机械毕业设计（论文）-1302R橡胶履带拖拉机改进设计（全套图纸） .pdf

1 1302r 橡胶履带拖拉机改进设计 摘摘 要要 本设计为 1302r 型橡胶履带拖拉机总体布置进行的改进设计，需 要 满 足新型转向装置、新型行走机构和改进的变速器布置的要求，对 操 纵 机构进行布置，满足人机工程的要求。 改进后的 1302r 橡胶履带拖拉机将更加的符合用户的要求，经济 性 ， 稳定行都有所提高。 橡胶履带拖拉机较轮式 和金属履带拖拉机有明显的优势： 1、 良好的技术经济性 2、 更大的机动性和可靠性 3、 良好的操纵舒适 性 鉴于此， 橡胶履带拖拉 机的前途非常乐观。 作为农业生产的大国 ， 尤 其 是中国 的农机 制造商，应关注 橡胶履带拖拉机的 发展方 向，积极 研 究 ，缩短与国际先 进水平的差距，开发适合中国使 用水平、经济 购 买 能 力、生产和 制造水平的新型农业拖拉机。此 次改进设计 便是朝此 方 向 发展 。 在本次改进设计 中，绘制了牵引特 性曲线，计算了整 机质心位置 并 进 行了人机工程的 研究，整个设计满足 任务书要求。 关 键 词：总体设计，改进，橡胶履带拖拉机， 牵引特 性 2 the 1302r rubber caterpillar tractor improves the design abstract this design is the improvement design which the 1302r rubber caterpillar tractor general arrangement carries on, needs to satisfy the new diverting device, new walks the requirement which the organization and the improvement transmission gearbox arranges, carries on the arrangement to the control mechanism, satisfies the man-machine project the requirement. after the improvement 1302r rubber caterpillar tractor even more will conform to users requirement, the efficiency, the stable line all will have the enhancement. the rubber caterpillar tractor more wheeled and the metal caterpillar tractor has the obvious superiority: 1st, good technical efficiency 2nd, bigger mobility and reliability 3, good operation comfortableness in view of this, the rubber caterpillar tractor future is 3 extremely optimistic. as the agricultural production great nation, chinas farm machinery manufacturer, should pay attention to the rubber caterpillar tractor in particular the development direction, the positive research, reduces with the international advanced level disparity, the development suits the chinese use level, the economy purchases the ability, the production and the manufacture level new agricultural tractor. this improvement design then is faces this direction to develop. in this improvement design, has drawn up the tractive characteristic curve, has calculated the entire computer nature heart position and has conducted the man-machine project research, the entire design satisfies the project description requirement. key words: system design, improvement, rubber caterpillar tractor, tractive characteristic. 