機械類畢業(yè)設計-28馬力輪式拖拉機最終傳動及驅動軸設計、綠化灑水車設計（3噸重量）變速箱取力器及水泵傳動

1、28馬力輪式拖拉機最終傳動及驅動軸設計摘要拖拉機是與各種作業(yè)機械配套的自走式動力機械，是農業(yè)機械化的主要 機械。在農業(yè)中，他主要用以牽引和驅動多種類農機具完成各項田間作業(yè)和 農業(yè)運輸。農村經濟日新月異鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)蓬勃發(fā)展，城鄉(xiāng)交流不斷擴大，道路 運輸量急劇增加，所以運輸車輛出現(xiàn)缺口。近年來，隨著拖拉機走入田間的 不斷深入，從作業(yè)種類上由耕，耙，播擴大到收獲，中耕，栽植，噴霧，打 捆等多個方面，與農機具配套作業(yè)。農用拖拉機正適合了其農村的這種使用 條件：工作環(huán)境比較惡劣，農村道路相對復雜，速度不高。在中國現(xiàn)有的生 產模式下，廣大農民需要的還是中小型拖拉機，國內市場對該檔產品的需求 量在不斷增長。另外

2、和國外拖拉機生產廠家相比我國生產的拖拉機經濟實惠， 價格只有國外同類產品的一半甚至更少，因此，中小馬力拖拉機社會銷量和 保有量很大，傳動系布置多種多樣。最終傳動是傳動系的重要組成部分之一，它的功用是進一步增加傳動系 的傳動比，從而使拖拉機獲得所需的驅動力。我這次設計的是輪式28馬力拖拉機的最終傳動，我采用的是外置外嚙合 直齒圓柱齒輪式最終傳動，軸采用了矩形花鍵軸。采用這種最終傳動設計方 案，可以達到設計任務要求，并可保證拖拉機在工作中具有足夠的動力輸出。關鍵詞：傳動比，外嚙合，圓柱齒輪，花鍵軸度將進一步提高。由于小型拖拉機的技術含量低，私營企業(yè)的發(fā)展勢頭很猛。一拖公司正在積極研究調整策略，準備

3、在保證國內市場中的領先地位的 同時，穩(wěn)住非洲、東歐、東南亞的國際市場，積極深入國際市場進行調研， 選擇合適的地方建立組裝廠、裝配中心。我設計的最終傳動，就是適應民族工業(yè)的發(fā)展和需要。由于我缺少工作 經驗并且對拖拉機最終傳動了解的不夠透徹，難免在設計中出現(xiàn)一些錯誤， 希望各位老師多加指正。第一章最終傳動簡介拖拉機最終傳動的功用拖拉機最終傳動的功用是進一步增加傳動系的傳動比，從而使拖拉機驅 動輪獲得所需的驅動力，履帶拖拉機和某些輪式拖拉機的最終傳動還用來提 高后橋的離地間隙。拖拉機最終傳動的分類最終傳動按其傳動形式分為：.外嚙合圓柱齒輪最終傳動。.內嚙合圓柱齒輪最終傳動。.行星齒輪最終傳動。拖拉機

4、最終傳動的設計要求根據拖拉機最終傳動必須具備的各項功能和使用的實際情況，對最終傳 動的設計應有以下的要求：.要有適當的傳動比。.保證后橋處有足夠的離地間隙。.齒輪要具有較高的支承剛度，以保證在全齒寬上較好的嚙合。.靠近驅動輪布置的最終傳動尤其要有可靠的密封。XI第二章設計任務分析2. 1設計內容近年來隨著拖拉機走入農田的不斷深入，國內市場對該檔產品的需求也 在不斷增長，中小馬力拖拉機社會銷量和保有量很大，傳動系布置多種多樣。 本課題旨分吸收成熟產品的優(yōu)點基礎上優(yōu)化設計出拖拉機的最終傳動與驅動 軸總成。2. 2主要技術指標基本參數：發(fā)動機28馬力，行駛速度1.530km/h, 6-8個前進檔位輪

