株距调整变速箱论文.pdf

本 科毕 业设 计（ 论文 ）题 目 一 种插 秧机 株距 调 整变 速箱学 院 机 械与 自动 控制 学 院专业 班级 09机 械设 计制 造及 其 自动 化 4姓 名 王 鹏 学 号 I09690128指导 教师 李 革 教 授系 主 任 学院 院长二 O 年 月 日浙 江 理 工 大 学机 械与 自动 控制 学院毕业 设计诚 信声明我谨在此保证 ： 本人所做的毕业设计 ， 凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成 ，没有抄袭 、 剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为 。 如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。声明人（签名 ） ： 年 月 日浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱i摘 要 摘 要 摘 要 摘 要水稻 是我国 最主要 的粮食 作物 ， 因其 种植面 积大 、 单位 面积产 量与总 产量高 ，在粮 食生产 中地位 举足轻 重 。 水稻 种植的 机械化 是水稻 生产的 必然趋 势 ， 大力 发展水 稻生产 机械化 ， 可以 有效争 抢农时 、 抵御 自然灾 害的影 响 、 确保 和扩大 种植面积 、提高 水稻产 量、节 约生产 成本。为了 达到满 意的插 秧质量 ，在插 秧前必 须对插 秧机进 行适当 的调整 到位 ， 以保证 大田有 基本的 苗数 。 而大 田的基 本苗数 是由秧 苗栽插 时的行 距 、 株距 和每穴株数 决定的 。插秧 机的行 距为 30cm 固定 不变， 可调的 只有株 距和每 穴株数 。 所以 ， 通过 调整株 距调整 大田基 本苗数 来合理 实现水 稻栽植 密度 ， 从而 获得最 高的产量 ，对于 水稻种 植具有 重要的 意义。 通过设 计合理 而高效 的株距 调整变 速器 ，对于 适应多 品种水 稻种植 ，不同 栽植密 度要求 ，充分 利用机 械具有 重要意 义。本 设 计 针 对 水 稻 插 植 过 程 中 经 常 采 用 的 七 个 株 距 进 行 了 插 秧 机 株 距 调 整 变速箱 的设计 ，主要 进行了 以下内 容：（ 1）调 查分 析了 国内 外水 稻插 秧机 产业 、产 品发 展现 状以 及发 展趋 势， 阐述了 株距调 整变速 箱在插 秧机工 作中起 到的重 要作用 ，明确 了课题 研究的 意义 。（ 2）根 据插 秧机 要实 现七 个株 距的 设计 要求 ，设 计了 株距 调整 变速 箱的 传动方 案，并 拟定了 其传动 路线。（ 3）根 据株 距调 整变 速箱 要具 体实 现的 七个 株距 距离 ，并 结合 插秧 机工 作时的 行走速 度 ， 计算 出该变 速箱的 传动比 。 并拟 定了合 理的变 速箱传 动零件 参数 ，计算 出了各 个齿轮 齿数。 （ 4）根 据设 计完 成的 传动 零件 尺寸 ，并 结合 变速 箱传 动过 程中 传递 功率 及传动 比，计 算出传 动零件 的受力 ，进行 了传统 力学分 析。 （ 5）简 单介绍 了变速 箱操纵 机构的 设计原 则。关键词 关键词 关键词 关键词 ：株 距调整 变速箱 ；传动 方案； 传动比 ；力学 分析浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱iAbstractRiceis Chinas m ost im portant foodcrops, becauseof its largeacreage, highyields per unit area and total production, it plays a decisive role in foodproduction.The m echanization of rice cultivationis the inevitable trendof riceproduction. The strongdevelopm ent of the m echanization of rice productioncanefectivelycom pet efor the farm ing season, resist the