题目：小马力拖拉机底盘的变速箱设计与分析
摘要: 拖拉机在农业机械中占重要位置，是实现和推动农业机械化的重要动力机械，同时变速箱在拖拉机的主体部分中占有重要位置。本课题通过查阅国内外拖拉机变速箱的资料和各种参考文献，确定拖拉机底盘变速箱的结构设计和工作原理，了解拖拉机变速箱的传动系的设计方案与结构。对已有拖拉机底盘变速箱进行设计与分析，分析其传动比以及齿轮的受力情况，改进拖拉机变速箱齿轮大小尺寸，调整其传动比和中心距，以此提高变速箱的工作效率，以此来提高拖拉机的工艺性和经济性，应对当今社会对拖拉机技术发展的要求。现如今，我国拖拉机技术水平和欧美国家有着不小差距，只有不断学习，不断改进，才能使国家技术水平达到欧美国家的水平，甚至远超欧美。
关键词：拖拉机底盘；变速箱；设计与分析；改进
Design and analysis of gearbox of small horsepower
tractor chassis
Abstract:Tractor occupies an important position in agricultural machinery, Tractor occupies is an important power machinery to realize and promote agricultural mechanization, and gearbox occupies an important position in the main part of the tractor. This topic through consulting the domestic and foreign tractor gearbox materials and various references, determine the structure design and working principle of the tractor chassis gearbox, understand the design scheme and structure of the tractor gearbox transmission system. Gearbox design and analysis of existing tractor chassis, analysis of the transmission ratio and the force of the gear, the improvement of the tractor gearbox gear size, adjust its transmission ratio and center distance, and improving the work efficiency of the gear box, in order to improve the technology of tractor and economy, and to cope with todays society for the development of technology of tractor. Nowadays, Chinas tractor technology level and European and American countries have a big gap, only continuous learning, continuous improvement, in order to make the national technology level to reach the level of European and American countries, even far beyond Europe and the United States.
Keywords: Tractor chassis; Gearbox; Design and Analysis; Improve
- 课题研究目的和意义
近年来，随着我国经济的复苏，我国农业机械化水平也得到快速发展，而且我国的农业经济已经从传统的农业经济向现代化农业经济转变，在这个转变的过程中农业机械设备起到了关键的作用，同时拖拉机在农业生产中得到了广泛应用，由于拖拉机体积小，变速灵活，价格成本低廉而深受农业工作者的喜爱，都选择拖拉机来承担农业牵引和运输，播种，施肥，收获等作业[1]。通过调研发现，人们对于拖拉机变速箱在工作时速度方面的灵活操控性有着较高的要求，比如，在不改变发动机扭矩和转速的情况下，改变驱动力和速度；在不熄火的情况下，可长时间停车或者进行其他作业；减少各种由于因拖拉机变速箱而增加的费用。因此传统的拖拉机变速箱结构无法满足人们的这些需求，所以改进传统拖拉机变速箱，提高各方面性能是势在必行。
拖拉机主要部件为变速箱，变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理，就是变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车的换挡行为就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作，低速时传动比大的齿轮副工作，而在高速时传动比小的齿轮副工作，变速箱的好坏将直接影响拖拉机的各项性能，如燃油经济性，换挡平顺性和乘坐舒适性等性能[2]，为使拖拉机变速箱的各项性能有所提升，各企业，厂家在生产变速箱组成的各齿轮及其他部件的过程中逐步形成标准化，专业化，批量化，系列化的生产局面[3]，使机械系统尽可能满足使用要求，工艺要求，经济要求[4]。提高拖拉机的工作效率和作业质量，保证拖拉机的动力性和燃油经济性。
- 国内外研究现状
2.1国内外拖拉机研究现状
在国内由大中小型拖拉机发展历程不同，对三种型号拖拉机分别介绍其发展现状：（1）小型拖拉机：通常将功率小于18. 4千瓦(25马力)的拖拉机称为小型拖拉机，主要包括带传动小四轮拖拉机与手扶拖拉机。这两类产品属低技术水平、量大面广的普及型产品，多年来技术发展不大，产品的同质化程度高。其技术特征是采用单缸卧式柴油机装在一个机架上，由V型带将动力传到胶带轮式的离合器然后输入横置式的变速箱。手扶拖拉机的主要发展方向是适应南方水田地区和山地丘陵地区的轻小简廉产品。同时继续拓展功能，提供合适的机具挂接位置，以及后置、侧置动力输出和液压输出，变形为可与多种机具配套的设施农业装备。小四轮拖拉机一方面是功能完善和局部的改进创新如加装齿轮泵分离机构，差速锁，满足不同档次和地区用户需求，另一方面除运输型、水田型的功能差异化变形外，由小型拖拉机变形的小装载、小液挖以及起重机械发展较为迅速，在国内外具有较好的发展前景；（2）中型拖拉机：指18.4-51.5千瓦（25-70马力）功率段的拖拉机，全新开发的中型拖拉机和小四轮拖拉机向上功率延伸形成的中小功率系列产品，其受到结构和箱体等限制技术性能和先进性不高，但上马快、投入少、成本低、价格优势比较明显。目前，中拖主流产品由于开发年代较早，外观造型缺乏时尚感，技术先进性不高。近年来河南、江苏、浙江等省研制的全新29.4~36.75千瓦(40~50马力)机型，以及北汽福田，中国一拖等企业自主开发或引进技术研发的70马力、72马力、80马力产品，通过企业对国外技术的消化吸收，在技术水平和性价比上都具有竞争力，将成为中拖系列的换代产品。对于原有中拖系列机型和小四轮拖拉机延伸机型，应注重功能的完善和人性化设计，在可靠性前提下考虑用户的个性化需求及功能差异化需求，延长生存周期。以前开发的产品目前已进入成熟期，应在保持核心技术的前提下，通过提高可靠性、控制成本，尽快完成中拖的升级换代。（3）大型拖拉机：通常大型拖拉机是指51.5千瓦(70马力)以上功率段的拖拉机。目前国内大轮拖的技术水平基本与国际20世纪80年代水平相当，差距主要在发动机的振动、噪音、排放。动力换挡变速箱、电子控制系统以及负荷传感液压系统等。履带拖拉机是大拖产品中的另一个重要组成部分，覆盖51.5-110千瓦功率段，同时具有金属履带和橡胶履带产品，形成了拖拉机、推土机、自行电站和运泥车等系列产品。虽然大轮拖的技术含量较高，但国内企业与合资企业都认识到不能脱离中国的实际情况来谈技术含量。要与国内生产技术水平相适应。还要与用户的产品使用水平和价格承受能力相适应。技术含量提高是个逐步完善的渐进过程。履带式拖拉机虽有局限性。但其在农业生产中的特点是轮式拖拉机无法替代的。在将来的大拖领域中，履带式拖拉机应占有1/3左右的比例。其发展应充分发掘自身潜力，拓宽产品的应用范围。就以上介绍的情况来看国内大中小型拖拉机的发展状况及历程各有特点，小型拖拉机在南方水田和山区丘陵地区较受欢迎，可以满足不通风层次客户的要求，有较好的发展前景，但是由于其本身功率及其他性能在一些领域得到限制；中型拖拉机的产品均比较成熟，但是开发时间比较早跟不上时代需求，应尽快通过改进机型外观，性能可靠性、成本，完成升级换代，使之进入一个全新的阶段；大型拖拉机技术与国际20世纪80年代相当，主要差距在于发动机振动、噪音、排放上，应该全力改进发动机的振动、噪音、排放方面的问题，提高我国大型拖拉机技术水平，使之与国际水平相适应。