5、胎 型號：9.5-24o每位同學需完成總和不少于3張零號圖紙的結構設計圖，裝配圖和零件 圖，其中應包含用計算機繪制的有中等難度的1號圖紙一張以上。按要求，格式獨立撰寫不少于12000字的設計說明書，全部用計算機打 （編排要求到河南科技大學網站查：畢業(yè)設計說明書（論文）的格式及規(guī)定）, 查閱與課題相關的文獻資料15篇以上，應有中英文摘要，獨立完成10000 字以上印刷符號的外文翻譯。2. 3設計要求. 要有適當的傳動比。保證后橋處有足夠的離地間隙。齒輪要具有較高的支承剛度，以保證在全齒寬上較好的嚙合?？拷寗虞啿贾玫淖罱K傳動尤其要有可靠的密封。工作可靠性高。XII第三章最終傳動設計方案的確定3.

6、 1設計方案的確定對最終傳動的基本要求是：L要有適當的傳動比；2.保證拖拉機后橋處 有足夠的離地間隙；3.最終傳動直齒圓柱齒輪要有較高的支承剛度，以保證 在全齒寬上較好的嚙合；4.保證最終傳動有可靠的密封。最終傳動在拖拉機 上的布置如下圖(a)示1 一離合器2一變速箱 3停車制動器4一中央傳動和整速器5一行眈制動器 6一終傳動7一雙速的動力輸出軸本次畢業(yè)設計是針對輪式拖拉機的最終傳動，根據其傳動形式采用外置 式外嚙合圓柱齒輪最終傳動。3.2本次設計方案的說明最終傳動按其傳動形式分為：外嚙合圓柱齒輪最終傳動；內嚙合圓柱齒輪最終傳動；行星齒輪最終傳 動三類。而外嚙合圓柱齒輪最終傳動按其結構布置又可

7、分為外置式和內置式 兩種。綜合這幾種最終傳動的優(yōu)缺點，我采用外置式外嚙合圓柱齒輪最終傳 動的原因如下：.外置式外嚙合圓柱齒輪最終傳動與其他幾種最終傳動相比較，有以下 優(yōu)點：(1)外置式外嚙合圓柱齒輪最終傳動的左，右最終傳動各自安裝在靠近 驅動輪的單獨殼體內，使最終傳動成為一個獨立部件，便于拆裝和維修。XIII（2）這種結構的主，從動齒輪在殼體內的支承簡支梁式，對提高支承剛 度有利。（3）易于得到較高的農藝離地間隙。（4）結構簡單，傳動比較小，工作穩(wěn)定可靠。綜上所述所以我采用外置式外嚙合圓柱齒輪最終傳動。XIV第四章最終傳動及驅動軸的設計計算整車主要參數:整車裝備質量:發(fā)動機馬力：行駛速度范圍:

8、4.2外嚙合柱齒輪的主要參數確定:2000Kg28馬力1.5-30km/h9. 5-24輪胎輪胎型號：外嚙合圓柱齒輪最終傳動由于嚙合線速度不高可采用圓柱齒輪，主要參 數包括總傳動比im（取決于傳動系總傳動比的分配），中心距a和齒輪模數m 等。中心距a可根據經驗公式拖拉機設計手冊P1176式（6.7-1）Tj 從動齒輪的計算轉矩（N.m）Ka中心距系數，中心距系數Ka 一般選擇Ka=1215,在傳動比im小時，取較小值。對 履帶拖拉機Ka取大值。因為給定拖拉機為28馬力，所以拖拉機實際功率為P=28 馬力 X0. 735=20. 58KW發(fā)動機轉速：N=2000r/min轉矩：XV輪胎型號參數：

9、9.5-24英寸 （1英寸=25. 4mni）輪胎半徑（充氣半徑）為：Q （9.5x2 4-24） ru ,R = x 25.4 = 546mm2在設計新拖拉機傳動系時，如果無可皆鑒的載荷譜，又無充分的設計經 驗時，我們估算出傳動系的名義計算載荷再乘以使用系數Ka,名義計算載 荷可按下面兩種方法計算取其中的較小者。.按發(fā)動機的標定轉矩轉換到被計算零件（取轉矩的一半）。拖拉機的總傳動比是根據拖拉機的工作速度和發(fā)動機的標定轉矩轉速 來確定的。拖拉機設計手冊P983 ( 6. 1-1)取 Ka=13T. = TebR = 98.27x 256.6x0.85x- = 10716.87223 = 13x