effects of natural disasters,ensureandexpandtheplantingarea, increasericeproductionandreduceproductioncosts.Inorder toachievesatisfactoryqualityplanting, wem ust m ake anappropriateadjustm ent toricetransplanter toensurethat thebasicnum ber of seedlings inricefieldsbeforeplanting. Thefieldplantingdensitydependsontheseedlingslinespacing,plantingdistanceandnum ber of seedlingsper hole. Thetransplanter linespacingisfixedat 30cm . Onlythe plantingdistance andnum ber of seedlings per hole isadjustable. Therefore, byadjustingtheplantingdistancetoadjust thebasicnum ber ofseedlings toachievereasonablericeplantingdensity, it is of great significancetoobtainthe highest yield for rice cultivation. Designing reasonable and eficientplantingdistanceadjustm ent transm ission isofgreat significancetoadapt tothem anyvarieties of ricecultivation, plantingdensityrequirem ents andm ake full useof them achinery .Accordingtothesevenplantingdistancethat isoftenusedintheplanting, thisdesignisdesignedfor plantingdistanceadjustm ent transm ission . Them ain contentsareasfollows:(1) Investigatingandanalyzingthedom estic andinternational ricetransplanterindustry, product developm ent status and trends, elaborating planting distanceadjustm ent transm ission playedanim portant roleinthetransplanter work, clearingthesignificanceoftheresearch.(2)Accordingtosevenplantingdistancethat isachieved, designingtheplantingdistanceadjustm ent transm ission schem e, anddevelopingatransm ission line.(3) According toseven planting distance that planting distance adjustm enttransm ission will achieveandbindingthetravelingspeedwhenthetransplanterworks,calculatingthe transm ission ratioof thegearbox. At thesam e tim e, developingareasonablegearboxtransm ission partsparam eters andcalculatingthenum ber of teethofeachgear.浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱i i(4)Accordingtothetransm ission partssizethat havebeendesigned, com binedwith the transm ission power and transm ission ratio in gearbox transm ission,calculatingtheforceof thetransm ission parts, conductingatraditional m echanicalanalysis.(5) Abrief introductiontothe designprinciples of the transm ission controlm echanism .Keyword: plantingdistance adjustm ent transm ission ; transm ission schem e ;transm ission ratio; traditional m echanical analysis.浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱iv目 目 目 目 录 录 录 录摘要.i目录. iv第一章绪论. 11.1前言 . 11.2国内外发 展现状及趋势 .11.2.1国外水稻 插秧机产业、产 品现状与发展趋 势 . 11.2.2国内水稻 插秧机产业、产 品现状与发展趋 势 . 21.3插秧机株 距调整变速箱研 究意义 .41.4研究的基 本内容与拟解决 的主要问题 . 41.4.1基本内容 .41.4.2拟解决的 主要问题 . 4第二章株距调整变速箱传动方案确定. 62.1变速器的 设计要求及选择 . 62.1.1变速器的 设计要求 . 62.1.2变速器的 选择 .62.2传动方案 的确定 .72.3传动路线 描述 .8第三章株距调整变速箱传动机构的计算. 93.1株距调整 变速箱传动比的 确定 . 93.1.1已知条件 .93.1.2设计计算 .93.2中心距的 确定 .103.3传动零件 的设计 . 113.3.1齿轮模数 的选择 .113.3.2齿轮材料 的选取 . 113.3.3齿轮压力 角的选取 . 123.3.4齿轮齿宽 的选取 .123.4齿轮齿数 的确定 .13浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱v3.4.1各传动线 路传动比的确定 . 133.4.2齿轮齿数 的确定 .143.5齿轮变位 系数的选择 .16第四章株距调整变速箱的传统力学分析.184.1齿轮的力 学分析 .184.1.1齿轮的损 坏原因及形式 .184.1.2齿轮的强 度计算与校核 .194.2轴承的选 择 . 224.2.1轴承类型 的选择 .224.2.2深沟球轴 承型号的选择 .244.3轴的力学 分析 .254.3.1轴的受力 分析 .254.3.2轴的强度 校核 .264.3.3轴的刚度 校核 .28第五章变速器的操纵机构.32第六章总结与展望.336.1总结 .336.2展望 .33参考文献.35致谢.36浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱1第 一章 第 一章 第 一章 第 一章 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论1.1前言 前言 前言 前言水稻 是我国 最主要 的粮食 作物 ， 因其 种植面 积大 、 单位 面积产 量与总 产量高 ，在粮 食生产 中地位 举足轻 重 。 而水 稻种植 的机械 化是水 稻生产 的必然 趋势 ， 近年来我 国水稻 种植的 机械化 水平逐 年增高 ， 尤其 是自上 个世纪 九十年 代以来 ， 我国水稻 生产机 械化水 平明显 提高 1。目 前，我 国水稻 种植机 械化程 度还相 当低 ， 特别是 插秧环 节， 2006年机 械化种 植水平 只有 9%2。农业 装备的 发展直 接关系 到我国 农机化 发展水 平 ， 农机 化发展 水平是 我国现代农 业的重 要标志 ， 而水 稻作为 我国三 大主要 粮食作 物之一 ， 水稻 生产机 械化是提高 农机化 水平的 重要内 容。大 力发展 水稻生 产机械 化，可 以有效 争抢农 时 、 抵御自 然灾害 的影响 、 确保 和扩大 种植面 积 、 提高 水稻产 量 、 节约 生产成 本 。 