4 目 录 前言前言. 6 第一章 橡胶履带的发展历史 7 1.1 国外橡胶履带拖拉机的发展国外橡胶履带拖拉机的发展 7 1.2 国内橡胶履带车辆的发展 11 第二章 总体设计 12 2.1 一般用途履带拖拉机总布置方案一般用途履带拖拉机总布置方案 12 2.2 总体布置的主要任务 12 2.3 整机参数的确定 13 2.4 人机工程与驾驶室内部操纵机构的布置人机工程与驾驶室内部操纵机构的布置 20 2.5 发动机的选择与技术参数发动机的选择与技术参数 23 第 三 章 1302r 橡 胶 履 带 拖 拉 机 简 介 及 改 进 前 后 对 比26 3.1 1302r 橡胶履带拖拉机简介橡胶履带拖拉机简介 26 3.2 改进前后对比改进前后对比 26 设计总结设计总结 29 致谢致谢 30 参考文献参考文献 31 5 1302r 橡胶履带拖拉机改进设计 前 言 橡 胶 履 带 拖 拉 机 近 年 来 异 军 突 起 ， 成 为 拖 拉 机 行 业 发 展 的 新 动 向，被国内成 为新 一代 拖拉机。国外继卡尔彼勒公司 80 到 90 年代率 先 推出 challenger35、45、55、65e、75e、85e、95e 等橡胶履带拖 拉 机 系列之 后，法国、英国、意大利、前 苏联、日本等国家也纷纷 提 出 不 同形式的橡胶履带拖拉机， 如日本小松公司的 mk40、 mk60、 mk85、 mk125、mk220 和凯斯 公司的前后 独立布置的橡胶履带拖拉机 等。 橡胶履带拖拉机 发展迅速， 尤其是一 向以生产大型轮式拖拉机 文 明 的 的尔公司 ，也推出了橡 胶履带拖拉机 系列，说明橡胶履带拖拉机 确 有 优于轮式拖拉机 之处。可以认为橡胶履带拖拉机的产生，结束了 多 年 来的轮式拖拉机将 取代履带拖拉机的 争论， 推动了拖拉机技术的 发 展 。 橡胶履带拖拉机作为新 一代拖拉机， 有优于 普通金属履带拖拉机 和 轮 式拖拉机的 特点。 橡胶履带拖拉机 把橡胶轮胎式拖拉机的机动性 与 金 属履带拖拉机的高 效率、高附着性实现了完美结 合，摒弃了轮 、 履 拖 拉机的 一些缺点 ，实现了优化组合，提高 了机组的效率。橡胶履 带 拖 拉机与传统 的轮式、金属履带拖拉机有着明显的优 点。 6 第一章 橡胶履带拖拉机的发展历史 1.1 国外橡胶履带拖拉机的发展国外橡胶履带拖拉机的发展 美国卡特彼勒（caterpillar）公司1986 年推出世界上第 一台高 速 橡 胶履带拖拉机“challenger 65”型。目前挑战者（challenger） 有3 个系列11 种型号：（1）行距作业（row-crop）系列：型号有35、 45、55 三种 ，发动机 毛功率从161. 8 到209. 6 kw；（2）e系列： 型 号 有65e、75e、85e、95e 四种，发动机毛功率从227. 9 到301. 5 kw；（3）2001 年推出 的mt700系列（见图3），型号有mt735、mt745、 mt755、mt765四种 ，发动机毛功率从172.8225 kw。 橡胶履带 由卡特彼勒 公司设计与制造 。 由于整体橡胶履带 制造上 的 特 点，履带 周长 改变 不易，11种型号，3 种履带周长规格。所以每 一 系 列整机重量相 近，35、45、55 为10t 多，65e、75e、85e、95e 为 15t多。最高行 驶速度达3040 km/h。 mt700 系列和行 距作 业型的不同是 前者为农业基本型， 功率增 加 ，接地长度增 加254 mm，改进了悬架，前惰轮加大以减少滚 动阻力， 履 带 与行走 各轮的 选择范围拓宽 ，最高行驶速度提高了10 km/h。 e 系列的行走装置 （mobil-trac system），支重轮与履带张紧 轮 均 为橡胶轮 缘（最 初的65 型履带 张紧轮为充气轮胎）。采用复合 式 平 衡台车，用非 线性空气弹簧 悬架。带有八字形凸起花纹的橡胶轮 缘 驱 动轮用 摩擦 力驱动履带，履带自行张紧。行距作业系列行走装置 与 上 述的不同是 悬架 简单 ，但轨距可调。35、45、55 型轨距有1 524 mm 与2 030 mm 两种，均可调4 挡至2 286 mm 与3 048 mm。65e-95e 型 的 履带板宽有635 mm （标准配 置）、762 mm、889mm 三种规格 ，35-55 型 的 履带板宽有406 mm、457mm（标准配 置）、508 mm、635 mm、813 mm 五种规格 。 