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目前我国拖拉机发展正迎来一个蓬勃发展的时期,随着农业政策不断的推出,集中化、自动化作业的需求不断提高,这就对拖拉机提出了更高品质要求。而变速器是传动系的重要组成部件,其性能的好坏对整车动力性与经济性、可靠性及驾驶的轻便型、传动的平稳性与效率有着直接的作用。我国现在广泛应用的主要是12档的变速器,在复杂地域作业捉襟见肘,为了适应发展需求不断向高档变速器不断发展,本文主要研究对象的就是24档变速器。
齿轮传动是变速器的核心,传统的齿轮设计方法主要考虑强度和刚度,而对在给定空间范围内、保证齿轮传动所需的刚度强度要求下,如何实现高的传动效率和较小的总体积设计方案,研究甚少。初期设计选择基本变量值时对设计者提出较高的行业经验要求,否则容易计算出错。实际设计环节中人们较易忽略齿轮的外形参数选择的主次顺序对传动系效率、系统体积的影响。通过正交分析,对齿轮传动在设计目标的要求下合理选择参数进行了分析对比,达到了对传动效率提升,系统体积控制的良好效果。
24档位的变速箱可能在大约300种可能的运动条件和负载情况下工作。需对大约50个组件设计,共约3000的计算必须处理。借助KISSsys软件的仿真计算模块,可以实现参数化仿真设计。可以对变速器进行运动学分析,对齿轮、轴及轴承等可自定义设计、自动化校核并回馈计算。通过对齿轮模数、压力角、齿高、变位系数、齿顶修缘的优化,降低了冲击载荷,提高了传动效率、降低了噪音、提升了啮合的稳定性、减小了齿轮的载荷冲击。通过对行星变速系统的可靠性因素(接触疲劳强度)的优化分析,最终提升了系统的承载能力和寿命。
通过正交分析对齿轮传动设计选择合理基本变量值有较好的指导意义。仿真设计方法可以快速精准的实现变速器的初步设计,缩短研发周期、节约了较多资源。对齿轮外形的优化分析后,变速器可明显提高传动效率、降低冲冲击载荷、提高工作寿命。