推进水稻 主产区 生产机 械化， 增强水 稻生产 的科技 应用、 节本增 效和救 灾减灾 能力 ，是加 强水稻 生产能 力建设 ，恢复 和发展 粮食生 产的重 要物质 基础和 技术手 段 3。1.2国内外发展现状及趋势 国内外发展现状及趋势 国内外发展现状及趋势 国内外发展现状及趋势水 稻 机 械 化 插 秧 技 术 是 继 品 种 和 栽 培 技 术 更 新 之 后 进 一 步 提 高 水 稻 劳 动 生产率 的又一 次技术 革命 。 目前 ， 世界 上水稻 机插秧 技术已 成熟 ， 日本 、 韩国 等国家以 及我国 台湾地 区的水 稻生产 全面实 现了机 械化插 秧。 国内 外较为 成熟并 普遍使 用的插 秧机 ， 其工 作原理 大体相 同 。 发动 机分别 将动力 传递给 插秧机 构和送 秧机构 ， 在两 大机构 的相互 配合下 ， 插秧 机构的 秧针插入秧 块抓取 秧苗 ， 并将 其取出 下移 ， 当移 到设定 的插秧 深度时 ， 由插 秧机构 中的插植 叉将秧 苗从秧 针上压 下，完 成一个 插秧过 程。同 时，通 过浮板 和液压 系统 ，控制 行走轮 与机体 相对位 置和浮 板与秧 针相对 位置， 使得插 秧深度 基本一 致 4。1 .2 .11 2 11 2 11 2 1 国外 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势 国外 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势 国外 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势 国外 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势水稻 插秧种 植方式 主要集 中在亚 洲 ， 目前 国外生 产插秧 机的国 家也全 部在亚洲 ， 主要 是日本 和韩国 。 日本 是世界 上水稻 插秧机 械化水 平最高 的国家 ， 也是 插秧机 械研究 和制造 水平最 高的国 家，插 秧机技 术和产 品均处 于领先 地位。浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱2日本 生产插 秧机的 企业主 要有久 保田 、 井关 、 洋马 、 三菱 和日立 等 。 久保 田是日 本最大 的农业 机械制 造商。 与井关 和洋马 并称为 日本 3大农 机制造 企业 。 韩国生 产插秧 机的企 业主要 有大同 、东洋 、国际 、 LG和亚 细亚等 。由于 日本和 韩国都 已经实 现水稻 插秧机 械化 ， 其国 内插秧 机市场 饱和 。 产品生产 主要用 于更新 换代和 出口 。 因此 日本和 韩国的 插秧机 企业都 在积极 拓展国 外市场 ，增加 出口或 直接海 外投资 。日 本 插 秧 机 产 品 已 经 形 成 标 准 化 、 系 列 化 和 多 样 化 的 格 局 。 乘 坐 式 有 3至10行 ， 步行 式有 1、 2、 4、 6行 ， 每种 产品各 具特色 ,适应 于不同 的环境 条件和 生产规 模 ， 满足 不同用 户的需 要 。 日本 种植单 季水稻 ， 普遍 采用中 、 小苗 旱育稀 植技术 。 插秧 机行距 为 300和 330m m 5。 韩国 生产的 插秧机 也有步 进式和 乘坐式 两类， 但型号 比较单 一，没 有形成 系列。 日本插 秧机主 要有下 述五方 面的特 点。 (1)结构 型式有 乘坐式 和步进 式 2大类 。(2)乘坐 式插秧 机有高 速型和 普通型 2个品 种。(3)高速 插秧机 又细分 为侧重 点不同 的多个 机型。(4)耕整 地与插 秧联合 作业。(5)多用 途插秧 机。根据 国外插 秧机技 术发展 情况， 插秧机 的基本 结构形 式不会 有大的 变化 ， 将来主 要向着 降低生 产成本 、提高 作业效 率的方 向发展 6。(1)高 速 插 秧机 将 是 主 导 发展 产 品 。 从 机型 结 构 来 看 ，高 速 插 秧 机 具有 高 效率 、 高性 能等优 势 ， 是未 来的主 要发展 方向与 主导发 展产品 ； 步进 式插秧 机由于作业 效率低 、使用 劳动强 度大。 市场占 有率将 逐步下 降。 (2)少 免 耕 作业 和 复 合 作 业。 