10、/10716.8 286拖拉機設計手冊P988 ( 6. 1-10) 7總傳動效率（按經過四對齒輪和兩對軸承計算）圓柱齒輪的傳動效率為0. 960. 98滾動軸承的傳動效率為0. 950. 9877 = 0.97 X 0.98 X 0.96 x 0.98 x 0.97 x 0.98 = 0.85Teb發(fā)動機標定轉矩2.按驅動輪附著轉矩計算輸出軸的計算轉矩。t x Q（f）rd1 i I 77拖拉機設計手冊P988 （ 6. 1-11 ）n驅動輪胎數（對于最終傳動且在中央傳動之后n=l）Q驅動輪在胎內壓力為lOOKPa時的乘載能力（可按拖拉機重量來計XVI算)Rd驅動輪動力半徑Rd=O. 935

11、R0附著系數輪式拖拉機取0.65拖拉機后輪的承載力為:= 1.8xlO3 x0.98x x = 6533按整機重2t,后輪分配三分之二車重，計算輸出軸的計算轉矩代數得=2306.2n x Q（/）Rd _ 6553 x 0.65 x 0.546 x 0.9351x0.94求得中心距為:172由于最終傳動的傳動比較大，齒輪和軸受載嚴重，但徑向尺寸受到輪惘 尺寸和離地間隙的限制而不能太大，為了在結構緊湊的情況下，保證最終傳 動齒輪有足夠的強度，外嚙和圓柱齒輪的最終傳動常采用較大的齒寬b和較 少的齒數Z1。通常情況下在選擇主動齒輪的齒數時一般選取12-15,齒寬b 和模數m之比一般為8-10,參照各

12、款拖拉機的模數的選取，并估算中心句距。mt =(0.4 0.6)圾=0.4盟2306.2 =5.3最終傳動兩齒輪齒數和為69Zl = 13為主動齒輪，Z2=56為從動齒輪，實際傳動比：i=56/13=4.308齒寬的選取是為了保證大齒輪的齒寬能全部參加嚙合以及提高小齒輪 的彎曲承載能力小齒輪的齒寬一般應大于大齒輪的齒寬，選擇齒寬不宜過大, 否則在支撐剛度不足的情況下往往造成齒輪因局部偏載而出現(xiàn)過早損壞的現(xiàn) 象，所以齒輪的支撐剛度對齒輪的壽命影響極大。XVIIm=5, b= ( 8-10m 選取 bl=45,b2=404. 34. 3柱齒輪的結構強度計算:1.圓柱齒輪各參數的計算：因為拖拉機最終

13、傳動工作載荷大固圓柱齒輪要進行變位，這樣可以改善 嚙合條件，提高齒輪強度，避免根切和干涉.變位系數： A一（） =（% +x2）mXj + /=0.117-13 ux = 0.23517x2 = 0.335分度圓直徑：4 = m* Z1 =13x5 = 65 d2 = m- z2 =56x5 = 280標準中心距：mZ 5x69 1h ua = 172.522中心距變動系數：172-172.5 八 1y = 0.12齒頂高變動系數：k = X、+ %2 y 0.235 0.335 + 0.1 0尺頂高，齒跟高：XVIIIha = (h： + x k)m4* =1hf = (h； + c* +

14、x)mc= 0.25主動齒輪：K =(1 + 0.235)x5 = 6.175hf =(1 + 0.25-0.3)x5 = 5.075從動齒輪：42 =(1 0535)x5 = 3.325 C. Jhf2 =(1 + 0.25 + 0.535) x5 = 7.925尺頂圓直徑，尺根圓直徑：主動齒輪：41 =4 +2% =65 + 2x6.175 = 77.35% =4 +2% =65 2x5.075 = 54.85JJ從動齒輪：4/2 = 4 + 2% = 280 + 2x 3.325 = 286.65df? =d2+ 2hl2 = 280 2 x 7.925 = 264.15 J/2.齒輪傳