7 所有型号均采 用静液 压驱动差速转向机构。液压驱 动泵为 sundstrand 变量柱塞泵 ，差速转向 液压马 达为linde 或rexroth 马 达 ， 多片盘 式制动。 发动机为caterpillar 3100 系列柴油机，转矩 储 备 为30%，功率储备（power bulge）为6%。mt700 系列采用新型 柴 油 机 ，转 矩储备 高达52%。 采用了豪华驾 驶室，该公司声称耳旁噪声 可达72 db （a），但oecd 对35 型的测试 结果为环境噪声88.6 db（a），耳旁噪声75. 1 db（a）。 65 型以上的e系列 采用和35、45、55类似的圆形机罩，新座椅，并加 了 副 座。 1998 年德国克拉斯（class）公司生产的橡胶履带拖拉机，不过 是 卡 特彼勒 挑战者 拖拉机以克拉斯商标面向欧洲销售 的产品， 颜色由 卡 特 黄变为 克拉斯绿。 随卡特彼勒推出challenger 65 之后，英国马歇尔（track marshall）公司推出了tm200 型橡胶履带拖拉机。功率为157 kw，重 12.5 t。人 造橡胶履带 宽510 mm。前惰轮为充气轮胎，后置 钢制笼式 驱 动 轮驱动，与每条履带内侧中部一排凸块啮合。每边4 对支重轮支 在 带 空气弹簧 悬挂的平衡台车上，无托轮。两个独立的静液压传动系 分 别 驱动每侧履带，实现 速度转向。就某种意义而言 ，履带拖拉机 与 轮 式 拖拉机 孰优孰劣 的争论，一直是它们各自技术进 步的动力之一 。 美 国 迪尔（deere）公司在和卡特彼勒公司 争论履带拖拉机 与四轮驱 动 拖 拉机孰优孰劣10 余a 之后，1997 年，也推出了 自己的高速橡胶 履 带 拖拉机。4 a来，从8000t 系列发展到8010t 系列，目前为8020t 系 列 ，动力输出轴功率为125187. 5 kw。拖拉机 质量基本一样，10. 7 t左右 。最高行 驶速度为31. 8 km/h。与8020 系列四轮驱动轮式拖 拉 机 有较大 通用性。柴油 机排量均为8.1 l，标定转速为2 200 r/min， 转 矩 储备45%，功率储备13%，在转速1 5002 200 r/min 范围内动 力 输 出轴功率变化不大。轨距可调成4种轨距，1 5242 235 mm。采 用 静 液压 差速动 力转向机构。 行走 系和cat 形态类似，橡胶履带 摩檫驱动。1997 年卡特彼勒 公 司 起诉迪 尔公司 技术 侵权。 20 世纪90年代 后半叶 ，美国凯斯（case）公司推出了case ih stx 8 系 列橡胶履带拖拉 机stx375，stx440 型，采用4 个独立的三角型驱 动 橡 胶履带 代替轮胎，驱动轮有 齿与履带上凸块啮合。拖拉机铰接式 转 向 。发动机 型号 分别 为cumminsn14-a360 与qsx15，功 率为268 kw 与328 kw。变速 箱 挡数为12 + 3 与16 + 2，动力换挡，内置行星最 终 传 动， 最高行 驶 速度分别达30 km/h 与37 km/h。拖拉 机 使用质量 为19 845 kg 与24 160 kg。与轮式拖拉机有较大 通用性。 stx375 前后桥可横向摆动上下10，水平摆动26，以保证与 地 面 的接触，浮动性 与牵引性好。拖拉机总质量为19845 kg，前桥分 配55%。轴距3759mm。其一 套履带行走装置 重1 774 kg，履带 宽762mm， 履 带 长5 944 mm，接地长1 740 mm，接地压力为34（不带pto 与悬挂 37 kpa。 履带 自行张紧 ， 拖拉机转向 半径5.94 m。 前后惰轮直径600 mm， 3个 支重轮直径 各340 mm。整个装置45 min 即可更换。 纽荷兰（new holland）公司也 试探性推出了橡胶履带拖拉机， 型 号 为60-85fr。长2.9 m，宽1.3 m，高2.08 m，轨距1.0 m，总质量 2 990 kg（不带配重）/3 080 kg（带配重）。最高速度为12.2 km/h。 柴油 机为fiat iveco 8035. 05 型，标定功率44kw（60 ps）/2 500 r/min，转矩储备29%，标 定燃油耗231g/kwh。 变速 箱啮 合套换 挡， 可装同步器，8个前进挡，拖拉机 与农用运 输 车5速度12.21. 7 km/h，8个倒挡。干式离合器转向， 手柄操作 。 行走 系用整体台车， 每侧4个支重轮，接地长1.45 m，采用人字 花 纹 橡胶履带， 宽300 mm，理论接地 压力35kpa。 英国 玛斯特农业装 备公司（master farm equipment）生产微型 橡 胶 履带拖拉机，型 号有两种，功率为5.911.8 kw，质量为650 740 kg。