插 秧 机 从 单一 插 秧 作 业 向插 秧 的 同 时 施肥 、 铺膜和 少耕或 免耕插 秧等复 式作业 方向发 展。 (3)发展 多功能 插秧机 底盘 。 插秧 机底盘 将向水 田多功 能通用 底盘方 向发展 ，以提 高机器 利用率 ，降低 生产成 本。1 .2 .21 2 21 2 21 2 2 国内 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势 国内 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势 国内 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势 国内 水稻插 秧机产 业、产 品现状 与发展 趋势随着 国内插 秧机市 场需求 的启动 ， 未来 发展前 景广阔 。 我国 很多企 业都介 入插秧 机的开 发和生 产 ， 国外 的插秧 机企业 也改变 过去单 一的产 品出口 方式 ， 纷纷在我 国建立 独资或 合资企 业进行 插秧机 生产 ， 国内 插秧机 市场已 经形成 国际化 的浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱3竞争 局面。 国内 生产插 秧机的 企业主 要有延 吉插秧 机制造 有限公 司 、 现代 农装湖 州联合收割 机有限 公司和 南通富 来威农 业装备 有限公 司等 。 在我 国投资 生产插 秧机的 外资企 业有韩 国东洋 、日本 久保田 、洋马 和井关 等公司 。国外 资本和 技术的 引进 ，加速 了我国 插秧机 市场发 展，产 销量增 长很快 。 20世纪 50年代 我国就 曾研制 出为插 大苗的 插秧机 ， 由于 大苗育 秧生产 机械化 没有 解 决， 因 此也 影 响了 插 秧机 的 发展 ； 70年 代初 步 完成 了 转臂 滑 道滚 动 插秧机 型的系 列设计 ； 80年代 生产了 曲柄摇 杆插秧 机； 90年代 在引进 、改造 日、韩 、 台湾 等技术 的基础 上 ， 转向 生产插 带土秧 苗的高 速插秧 机 ， 水稻 生产过 程中的 耕整 地 、育 秧 、栽 植 与收 获 机械 化 有了 较 大的 进 展， 送 秧和 运 秧机 (手 扶式 、自 走式 、 人力 )基 本成 熟 ，在 分 插机 构 的设 计 上有 所 突破 ， 高速 插 秧机 性 能得 到提高 7。近年 来 , 在国 内插秧 机市场 需求下 ， 引进 和自主 开发的 产品发 展很快 ， 已初步 克服 了 品种 单 一的 缺 陷。 国 内插 秧 机行 距 为 240和 300m m 。 主要 有 步行 式 、乘坐 式和独 轮乘坐 式 3种类 型 。 步行 式插秧 机和高 速插秧 机主要 是合资 企业的 产品 ,国 内 生 产 的 主 要 是 独 轮 乘 坐 式 插 秧 机 , 自 主 开 发 的 步 行 式 插 秧 机 和 高 速 插 秧机也 进入了 批量生 产阶段 。 目前 插秧机 市场的 竞争主 要来自 国外产 品 ， 韩国 的技术来 自日本 其产品 价格比 较低 ， 而且 进入我 国市场 的方式 更为灵 活 ， 因此 对我国市场 的冲击 很大 8。从国 内目前 水稻生 产机械 化的发 展情况 看 ， 水稻 机插秧 仍然是 水稻生 产全程机械 化的最 薄弱环 节 ， 插秧 机还处 于发展 初期 ， 未来 几年市 场需求 量将会 保持快速上 升态势 。 插秧 机产品 质量和 技术水 平将进 一步提 高 。 发展 将会出 现下述 几个方面 的特点 。 （ 1）手 扶步进 式插秧 机将是 持续发 展的机 型。（ 2）插 秧机产 品向系 列化和 多样化 发展。（ 3）水 稻种植 机械向 高速、 精准、 创新的 方向发 展。（ 4）向 降低成 本，提 高可靠 性的方 向发展 。浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱41.3插秧机株距调整变速箱研究意义 插秧机株距调整变速箱研究意义 插秧机株距调整变速箱研究意义 插秧机株距调整变速箱研究意义虽然 机插水 稻实现 了定行 、 定深 、 定穴 和定苗 栽插 ， 满足 高产群 体质量 栽培中宽 行浅栽 稀植的 要求 。 但只 有使插 秧机获 得符合 标准要 求的插 秧质量 ， 才能 确保水 稻的增 产增收 。 