上的彎矩 MB； 　　2 <p&g

141、t;　　由力 P 產(chǎn)生的水平彎矩　　 12 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　合成彎矩 <b&g

142、t;　　r 　　2 2 2 2 　　2 　　2

143、　　2 　　2 　　扭矩 　　Mu= 　　M e </

144、b>　　+M 　　B 　　= 　　P b + </p&

145、gt;　　b 　　=b 　　P 　　+G <

146、p>　　=1800 　　M　　=M　　i　　i =151.48 <

147、;p>　　彎曲及扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力 　　kp　　m k1 0　　1 　　2 </p

148、>　　2 　　2 　　2 　　2

149、　　σ　　peЗ　　0. 3 　　b ( P <b&

150、gt;　　+G K 　　) +P r 　　=1500 　　半軸 B 處的直徑可由下式求得 　　1

151、 　　2 　　2 　　2 　　2 </p&g

152、t;　　2 　　dB　　= 3 　　0. <

153、;p>　　pe 　　b ( P 　　+G 　　) +P r

154、　　=180 　　( 2)按制動計算。制動時半軸上的彎曲應(yīng)力可按下式計算： 　　0. 　　代入 Gk 及 T

155、的值，得 　　0. 2 　　制動時，系數(shù) m2 τ 一般小于 1，但在計算時可取 m2τ=1。 　　( 3)按側(cè)滑計算，側(cè)滑時，外半軸的彎曲力矩為： <

156、;p>　　2 B 2 B 　　2 　　B 　　)(φ1rK<

157、p>　　b) 　　內(nèi)半軸的彎曲力矩 　　MNBT=RBTrK+G　　KBT　　2 </

158、b>　　B 　　)(φ1r k　　+b) 　　上式中，符號注腳 BH 表示轉(zhuǎn)向時外車輪，BT 表示內(nèi)車輪。橫向附著系數(shù) φ

159、　　取為 0.7。 　　( 4)按越過障礙時的動載荷計算 　　Õ 　　作用在半軸上的動載荷彎曲力矩 M　　2 &#

160、160;2 　　uⅡ為： 　　1 　　彎曲應(yīng)力為：　　M</p

161、>　　uⅡ= 　　2 　　b= 　　2 <b&

162、gt;　　b=G2b=41 　　 13 　　拖拉機后橋設(shè)計 　　σu= <

163、p>　　G b 　　3 　　=45MPa 　　0.

164、　　由于半軸及承受彎矩作用又承受扭矩作用，所以在選擇材料時用 45 鋼，并且經(jīng)過調(diào)質(zhì) 　　處理，查表得它的許用彎曲應(yīng)力為[ σ1 ]b=60 Mpa 　　由上式可知 σu≤[σ1 b] ，所以設(shè)計滿足實際工作要求。 　　5 最終傳動的設(shè)計 </p

165、>　　本設(shè)計中拖拉機的后橋的最終傳動采用外嚙合圓柱齒輪，并且采用內(nèi)置式。內(nèi)置式的 　　左、右最終傳動和中央傳動合置在后橋殼體內(nèi)，殼體數(shù)量少、剛度大、輪距調(diào)整較方 　　便，塵土不易進入殼體。制動器一般裝在最終傳動主動齒輪外側(cè)，維修方便；離地間 　　隙一般較小，農(nóng)藝地隙主要取決于輪胎大小，

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畢業(yè)設(shè)計---某型號拖拉機后橋的設(shè)計

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