4个前进 挡，2个倒 挡，液压操纵差速器转向。履带 宽200 mm， 接 地 比压仅为0.110.13 kg/cm2。 20 世纪90 年代 初，日本小松（komatsu）公司已在2 种29.4 kw、 3.98 t 与51.5 kw、6.92 t 的推土机上进行安装橡胶履带的 试验。 履 带 为整体带 铁芯硬 橡胶履带。断面有一主钢丝层、双斜钢丝层，轮 齿 驱 动每块芯铁 。用于 推土 机的橡胶履带 是双斜钢丝层，它既保护 了 主 钢 丝层 ，提高 了寿命 ，又改进了刚性。采用整体台车，每侧5个支 重 轮 、1个托轮， 驱动轮后置。最高行驶速度仅为8.1 km/h。 9 20世纪90年代中 期， 小松公司又推出了mk系列农用橡胶履带拖拉 机 ， 型号有mk40、60、85、125、220，功率为33. 8161. 2 kw。小 松 公 司mk40、85、100、125 系列和诸冈（morooka）公司的结构相似。 该 系 列分别 为33.8、73.5、80. 9、113. 2 kw，质量在3.3 5.97 t 之 间 ，接地 比压均 为22.6 kpa。 mk 系列采用静液压 传动，进、 退、转、 停仅用两操纵杆，另外 可 选 装方向盘转向机构。其静液压 差速动力转向机构 见图13。履带 齿 销 啮 合，前置 驱动轮， 每侧4个支重轮，两两在一个 摆动台车上，每 侧 一 个托轮。 三点悬 挂电液位调节系统控制，3对液压输出。日本诸 岗 （morooka）公司是 专门生产橡胶履带 车辆的公司。其橡胶履带拖 拉 机 有mk-40s、mk-70n、mk-100s、mk-100a、mk-125a、mk-140s、 mk-160s、mk-220s、mk-300s 九个型号，功率为33.8224. 3 kw， 质 量3. 39. 9 t，最高行驶速度13.2 km/h。其中mk-70n、mk-100a、 mk-125a 三种 型号，轨距与离地间隙可调整。 诸岗拖拉机 采用静液 压传动，平衡台车，两杆操纵进、 退、转 、 停 。h. s. t. 系统可控制转矩与速度：单杆控制，无离合器、制动 器 踏 板和变速 杆，速度自由设定，转向速 度用按钮可在高低范围之间 变 化 。 同期，日本洋马（yanmar）公司推出了 ct-650、750、800、900、 1000、1200 系列 橡胶履带拖拉机， 分别为47.8、55. 1、58. 8、73. 5、88. 2 kw，质量在3. 88 5.2 t 之间，接地比压在16. 3 18. 6 kpa之间，湿式制动器，方向盘转向，静液压驱动，ct-120 最高行 走 速 度为12.4 km/h，其他机型为18 km/h。为洋马公司的ct1000 型 拖 拉 机。 日本三菱（mitsubishi）农机株式会社也生产橡胶履带拖拉机 ， 型 号 为mkm 45/55/65/75 系列，功率分别为33.1、41. 2、47. 8、55. 1 kw，方向盘转向， 静液压驱 动，最高行驰速度为1115 km/h；接 地 比 压在1719.6 kpa 之间。 日本久保田（kubota）公司生产半履带式拖拉机， 他们称其为 power crawler 系列 ，有11 种机型， 功率在10.373.5 kw之间，有 前 轮 倍速转向机构， 最高行驶速度为18. 4 km/h。该机型的 特点是转 10 向 灵 活，低湿 地直线行驶性 及对凹凸地面的适应性好。为 久保田公司 的m100 型拖拉机。 20 世纪中叶，原苏联对分块橡胶履带作 了较多的实验研究。60 年 代 初对充气 橡胶履带 也作了研究 。但后期与西方相比，发展滞后 。 目 前 乌克兰哈尔科夫 拖拉机 公司（!“#）生产的橡胶履带拖拉机（见 图18），型号为153$。功率 为117. 6 kw，轮 距1800 mm，轨距1435 mm， 全 长5250 mm，全宽1880mm，全高3 075 mm，地隙300 mm，使用质量 8260 kg。前进速 度4. 315. 6 km/h，后退速度5.8 8.1km/h。 柴油 机型 号deutz bf6m1013e，使用功率117. 6kw/2 000 r/min， 燃 油 耗230 g（/ kwh）。行走系和t-150 形态类似，每侧两个平衡 台 车，扭杆 悬架。转向 系为 在变速箱二轴上的液压压紧 离合器与制动 器 。 机械式双功率流传动，部分动力换挡。 俄罗 斯伏尔加格勒拖 拉机公司（bit3）曾在 -175c 拖拉机 上研 制 过 橡胶履带拖拉机， 目前生 产 的 橡胶履带拖拉机 是其bt-100 系列中 选装的橡胶履带变型，质量 7.5 t，采用平衡台车。 俄罗 斯乌拉列兹工厂 生产小型橡胶履带拖拉机， 它们是小型两轮 驱 动 轮式拖拉机的变型，0.2 t 级。