为了 达到满 意的插 秧质量 ， 在插 秧前必 须对插 秧机进 行适当的调 整到位 ，并保 证大田 有基本 的苗数 。因水 稻品种 不同 ， 对大 田基本 苗数的 要求也 是不同 的 ， 基本 苗数过 大过小 对水稻 的生长 都不利 ， 也必 然影响 到水稻 的产量 。 而大 田的基 本苗数 是由秧 苗栽插时的 行距 、 株距 和每穴 株数决 定的 。 插秧 机的行 距为 30cm 固定 不变 ， 可调 的只有株 距和每 穴株数 9。 所以 ， 通过 调整株 距调整 大田基 本苗数 来合理 实现水 稻栽植密 度 ， 从而 获得最 高的产 量 ， 对于 水稻种 植具有 重要的 意义 。 通过 设计合 理而高效 的株距 调整变 速器 ， 对于 适应多 品种水 稻种植 ， 不同 栽植密 度要求 ， 充分 利用机 械具有 重要意 义。1.4研究的基本内容与拟解决的主要问题 研究的基本内容与拟解决的主要问题 研究的基本内容与拟解决的主要问题 研究的基本内容与拟解决的主要问题1 .4 .11 4 11 4 11 4 1 基本 内容 基本 内容 基本 内容 基本 内容本次 毕业设 计中主 要完成 的内容 包括： （ 1）水 稻机械 化插秧 的意义 及发展（ 2）插 秧机株 距调整 变速箱 方案设 计研究 插秧机 株距调 整变速 箱的技 术方案 ， 按照 课题内 容 ， 完成 总体方 案设计 ，实现 7个株 距 25， 21， 18， 17， 14， 12， 11（ cm ）调 整。（ 3）插 秧机株 距调整 变速箱 的结构 设计要求 结构设 计合理 、简单 ，装置 重量轻 。 （ 4）完 成二维 、三维 图纸完成 三维、 二维装 配图和 零件图 。1 .4 .21 4 21 4 21 4 2 拟解 决的主 要问题 拟解 决的主 要问题 拟解 决的主 要问题 拟解 决的主 要问题在 整 个 株 距 调 整 变 速 器 设 计 中 ， 首 先 要 考 虑 的 问 题 是 实 现 其25,21,18,17,14,12,11（ cm ） 七个 株距的 调整 。 要达 到此目 标要求 ， 必须 根据插 秧浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱5机工 作行走 速度进 行插植 臂插植 速度的 设计（ 株距调 整变速 器转速 设计 ） 。在 确定株 距调整 变速箱 的转速 后 ， 要合 理确定 齿轮组 的变速 组数 ， 传动 比以及 齿轮参数。 在此 基础上 要保证 变速器 结构合 理 、 简单 轻便 ， 以减 轻整机 的重量 ， 便于 插秧机 在水田 中的作 业 。 所以 在满足 七个株 距调整 的前提 下 ， 应尽 可能使 得变速 箱整体 结构小 ，重量 轻，结 构紧凑 。浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱6第 二章 第 二章 第 二章 第 二章 株 距调 整变 速箱 传 动方 案确 定 株 距调 整变 速箱 传 动方 案确 定 株 距调 整变 速箱 传 动方 案确 定 株 距调 整变 速箱 传 动方 案确 定2.1变速器的设计要求及选择 变速器的设计要求及选择 变速器的设计要求及选择 变速器的设计要求及选择2 .1 .12 1 12 1 12 1 1 变速 器的设 计要求 变速 器的设 计要求 变速 器的设 计要求 变速 器的设 计要求该株 距调整 变速器 的主要 功用是 实现插 秧机工 作时株 距的调 整要求 ， 即在 改变发 动机转 速的主 要前提 下 ， 传递 一定的 扭矩 ， 使插 秧机插 植臂具 有适合 的牵引力和 速度。 对变 速器的 主要要 求是：应保 证插秧 机具有 高的动 力性和 经济性 指标 。 在插 秧机整 体设计 时 ， 根据 插秧机 载重量 、 发动 机参数 及使用 要求 ， 选择 合理的 变速器 档数及 传动比 ， 来满 足这一 要求。 工作 可靠， 操纵轻 便。插 秧机在 行驶过 程中， 变速器 内不应 有自动 跳档 、 乱档 、 换档 冲击等 现象的 发生 。 为减 轻驾驶 员的疲 劳强度 ， 提高 行驶安 全性 ， 操纵轻便 的要求 日益显 得重要 。重量 轻 、 体积 小 。 影响 这一指 标的主 要参数 是变速 器的中 心距 。 选用 优质钢材 ， 采用 合理的 热处理 ， 设计 合适的 齿形 ， 提高 齿轮精 度以及 选用圆 锥滚柱 轴承可以 减小中 心距。 