15、動系的計算載荷在載荷的長期，多次作用下傳動系的齒輪，軸，軸承等零件出現(xiàn)疲勞損 壞，疲勞損壞是是傳動零件的主要破壞形式，因此傳動零件的強度計算是以 考慮疲勞損壞的耐久性計算為主，另外在特殊情況下(如在拖拉機起步驅動 輪遭遇到突加阻力等)，傳動零件可能受到很大的尖峰載荷，使零件的應力超 過材料的強度極限而損壞。但這種損壞并不常見。在耐久性計算中根據拖拉機發(fā)動機經常處于滿載工況的特點，以發(fā)動機 標定轉矩Men作為發(fā)動機傳遞給傳動系的扭矩。各軸上零件的計算轉矩Mj, 等于Men乘以曲軸到該軸的傳動比，以及期間的傳動效率。在傳動比較大的 排擋時就應該按地面的附著能力來確定計算扭矩。計算時將兩種計算扭矩同

16、 時算出，選取較小的數值作為計算扭矩。XIXDESIGN OF FINAL DRIVE AND DRIVE SHAFT OF 28HP TRACTORABSTRACTTractor with a variety of echanical operations supporting dynamic self-propelled machinery, agricultural mechanization is the main machinery. In agriculture, he mainly used for traction and driving range to complete t

17、he form of field operations and agricultural transport. Changing rural economy booming township enterprises, expanding exchanges between urban and rural areas, road transport volume increased dramatically, So transport vehicles gap. In recent years, with the tractor into the field continues to deepe

18、n, from the types of operations by farming, harrows, sowing to harvesting expansion, plowing, planting, Spray, bundled in many aspects, such as, the form of matching operations. Farm tractor is suitable for its use of this rural conditions : work environment was quite poor, rural roads is relatively

19、 complex, speed is not high. In Chinas current production model, the majority of the needs of peasants or small tractors, on the domestic market stalls in the demand for products continues to increase. Tractor and other foreign manufacturers in China compared to the agricultural economic benefits pr

20、ices of similar foreign products only half or even less, and therefore, the community of small and medium-horsepower tractor sales and retain enormous capacity. Transmission layout varied.Final drive transmission system is an important component of one of its functions is to further increase the dri

21、ve transmission ratio, so that the tractor was driven.My current design are 28 horsepower wheeled tractors the final drive, I used the external Gear-final drive. Adopt this final drive design, the design can meet the requirements for this task, guarantee that the tractor will work with sufficient po

22、wer output.ii查表2-1傳動系各軸的計算扭矩Mj轉向離合器軸（差速器半軸）齒輪的強度應計算齒輪表面接觸強度和齒輪的彎曲強度，設計時為了初步估計齒輪強度以便進行結構設計，先作粗略計算齒輪的計算載荷圓周力Pj用下式求得：MM ji主動齒輪上的計算扭矩f 主動齒輪的節(jié)圓半徑1計算接觸強度一般只計算節(jié)點處的接觸應力s= 0.418Pj.E,2 x （乙 + Z2）x .Z2 cos cc. sin oca = 20。E=206b齒寬.m模數最終傳動輸入軸的計算轉矩：丁 =。5倉: G* 一JhqTj 最終傳動主動齒輪上的計算轉矩 rdg驅動輪輪胎動力半徑j 附著系數通常取為0.65Gj 拖

23、拉機的附著重量XXhq拖拉機最終傳動的傳動的傳動效率lm 最終傳動的傳動比Q5倉勘.65 2倉09.8倉IJ1935 0.546二 786.32A/m4.308 0.96計算齒輪的圓周力:計算齒輪的徑向力:FtX圓周力Z輸入軸扭矩2x786.3265*4主動齒輪節(jié)圓直徑fi2圓周力d2從動齒輪節(jié)圓直徑t2輸出軸扭矩 24.2KN2x2306.23280n6.47KNa計算主動齒輪節(jié)點處的接觸應力S/=0.418Pj.E-2 x (乙 + Z2)b.m.Z.Z? cos cc. sin a代數得024.2 x 103 x 20.6 x IO10 x 2 x (13 + 56)cr. = 0.41