型 号有t-0，2.03.1 与t-0，2.03. 3-2 两种，功率为8. 810. 8 kw，使用质量为1.03 与1.07 t，最 高 速 度为15 km/h。无支重轮，无托轮。在每侧前后轮 胎上装一搭接 整 条 橡胶履带， 结构简单。履带 宽270 mm，节距93.5 mm，84 节。 1.2 国内橡胶履带车辆的发展 20 世纪70 年代 ， 浙江湖州 联合收割机厂等已批量生产橡胶履带 水 稻 收割 机， 20 世纪80 年代天津工程机 械研究所研制了 橡胶履带 水 陆 两 栖车辆。90 年代 橡胶履带 在各种车辆上的运用逐步增多。 目前在我国橡胶履带 已用于11 47.8 kw 的水稻收割 机、小型 液 压 挖掘 机、小型盐田 机械、全地形运输车等各种越野车辆、大 中型 自 行 电站 和大 中型履带拖拉机上。 中国一拖集团 有限公 司于 1994 年 4 月 10 日，在第一装配厂制 成 了 第一台“ 东方红-802r”橡胶履带拖拉机，58.8 kw，6.3 t 重， 11 为 3 t 级橡胶履带拖拉机。 平衡台车 ，弹性悬架，履带 液压张紧 。 第二章 总体设计 2.1一般用途履带拖拉机的总布置方案 一、发动机 在前、驾驶 室及操作系统在后，传动系各主要部件依 次 在 发动机后 面，履带的驱动轮位于后桥体两侧； 二、传动系中 均具有主离合器或变矩器、变速箱、中央传动、转 向 机 构、制动器和 最终传动装置 ； 三、行走系中 都具有驱 动轮、导向轮及张紧缓冲装置、若干个支 重 轮、 减震缓冲元件 和摇摆平衡机构、 台车架及不同结构型式的履带 。 中 等 以上功 率的履带拖拉机都 采用大半架式机架和全架式机架。 机架 是 基 础，它将拖拉机 分为上下两大部分。下部与行走机构 相连，整机 其 它 部件、附件以及工作装置都直接或间接地装在机架的上部。 四、工作装置 中具有牵引板、动力输出轴以及操纵其它工作装置 用 的 液压泵 、工作 液压 缸或若干个操纵阀。 2.2 总体布置的主要任务 总体布置的 主要任务是在 满足作业技术性 能、操作性 能、拆装维 护 保 养方便 性的前提 下， 确定整机各系统部件在机架上下两部分的合 理 位 置。 一、 保证 拖拉机合 理的 质心位 置 履带拖拉机属 发挥大牵引力的 动 力 机械。 农用和作 推土机用都要求拖拉机质心纵向位置能在接地长 度 中 心之 前。但随 着拖拉机技术的发展，工程作业 水平和农机化水平 的 提 高，对 整机性 能和应具 备功能的要求 也越来越高，而发动机结构 比 质 量越来越小，结果是整机后半部越来越重。使整机获得较合理的 质 心 位置， 是总体设计 中重要的问题。 12 二、保证 使用保养和拆装方便性及安全性，驾驶员位置、视野性 能 ， 操 作 空 间 及 各 操 纵 杆 件 和 踏 板 位 置 除 按 有 关 标 准 进 行 总 体 设 计 外 ， 还应注意 解决 好以下问题。 1、所有 注油点、放油油位置应保证在拖拉机外部（左、右、前 、 后 及 下部） ，不拆卸 其它相 关零件能方 便 地进行保养；燃 油箱、加油 口 和 加水口应位 于驾驶室外边。 2、蓄电池应放在驾驶室外部、拆卸油管时油不能落到的地方。 3、加 油口、加 水口 、蓄电池、工具箱 距人脚的支撑点高 度不大 于 1400mm，其它保 养点不大于 1600mm。 4、在驾驶室门 外履 带上部应有水平防 护挡板，并应遮盖 履带板 宽 度 的 80%左右 。如果驾驶室宽已遮盖履带板宽度 70%左右，则应在 行 走 机构上方进驾驶室门的方位设中间脚蹬。 5、油管走向和 排列 宜 顺机体和 车架之 间的空间内排放。 应能在 拖 拉 机外部尽量不拆卸或容易拆卸其它零件的条件下， 方便地进行管 路 接 头的拆卸和紧固。 6、操纵 系统拉 杆和 推杆宜布置在传动 系机体两侧，不需 拆卸其 它 零 件，能够方便 地进行调整。 7、拆卸发动机、 燃油箱、液压油 箱时应无需拆驾驶室。 8、外露的移动、转动 部件及表面温度高于 70的部位需有防护 罩 。 9、对于大型拖 拉机 ， 当发动机和 驾驶 室位置较高， 以致 站在履 带 上 方还不能 进行 调整和保养时， 则应在发动机及驾驶室周围设置安 全 围 栏，并有上下车可卸的梯子等。 2.3 整机参数的确定 履带拖拉机 整机参 数包括牵引力 、速 度、功率、质量、 质心位 置 及 主要整机尺寸 （轴距、轨距、离地间隙和外廓尺寸 等） 。 一、牵引特性曲线 13 1、 牵 引特 性曲线 的意义 把拖拉机的 各项牵引性和燃料经济性 指标综合在一起 ， 比较全面 而 具 体地反映 出拖拉机的各种性能指标之间的联系，可用 以分析、比 较 和 评价 拖拉机的 牵引 性和燃料经济性。 