传动 效率高 。 为减 小齿轮 的啮合 损失 ， 应有 直接档 。 提高 零件的 制造精 度和安装 质量， 采用适 当的润 滑油都 可以提 高传动 效率。 噪声 小 。 选择 合理的 变位系 数 ， 提高 制造精 度和安 装刚性 可减小 齿轮的 噪声 。2 .1 .22 1 22 1 22 1 2 变速 器的选 择 变速 器的选 择 变速 器的选 择 变速 器的选 择有级 变速器 与无级 变速器 相比 ， 其结 构简单 、 制造 低廉 ， 具有 高的传 动效率（ =0.96-0.98） ， 因 此 在 各 类 机 械 设 备 上 均 得 到 广 泛 的 应 用 。 本 文 亦 根 据 设 计要求 选择有 级变速 器进行 设计。 目前 ， 各种 机械设 备上采 用的变 速器结 构形式 是多种 多样的 ， 这是 由于各 国机械 设备的 使用 、 制造 及修理 等条件 不同 ， 也是 由各种 类型设 备的使 用条件 不同所决 定的 。 变速 器按前 进档不 同 ， 有三 、 四 、 五和 多档变 速器 。 根据 轴的形 式不浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱7同 ， 又分 为 ： 固定 轴式 、 旋转 轴式和 综合式 三类 。 究竟 采用何 种方式 ， 除了 机械设备 总布置 要求外 ，主要 考虑一 下三方 面：（ 1）变 速器的 径向尺 寸（两 轴式尺 寸大， 三轴式 尺寸小 ） ；（ 2）变 速器的 使用寿 命（两 轴式齿 轮寿命 短，三 轴式寿 命长 ） ；（ 3）变 速器的 效率。其中 固定轴 式变速 器应用 广泛， 又可分 为两轴 式变速 器、中 间轴式 变速器 、双中 间轴式 变速器 及多中 间轴式 变速器 。 固定 轴式变 速器应 用广泛 ， 旋转 轴式主要用 于液力 机械式 变速器 。两轴 式变速 器有结 构简单 、轮廓 尺寸小 、布置 方便 、中间 挡位传 动效率 高和噪 声低等 优点， 适用于 插秧机 对变速 箱的要 求 10。2.2传动方案的确定 传动方案的确定 传动方案的确定 传动方案的确定高速 插秧机 的变速 箱是底 盘中最 关键 、 也是 制造难 度最大 的装置 ， 要求 重量轻 、 强度 高 、 适应 机器在 泥泞的 稻田中 行走 。 该株 距调整 变速箱 设计是 在高速 插秧机 总体传 动方案 确定的 基础上 展开的 ， 本章 主要对 高速插 秧机株 距调整 变速箱传动 方案进 行设计 。为满 足七个 株距调 整，设 计株距 调整变 速箱传 动简图 （如图 2-1） 。图 2-1株距调 整变速箱传动简 图在该 株距调 整变速 箱传动 方案中 ， 除齿 轮组13Z 14Z 为滑 移齿轮 组外 ， 其它齿轮 皆为空 套齿轮 ， 它们 可通过 离合器 相互间 进行运 动传递 或带动 轴运动 。 该株距调 整变速 箱可实 现八条 传动路 径，其 传动路 线讲解 如下。浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱82.3传动路线描述 传动路线描述 传动路线描述 传动路线描述在图 2-1传动 方案中 ，其可 实现的 八条传 动路线 如下：（ 1） 轴 1（ 输入 ） 13Z 2324ZZ 轴 2（ 换挡 离合器 左移 ） 轴 3（ 输出 ）（ 2）轴 1（输 入） 14Z 24Z 轴 2（换 挡离合 器左移 ） 轴 3（输 出 ）（ 3） 轴 1（ 输入 ） 15Z（ 14Z ， 15Z 啮合 ） 25Z 轴 2（ 换挡 离合器 左移 ）轴 3（输 出）（ 4） 轴 1（ 输入 ） 13Z 2324ZZ 22Z 12Z 11Z 21Z 轴 2（ 换挡 离合器 右移） 轴 3（输 出）（ 5） 轴 1（ 输入 ） 14Z 24Z 22Z 12Z 11Z 21Z 轴 2（ 换挡 离合器右 移） 轴 3（输 出）（ 6） 轴 115Z（ 14Z ， 15Z 啮合 ） 25Z 22Z 12Z 11Z 21Z 轴 2（ 换挡离 合器右 移） 轴 3（输 出）浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱9第 三章 第 三章 第 三章 第 三章 株 距调 整变 速箱 传 动机 构的 计算 株 距调 整变 