24、8 JJ V 0.045 x 0.005 xl3x56xcos 200 x sin 20”1.63 5wb計算從動齒輪節(jié)點處的接觸應力Sjbj =0.41816.47 x IO3 x 20.6x IO10 x 2x (13 + 56) i 1.32 cr 0.04x0.005xl3x56xcos20 xsin 20L 卬查表機械設計P124表5-6得滲碳19002000Mpa 20CrMnTiXXI2齒根彎曲強度校核（拖拉機設計P67公式2 35）驗算國產拖拉機普遍采用滲碳合金剛齒輪，其彎曲應力一般不超過 280300朋7%對于線速度高（動載荷較大）位于軸的懸臂端容易偏載的齒輪， 以及轉速高和

25、每一個齒輪在一轉中多次參與捏合的齒輪，應采用較小的接觸 應力和彎曲應力，bj 20CrMnTi 400850MPaYsa 應力較正系數（考慮了齒根圓腳所引起的應力集中問題）Y齒形系數查表拖拉機設計P68 圖248%=2.67Y1Fa2= 2.55L=L65圖278齒形系數Y和應力校正系數Y“a）齒形系數Y b）應力校正系數Y”（齒形角a=20頂高系數=徑向間隙系數c*=0.25.齒根圓角半徑P=0.38m）a齒輪1輸入軸主動齒輪齒根 彎曲強度校核一1bmFa 1 sa 124.2 xlO30.045 x 0.005x 2.67 x 1.65 = 474Mpa xxn= 474x2,55x1,7

26、=461 MPa crvi b齒輪2輸出軸從動齒輪齒根彎曲強度校核P2b,n216.47xl03x 2.55 xl.7 = 351 MPa 八r 2.67 x 1 .651=357 x= 363Mpei Fcr 1L 卬r 2.67 x 1 .651=357 x= 363Mpei =l. 4h非定位軸肩高度一般取12.5mm,對于軸的長，取決于軸上零件的寬度 以及他們的相對位置，考慮到鑄造誤差及裝配時留有必要的間隙，取齒輪端 面至箱壁間的距離a=15滾動軸承與箱壁s = 5mm,軸承處箱體突緣寬度，應按 箱蓋與箱體連接螺栓，尺寸結構要求確定.軸和軸上零件的結構，工藝及軸上零件的安裝布置等對軸的

27、強度有 很大影響，所以應進行充分考慮，以提高軸承的承載能力，減小軸的尺寸和 機器的重量，降低制造成本，.軸的強度驗算先做出軸的受力計算簡圖(即力學模型)如圖所示，取集中載荷作用于 軸的中點，齒輪上作用力的大小最終傳動輸入軸的計算轉矩：T =。-5倉于Gj ?工jJ hq TOC o 1-5 h z T0.5倉9.65 2倉UCP 9.8倉的.546 0.935一T; = = 78o.327vmJ4.308 0.96計算齒輪的圓周力：l 27；2x786.32-(-叱-F. = L = 24.2KN“4651)垂直平面V內受力：Fq + F2 = Ftix tana = 24.2xlO3 x t

28、an 20 =7863KN41.5& =43酩綜合兩式可得：FvX = 400IN, FV2 = 3862NMh = Ki x / = 4001 x 41.5 x m=166.04N.”2)水平面H內受力:XXIV41.5% =437 ri 1ri ZFH + FH2 = 24.2 x IO3綜合兩式得：心 二12314.8N,/2 =11885.2NM 二b x = 12314.8 X 41.5 X 1。-3 = 5 n 06N.M u Ln 1合成彎矩的計算Mb=1W（Mb2）2 = 7（166.04）2+（511.06）2 = 537.36畫出彎矩圖因單向回轉轉矩為脈動循環(huán)，取。=6則截

29、面b處當量彎矩為Mh =如萬 = J（537.36y+（）2 = 715.08N根截面b為危險截面：查表機械設計12-2齒輪的主要力學性能，許用應力及用量，選擇45#調質鋼 a_ib = 10MPaXXVIAXXN9O ILC- 20|a|a j1 JNizO 99 L SA JlwTno8一Etz一() 一至一1 甲 vjI,LarIA J,A L匚二號Q8,Liz74.5驅動軸的確定與計算:L大齒輪上作用的力:4=16470(N)Fr = Ft tan 20 = 5994.59(N)T = 2306.32N加2 .求軸承的支撐反力: 驅動軸受力分析如圖:水平面上的支反力和彎矩圖：=幾 x