2、 理 论 牵 引 特 性 曲 线 的 绘 制 绘 制 之前须知 ： 发 动机的 调速特性曲线；拖拉机 传动系各档总传动比 i、驱动轮动 力 半 径 q r 、拖拉机 使用重量；拖拉机的 滚动阻力系数 f 和滑转曲线。 具 体 步骤： 1、 按所取比例尺 绘制曲线的坐标 以 o 为原点的横坐标代表挂钩牵引力 t p ，从 o 点往左加一段代表滚 动 阻 力 f p f s g ，其中 s g 7000kg， q p 代表驱动力。 由 该 档的 e n 曲线 和曲线 画出 v 曲线。 1、 发动机调速特性曲线和滑转率曲线为已知（东方红 1302r） 3、 实 际 速 度 v 曲 线 0.377(1) e k n vr i = 14 4、 画 拖 拉 机 功 率 t n曲 线 3600 t t pv n = 可 由 v 曲线画出 t n 曲线 。 5、 画拖拉机的 比油耗 t g 曲 线 e t t g g n = 可 由 t n 曲线画出 t g 曲线 。 二、轴距、轨距、履带接地长度及宽度 履带拖拉机 轴距l（m）的概念是 由轮 式拖拉机产生的， 半刚性 履 带 拖拉机 通常取履带 张紧轮与驱动轮轴线间水平距 离， 而对张紧轮 和 驱 动轮 距地面较高的，则取前后两着地轮轴线间水平距 离。 履 带 接 地 长 度lo(m)对 驱 动 轮 和 履 带 张 紧 轮 均 离 地 较 高 的 行 走 机 构 ， 等于最前和 最后两支重轮轴线间的水平距离再加上一块履带板 的 节 距；对于 驱动轮和 张紧 轮均接地或离地很近（在松软土壤上其轮 15 缘 可 着地 ，或张紧 轮接地驱动轮不着 地） 等行走机构， lo 值等于张 紧 轮 处于调整行程 中间位置与最后接地轮（驱动轮或支重轮）轴线间 水 平 距离。 缩小 lo 可减小转向 阻 力矩和最小转向圆半径，但不利于抗纵向 翻 倾 的稳定性，且降 低越野 性（接地 压力增加）和行驶平顺性。在同 值 接 地面积下，窄而长的履带比宽而短的履带 滚动阻力小、牵引附着 性 能 好。 缩小轨距b(m)值可减少转向半径， 防 止 或减少带重型 农 具（如 犁）耕作时出现偏牵引，但对抗横向翻倾的稳定性和 重负荷作业直线 行 驶 稳定性 不利 。 轴 距： 1622（mm） （ 已给出） 。 轨距： 1435（mm） （ 已给出） 。 履带 接地长度 ：1622（mm） （ 已给出） 。 履带 宽度 ： 540（mm） 。 三、质心位置估算和调整 质 心 坐 标 位 置 的 选 择 ， 取 决 于 接 地 压 力 均 匀 分 布 和 整 机 稳 定 性 的 要 求。 质心 高度坐标 h 是质心 至地面的距离，在满足离地间隙及 各部 件 布 置要求的前提 下，应尽量降低，以提高整机纵向稳定性。 质心 横向坐标 e 是质 心至拖拉机纵向对 称平面的距离，由于拖 拉 机 主要部件基本上按左右对称布置，e 值很小。在结构上不得不出 现 非 对称布置 时，应注意减少 e 值，使两侧行走机构 承载相同。并避 免 一 侧抗横向翻倾 能力 下降。 质心 纵向 坐标 a 是质心距后驱动轮轴线的水平距 离。以牵引作 业 为 主的履带拖拉机， 质心位置宜在履带接地长度 中心前方。 a 可由下式计 算： a= n nn ggg agagag + + ll ll 21 2211 （21） 式中 g 1、g2gn是各部件的重量 16 a 1、a2an是各部件重心的纵向 坐标 重心的纵向 坐标可以 参考已有的履带拖拉机各部件的重量 （见 表 21） ，用上式求 得。 由 于现代发 动机较 轻 ，后 桥较重，重心较容易偏后，而农用履带 拖 拉 机要求 重心在 接地 面中点之前，为 使重心前移常采用下述措施 ： 1、将 发动机和 离合 器 往前布置， 使离 合器和变速 箱之间 空出很 大 一 段距离；随之，常 采用半架式或全架式机架，以减轻壳体重量 。 由 于 机架变形较大，在离合器、变速 箱之间常设有 弹性联轴器。但发 动 机 前伸也不 宜过大， 应保证接近角 不小于 30。 2、在机架前端加配重或在前部布置重量大的附件。 表 2 1 履 带 式 拖 拉 机 各 部 件 重 量 单 位 ： n 序 号 机 型 部 件 名 称 昔 阳 - 10 东 方 红 - 20l 集 材 - 50 东 方 红 - 75 济 宁 - 180 1 发 动 机 1177 2265 5390 10800 10300 2 水 箱 及 机 油 散 热 器 81.4 314 1431 3 离 合 器 275 52 902 2450 4 传 动 轴 、 连 接 壳 体 270 510 206 226 108 5 变 速 箱 289 1591 219 2230 6570 6 后 桥 1040 3490 4280 16370 7 最 终 传 动 及 驱 动 轮 5302 10682 