速箱 传 动机 构的 计算 株 距调 整变 速箱 传 动机 构的 计算 株 距调 整变 速箱 传 动机 构的 计算3.1株距调整变速箱传动比的确定 株距调整变速箱传动比的确定 株距调整变速箱传动比的确定 株距调整变速箱传动比的确定3 .1 .13 1 13 1 13 1 1 已知 条件 已知 条件 已知 条件 已知 条件（ 1）发 动机的 额定转 速为 0 3600 m inn r= ；（ 2） 发 动 机 输 出 轴 到 株 距 调 整 变 速 箱 输 入 轴 之 间 的 总 传 动 比 为0 4.152778i = ；（ 3）株 距调整 变速箱 输出轴 与插植 臂输入 轴之间 的传动 比为 2ni = ；（ 4）插 秧机工 作时的 行走速 度为0 1.9587v ms= ，滑 动率为 0.9= ；（ 5）有 两个插 植臂同 时参与 工作；3 .1 .23 1 23 1 23 1 2 设计 计算 设计 计算 设计 计算 设计 计算插秧 机株距 计算公 式为 11 v tln= （ 3-1）式中 ， l 插秧 机株距 ；v 插秧 机实际 前进速 度；t 插秧 机行驶 时间；n 插植 传动轴 转动次 数（单 臂 ） ；在插 秧机工 作过程 中 ， 由于 有两个 插植臂 同时参 与工作 ， 且从 株距调 整变速箱 输出 轴到 插植 臂输 入轴 之间 的传 动比 为 2ni = ， 所以 可以 将株 距调 整变 速箱 输出轴 的转速 视为一 个插植 臂工作 时的转 速。由公 式（ 3-1）可 推得rvl n= （ 3-2）式中 ， nr 株距 调整变 速器输 出轴转 速则由 公式（ 3-2）得浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱10r vn l= （ 3-3）又已 知插秧 机工作 时的理 想行走 速度为0 1.9587v ms= ，滑 动率为 0.9= ，则由0v v = 得 v=1.76283。由 已 知 所需 设 计 的 七 个株 距 25,21,18,17,14,12,11（ cm ） 及 公 示（ 3-3） 可 求得株 距调整 变速器 输出轴 转速 (如表 3-1） 。表 表 表 表 3-1株距调整变速器输出轴转速 株距调整变速器输出轴转速 株距调整变速器输出轴转速 株距调整变速器输出轴转速l(cm) 17 21 18 25 11 14 12nr(r/min) 622.175 503.666 587.61 423.079 961.544 755.499 881.415已知 发动机 的转速 为 0 3600 m inn r= ， 发动 机输入 轴到株 距调整 变速箱 输入轴之 间的总 传动比 为 2ni = ，则 株距调 整变速 箱输入 轴的转 速为1 0 0n n i= 得1 866.89 m inn r= 。则由1 ri n n= 可得 七个株 距对应 的传动 比（如 表 3-2） 。表 表 表 表 3-2株距调整变速器传动比 株距调整变速器传动比 株距调整变速器传动比 株距调整变速器传动比l(cm) 17 21 18 25 11 14 12i 1.393 1.721 1.475 2.049 0.902 1.147 0.9843.2中心距的确定 中心距的确定 中心距的确定 中心距的确定中心 距是变 速器的 一个基 本参数 ，对变 速器的 外形尺 寸、体 积和质 量大小 、轮齿 的接触 强度有 影响。 中心距 越小， 轮齿的 接触应 力越大 ，齿轮 寿命越 短 。 因此 ， 最小 允许中 心距应 当由保 证轮齿 有必要 的接触 强度来 确定 。 中心 距的选 择也不应 该过大 ， 否则 会使得 变速器 外形尺 寸过大 ， 体积 和质量 增大 ， 影响 整机重 量 ，不利 于插秧 机田间 工作 12。初 选 中 心 距 A时 ， 可 根 据 已 有 插 秧 机 株 距 调 整 变 速 箱 的 中 心 距 初 选 为51m m 。浙江理工 大学本科毕业设 计 （ 论文 ） 插秧机株 距调整变速箱113.3传动零件的设计 传动零件的设计 传动零件的设计 传动零件的设计3 .3 .13 3 13 3 13 3 1 齿轮 模数的 选择 齿轮 模数的 选择 齿轮 模数的 选择 齿轮 模数的 选择齿轮 模数选 择的一 般原则 ： （ 1） 为了 减少噪 声应合 理减小 模数， 同时增 加齿宽 ；（ 2） 为使