30、77.5 = 04207V7,145 + 77.5=16470-10420 = 6050?7Ft水平面上彎矩：M x/ = 10420 x0.045 = 468.9N機八 468. 9c）垂直面上支反力和彎矩圖:XXVII% X174 + % x5L8 = F2 X 129.3連立各式得% x 174+ % x 122.5 = 457%FzFz= 2x103x-x-x9.8 = 6533.3A3 2Fvx = 2347.562 =7077.8FviFviFz畫出垂直彎矩圖:Mh?=FVxl =2347.5x0.045 = 105.6Nm U 乙V JLM, =Fvlxl =2347.5x0,1

31、22286.4L 1V 1.286. 4Nmd）合成彎矩圖：Mb 4（丹）2 +（監(jiān)2 ）2設力（丹）2+（% 了Mh（M hl）2 + （M h2）2 = J（468.9）2 + （105.6）2=480.6NmMc 4（心）2+（監(jiān)2）2 = J（286.4）2+（105.6）2 305 24畫合成彎矩圖：XXVIII480.6Nm因單向回轉，視轉矩為脈動循環(huán)：Mvb 力（監(jiān)+皿y=J（480.6）2 +（0.6x2306.32）2 x 1497.8M?MVc =7（Mc）2+（7；）2 = J（305.24）2 +（0.6x2306.32）2 /45lo6Nw計算彎矩圖：XXIXKey

32、words: Transmission ratio, External, cylindrical gears, spline shafthi截面b為危險截面。查表12-2軸的常用材料，主要力學性能，許用彎曲應力及用途機 械設計P2586_力=70M2a 選材料40Cr調質鋼。鍵的校核：花鍵軸抗彎抗扭截面系數計算公式：w =不壯4 +(D-d)(D + d)2 Zb / 32D矩形花鍵查機械設計手冊P256 ( 3. 2. 3)表3-3-16選擇花鍵規(guī)則為8x62x68x12計算花鍵軸抗彎抗扭截面系數W =不4 +(。一 d)(。+ d)2 z可 / 32D= 3,14 x 624+(68 -

33、62)(68 + 62)2 x 8x12/32x68=25795.9按彎扭合成應力校合成應力校核軸的的強度)截面b當量彎矩最大，故截面C可能為危險截面已知M = 1497. 8Nm,查表得 12-2 得.仍=70叱M 1497.8xl03 “小5 = = 50.92 8000 (h)= 9136.6 (h) 8000 (h)壽命滿足要求。4.8輸出軸錐滾子軸承的校核根據已知直徑初選圓錐滾子軸承7214E型軸承和7211E型 查表：15-7圓錐滾子軸承摘自（GB297-84）（1 =5 5 mm Cr = 86.5x 103Nd-=70mm Cr = 125x 103N1）確定計算軸上的外載荷：

34、由驅動軸校核得fhFH2fhFH2= 10420N=6050NFy = 2347.5NF =7077.8Nr2）確定軸承的支承反力:friFH1+Fvi2P10681.2NFR2FH2+ FV22P931L2N%=150634得查表 1I f!%=15。3832%=150634得查表 1I f!%=15。3832熊15.6=3.58Y = 0.4= 1.43Y = 0.4= 1.43e = 1.5xctga = 0.09XXXIg = 3734.7 N2YFS2出 = 3255.7N 2Y3）計算心1，乙） 由于外門氣。對軸承2壓緊 Al AZJI J /Fa=Fs =3734.7NFAl=F

35、Sl+Fa=FAi上=0.349 eFR2X=0. 4 Y=l. 4/p2=l.3P = fp(XFR + YFA)q =13885.6小時%=8953.06小時所以驅動軸圓錐滾子軸承壽命足夠。XXXII第五章結論我們的畢業(yè)設計結束了，這不僅僅是對我們所學專業(yè)知識的一次綜合檢 驗，也是對大學期間所學全部知識的一次全面檢驗。我所設計的中小型拖拉機是對目前市場上流行的中小型拖拉機的改進 與提高。在設計中我們參照了拖廠的一些拖拉機，在他們的基礎上進行設計 改進。在設計中我感到對所學專業(yè)知識了解的并不深入，再加上缺少實踐經 驗，所以在設計中我遇到了不少困難。雖然在郝紅周老師的耐心指導和幫助 下，我完成