24902 18452 91702 8 动 力 输 出 轴 147 在 6 内 216 9 机 架 1785 3650 7760 6140 14400 10 台 车 组 15804 23200 2 11 张 紧 轮 11200 9322 12 托 轮 2654 13 履 带 7452 11142 43002 44302 18650 2 14 操 纵 机 构 441 432 15 驾 驶 室 2450 1130 6860 16 驾 驶 座 88 74 441 980 17 机 罩 、 挡 泥 板 、358 367 1500 11000 17 地 板 18 燃 油 箱 74 314 588 19 悬 挂 装 置 、 牵 引 装 置 809 882 4030 5690 20 其 它 456 869 21577 1570 总 重 9318 14706 66500 56280 以 接地长度 中心 为原 点： 表 22 部件名称 重量（g） 重心据原点距离（a） 发 动机 6076 1143 散 热器 1431 1912 离 合器 902 314 传 动轴 226 -138 变 速箱 2230 -585 后 桥 4280 -1036 最 终传动及驱动轮 18452 -1202 动 力输出轴 216 -1244 机 架 6240 241 张 紧轮 9322 1660 履 带 24302 300 操 纵机构 441 22 驾 驶室 1130 -411 驾 驶座 441 -743 机 罩、挡泥板、地板 1500 348 燃 油箱 588 -1116 悬 挂装置、 牵引 装置 4030 -1670 根 据 式 21 计算得： a36.4（mm） 结 果 为正，说明质心在 接地中心前面，满足要求。 18 四、离地间隙和外阔尺寸 1、离地间隙 分道路离 地间隙 h d和农艺离地间隙 h a。在保证稳 定 性 的前提 下应尽可能提高离地间隙。 从 总 体 布 置 角 度 ， 功 率 小 的 履 带 拖 拉 机 必 然 地 隙 低 ， 若 要 获 得 较 高 的地隙需采取结 构措施。反之，功率大的履带拖拉机 易获得较高 的 地 隙，甚至不是 功能上的 要求，而是结构布置上的结果。新设计的 一 般 用途 率履带拖拉机 地隙值，可参照表 23 选取。 农业 中耕型履带拖拉机 最小农艺地隙 h n为 400mm，而用于高杆作 物 的 中耕型拖拉机 h minn 为 640mm。 农用履带拖拉机机体 下部有足够的 空 间 ，保证 行间作物通过时不受损伤 。 表 23 发 动 机标定功率（kw） h d（mm） 500 380 600 此履带拖拉机 地隙：338mm 符 合 规定。 2、 拖拉机外廓尺寸 长 、宽、高，因不同类型拖拉机和 不同的总体 布 置 方案而不同 ，没有统一 的规定。设计 时，可参照同类型功率相近 的 拖 拉机进行 比较， 原则是： （1） 、在满足 整机各项 性能的前提 下，外廓尺寸越小越好。 （2） 、应充分考虑 整机运输的方便性 和经济性。 公路运 输 时，用 载 质 量等于或整倍于拖拉机质量的已有汽车或挂车， 不用拆卸任何零 部 件 能方便 地进行 整机运输，并符合公路运输的有关规定。我国公路 运 输 规定尺寸 界限为：总高 4m，总宽 2.5m，总长：牵引车拖半挂车 19 16m、 汽车拖挂车 20m。 此履带拖拉机 外形 尺寸：425918352315（长宽高） 2.4 人机工程与驾驶室内部操纵机构的布置人机工程与驾驶室内部操纵机构的布置 一人机工程学与驾驶室设计一人机工程学与驾驶室设计 人机工程 学在汽车和农用运输车的设计中已得到广泛的应用， 其 中 最 主要的 内容是在 驾驶室设计中如何适应人体的要求， 从而进一步 提 高 人机系统的工作 效能。 1 驾驶员眼椭 圆 驾驶员眼椭 圆代表了 驾驶员以正常坐姿坐在椅子上时， 其眼睛位 置 的 统计分布图形。它是经 过大量的测量用统计方法取得的，与驾驶 员 的 视野有密切 的关系 。 (1) 利 用 眼 椭 圆 确 定 挡 风 玻 璃 刮 扫 系 统 以 及 除 霜 系 统 的 有 效 面 积 和 部位； (2) 利用眼椭圆校核车内外后视镜的尺寸和位置是否合理； (3) 利用眼椭圆测 定盲区的大小。 2 关于 h 点的人体 模型 h 点是指人体躯干与大腿之间的交接点。 (1) 利用实际的 h 点 作为与坐姿舒适性有 关的车身内部尺寸的 基 准 点； (2) 利用 h 点确 定眼椭圆在车身内的位置的作 图基准； (3) h 点的 位 置直 接 影 响 到 驾 驶 员手 伸及 界面 ， 用 它作 为 车 身 内 部 尺寸 的设计 基准。 3 驾驶员的手伸及界面 实 验 表 明 ， 驾 驶 员 的 手 伸 及 界 面 是 一 个 形 似 橄 榄 球 的 一 个 椭 球 面 ， 也称为手身及椭球 。