36、了畢業(yè)設計要求的任務，但我的設計當中難免存在這樣或那樣的 不足之處。本次畢業(yè)設計，給了我們一次全面的實踐機會。通過設計中對知識的綜 合運用，加深了我們對所學知識的理解，也鍛煉了我們獨立分析，解決問題 的能力。這對于我們今后的學習，工作都有很大的幫助。XXXIII參考文獻1彭文生，李志明，黃花梁 主編.機械設計.北京：高等教育出版 社，2002年8月2陳家瑞 主編.汽車構造（上、下）.第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2006年1月3王望予 主編.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社，2005年7月4機械電子工業(yè)部洛陽拖拉機研究所主編.拖拉機設計手冊（上、下 冊）.機械工業(yè)出版社，19945張龍 主編.機

37、械設計課程手冊.北京：國防工業(yè)出版社，2006年56日自動車技術會小林明等 主編.汽車工程手冊.北京：機械工業(yè) 出版社，1984年4月7王昆 主編.機械設計課程設計.北京：高等教育出版社，2005年12 月8余志生.主編.汽車理論.北京：機械工業(yè)出版社，20009徐潮.主編.機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，199110汽車工程手冊編輯委員會.主編.汽車簡明手冊，北京：人民交 通出版社，200111周孔亢.主編.1.5噸級農用運輸車的技術分析.拖拉機.1992第一期12林寧.主編.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社，199913金國棟.主編.汽車概論.北京.機械工業(yè)出版社，200014張洪圖.主

38、編.汽車構造（底盤部分）.北京：北京理工大學出版社， 199615吉林工業(yè)大學汽車教研室編.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社， 199016吉林工業(yè)大學拖拉機教研室編.拖拉機構造.機械工業(yè)出版社出 版，1974.XXXIV致謝首先感謝學校為我們提供了畢業(yè)設計這次難得的鍛煉機會，使我們能夠 在走出校門參加工作之前對自己大學期間所學的基礎知識和專業(yè)知識進行了 一次綜合的訓練，為將來走上工作崗位打好了基礎。同時，感謝我們的各位 專業(yè)課老師為我們提供了良好的設計環(huán)境。學校圖書館和我的指導老師郝紅 周老師也為我們提供了許多參考資料。我的指導老師郝紅周老師還帶領我們 到拖廠觀看了實物。在這次為期兩個月的畢業(yè)

39、設計中，郝紅周老師在繁忙的工作之余，對我 們設計的各個階段，各個方面提出了許多有用的意見和建議，我們表示萬分 的感謝，可以說本次畢業(yè)設計的順利完成與郝紅周老師的辛勤指導是分不開 的。本次設計還得到了同組同學的大力支持和幫助，在此也向他們表示衷心 的感謝。Powering profitsHow PSA is extracting more performance and profit from a new 2.2-litre engineThe ongoing success of the co-operation between PSA Peugeot Citroen and Ford (Se

40、e Feature, page 38) is further illustrated by the introduction of an all-new 2.2-litre diesel engine for passenger cars. The inline four-cylinder engine was not included in the original framework agreement, signed in 1998. Its development suggests that the two groups are doing well out of the partne

41、rship.The new 2.2-litre diesel engine resulting from the technical alliance between PSA and Ford was designed to meet an ambitious target. It had to offer the driveability of the best 2.5-litre engines on the market as well as better fuel efficiency and emissions levels.xxxvThe engine will be used o

42、n a number of platforms for upper mid-rang and executive cars produced by both manufacturers. The engineers also faced the challenge of improving pedestrian protection to meet incoming European legislation and to improve the engines noise characteristics.Because downsizing had proved effective in ea

43、rlier phases of their co-operation, PSA and Ford opted to keep the new engine small. They set the displacement at 2.2-litres to reduce fuel consumption and carbon dioxide emissions, without sacrificing any of its performance features.The engine takes some interesting approaches in its design . Its e