不同身材的男女驾驶员的手伸及能力不同， 手 伸 及界面也不同 ，应找出大多数驾驶员可以达到的手伸及界面。 4 人体测量 人体 尺寸是操作 空间设 计的基础数据，与驾驶室密切相关的人体 20 尺 寸 是驾驶员坐 姿态卜的尺寸。 图 23 所示是我国人体尺寸测量的项目图。表 2- 2 图 2- 4 所示为踏板位 置相对座椅的高度(图 24a)和相对座椅对 称 面 的横向位置(图 2- 4b)对踏板力的影响。图 2- 4c 所示为方向盘倾 斜 的 角度对驾驶员操纵 力的影响。 1 坐姿的舒适性 21 座椅的舒适性 包括 两个内容：振动舒适性和 坐姿舒适性。振动舒 适 性 是平 顺性的 问题。坐姿舒适性要求 座椅的结构、座椅轮廓面形状 及 几 何尺寸 应与 人体的生理结构相适应， 在座椅设计时要考虑到人的 脊 椎 的腰曲弧线和坐姿状态下的体亚分布， 必须使乘员砸保持自然的 眺 望 姿势时，肌肉 最放松，臀部受压时的体压分布要合 理。 表 2- 4 我 国 人 体 基 本 尺 寸 序 号 测量项目 男 女 均值(mm) 标准差(mm) 均值(mm) 标准差(mm) 1 身长 1688.25 81.83 1586.17 51.29 2 眼高 1585.32 61.61 1480.25 76.02 3 肩高 1420.98 54.35 1320.26 60.96 座高 4 座高 896.53 36.12 848.52 31.58 5 坐姿眼高 794 743 6 肘 到 座 平 面 245.23 41.81 238.63 25.63 7 上 肢 前 伸 长 837.78 36.81 784.50 37.98 8 拳前伸长 730.37 47.07 688.84 36.79 9 大臂长 269.21 16.36 260.74 19.79 10 小臂长 247.08 13.22 225.93 17.03 11 手长 192.53 9.46 179.00 9.52 12 肩宽 426.32 20.35 391.91 21.67 13 臂宽 333.75 22.62 394.71 23.99 14 下 肢 前 伸 长 1015.91 53.91 976.79 50.84 15 大腿长 422.48 28.41 409.21 35.39 16 小腿长 401.34 21.54 368.60 22.21 17 足高 70.59 5.46 65.28 6.94 18 膝臀间距 550.78 27.49 527.77 31.28 19 大腿平长 422.92 23.31 431.76 30.34 22 20 膝 上 到 足 底 515.08 24.67 479.89 23.61 21 膝 弯 到 足 底 405.79 19.49 382.77 20.83 2. 操纵 手柄 的形状 驾驶室内各操纵 手柄 的形状，应该与人生的生 理特点相适应。手 柄 设 计时，不能 完全与手心 贴合，而应留有握持空心，更 不能贴近掌 心 。 手柄 着手的方向与振动的方向也不宜集中在掌心和指骨肌部位， 以 免 引起 疲劳 和痉挛 。 二驾驶室内操纵机构的布置 驾驶室的布置 应考虑适应不同 体形的人乘坐。 座椅 布置 首先应 保证 驾驶员有良好的 视野。 其次应 根据人机工程 学 的 要求，驾驶室内操纵用的 按钮、开关和手柄等应能不 费力地伸手 触 及 。仪表、后 视镜等应安装在容易看到的位置。 灯光 、 信号灯等保安 项目应齐全可靠， 性 能符合国标的有关规定 。 为 了 改善视野，适 当提高了座椅的高度，并减小座椅与靠背的倾角 。 2.5 发动机的选择与技术参数发动机的选择与技术参数 一、发动机的选择 发动机的 选择 应考虑以下几点： (1) 燃油经济性好， 在部分负荷时能节省更多的燃油； (2) 柴油 机低速扭距大，爬坡性好，适合 我国农村道路的特点； (3) 工作可靠，耐久性好； (4) 柴油 分散储存安全，不用昂贵的储油设备； (5) 农 村 动 力 机 械 大 多 用 柴 油 ， 各 地 农 村 对 柴 油 机 使 用 维 护 积 累 了 知 识 和经 验。 直列式单缸发动机 结 构简单，工作可靠，使用维修方便，发动机 的 宽 度也小，布置 起来 较灵活。v 型发动机具有长度小 ，高 度低，质 量 小， 曲轴刚 度大等优点，但制造要求高，加工设 备贵，造价较高 。 23 风冷发动机的优 点是冷却系统简单，维修方便，适 应性好，不会 产 生“ 开锅”和冻结的故障 ，但存在冷却不均匀，消耗功率大等缺点 在 汽 车上应用不多。水冷发 动机有 冷却均匀可靠，散热好，可靠性高 ， 油 耗 低，制造成 本低，车内供暖易于解决等优点。 这里 我们选择 东方红拖拉机厂生产的 6razt10 型号的发动机。 二、发动机