44、xtreme conventional combustion system (ECCS) features a combustion chamber design that reduces emissions by 30 percent while improving performance and noise.The combustion chamber has a large diameter and low compression ratio, which produces a more uniform air/fuel mix. The size of the combustion c

45、hamber limits the amount of fuel in contact with the walls. This makes combustion more efficient.The pistons5 geometry had to be altered to create a 25 percent larger diameter combustion chamber compared with the previous engine generation. To withstand the extra stress and heat, the pistons had to

46、be aluminium. The metal has very high mechanical and thermal properties.The special geometry also significantly reduced swirl in the combustion chamber, thereby reducing heat loss to the walls and improving the engine 9s efficiency. As a result, fuel efficiency under all driving conditions improved

47、by 2 percent compared to the previous generation.Remarkably, the new ECCS system did not require any changes in the production tooling for PSAs DW family of engines. Parts are common to the other engines produced in this plant.The engines common rail is a third-generation Bosch system that operates

48、at a pressure of 1800 bar. The system uses piezoelectric injectors with seven 135 /Lim nozzles. These can make up to six injections per cycle, make fuel dosing more precise. This in turn enhances management of the introduction rate, the ratio of the amount of diesel injected to the injection spray i

49、s finer, whichxxxvi reduces emissions, since the air/diesel mix is more uniform.All the cars powered by the new engine will be equipped with maintenances-based filter technology, while Ford will use a catalyst-based filter.To enhance drive ability, particularly the torque delivered at low revs, turb

50、os were essential. PSA engineers developed two turbo charging systems for different versions of the engine in partnership with turbo firm Honeywell.The more powerful 125KW version uses a parallel sequential dual turbo. This reaches a peak torque of 400Nm at just 1750rpm. Using a small, low-inertia t

51、urbo makes the same size kicks in at 2700rpm. Both turbos are controlled by the engine management system.A second version, which can produce between 115 and 125 KW, uses a single variable geometry turbo. This reaches 400Nm at 2000rpm and will be used for applications that do not require the bi-turbo

52、 boost at low engine speed. Electrical control enables precise, fast management of the turbos variable geometry to optimize boost pressure across the entire operating range.Despite the extra kit on the engine, the overall engine height is 40mm less than its predecessor. Its compact size will allow i

53、t to be used in a greater number of vehicles by the manufacturers. It also makes the engine less likely to injure a pedestrian in the event of an accident. Performance, rather than pedestrian safety was the main priority, however. The reduction an size is the result of extensive re-engineering work

54、on the engines top end.The cylinder head has a single cooling flow, which also reduces heat loss, and is made from an aluminum-copper alloy. The properties of the material give better thermo-mechanical performance. The uniform water system cools the cylinder head precisely, reducing the amount of wa

55、ter used and simplifying the process.A double-wall crankcase was developed for the project to reduce the noise radiated from the engine by three decibels; significant in terms of customer perception, says PSA. A fast response throttle intake system is actuated when engine is shut-off to avoid any vi

56、bration when the driver stops the car. And two counter-rotating balance shafts keep vibration on the inline unit to a minimum.xxxvnThe engine will be manufactured at PSAs tremery plant in France, the worlds largest diesel factory. In 2005, its 4637 engineers and production workers produced 1.2 milli

57、on units.The facility uses batch production to avoid assembly errors caused by changing from one model to another. The batches are very large with several hundred identical engines following each other on the line.The 2.2-litre unit will be subject to the same “red card“ sysem as others at the plant

58、. Engines are checked after each assembly station. If a defect is spotted, the complete engine is scrapped. No reworking can be performed on the line, so that high quality is built into every engine from the outset. It sounds costly, but PSAs research has shown that the reduction in warranty costs g

59、reatly outweighs any additional production costs.The overall investment for designing and producing the new engine is EUR 212m (RMB 2.1bn). research and development costs came to EUR 127m (RMB 1.3bn). By using existing tooling with only specific technical improvements, production investment was limi

60、ted to just EUR 85m (RMB 850m).More than 300 people will be assigned to production of the engine. Built on the same line as PSAs 2.0-litre engine, the use of existing tooling and processes meant that it took just 3300 hours of training for the operators to adapt their skills to the changes in their