图4 第一轴
Fig4 primary shaft
4.3 其它轴的校核
由于转向轴和倒档轴属于变速箱的中间传动轴，虽然既传递转矩又承受弯矩，但弯矩对其作用很小，在此可忽略不计。故可把它们看作只传递扭矩不承受弯矩的传动轴。对于只传递转矩的圆截面轴，其强度条件为
T9.55?106P??[?]MPa ?? （16） 3Wt0.2dn式中：
?——为轴的切应力，MPa；
T——为轴所传递的转矩，N?m；
?d316Wt——为轴的抗扭截面系数，mm，对于圆截面轴Wt?P——为轴传递的功率，kW； n——为轴的转速，r/min；
3?0.2d3；
d——为轴径，mm；
[?t]——为轴材料的许用扭转剪应力MPa。
对于倒档轴
PR?P??v2带??齿轮?2.2?0.942?0.96?1.87KW nR?1300/i?1300/1.25?1040r/min T?9550?PR/nR?17N?m 故 ??21MPa?[?]?52MPa 所以，倒档轴安全。
按照上述方法同样可得出转向轴的切应力??65MPa。虽然此处的?大于许用切
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应力，但由于转向轴上的转向齿轮刚好处于1-2档齿轮与半轴齿轮的中心线上，所以1-2档齿对转向轴的作用力与半轴齿对转向轴的作用力可以抵消，因此，转向轴也是安全的。
5 齿轮的设计及校核
5.1 齿轮的设计计算
5.1.1 1-2档齿轮和中央传动齿轮
如前所述，1-2档小齿轮的齿数取z?12,m?2.5，变位系数取??0.85。一档大齿轮的齿数取z?82，则一轴到二轴的传动比i1?2?82/14?6.83。由于一档的传动比
i1?47.15，所以可以确定从二轴到从动轴的传动比i2?3?47.15/6.83?6.9。 5.1.2 从动轴齿轮
前面的计算已确定从中央传动齿轮到从动轴齿轮的传动比，为了匹配中央传动齿轮的齿顶圆直径，尽量使从动轴齿轮的齿顶圆直径与之相近。从动轴齿轮模数m?3，中央传动齿轮的齿顶圆直径da?m?(z?2)?210mm。因此，初步确定从动轴齿轮的齿数z?(210/m)?2?68。从而，跟从动轴齿轮有啮合关系的转向齿轮齿数也可初步确定z?68/6.9?10，相应地从动轴齿轮的齿数修正为z?69。 5.1.3 倒档齿轮
倒档齿轮是一个中间过渡齿轮，其齿数的多少不影响总传动比，因此暂取zR?15。由于倒档齿轮是和一档齿轮啮合，所以取模数m?2.5。
各挡齿轮主要参数如下表3所示。
表3各挡齿轮主要参数表
Table3 Each block gear main parameter table
齿 轮 齿数（z） 模数（m） 变位系数 （?）
z1 17 2.5 0.85 z2 12 2.5 0.85 z3 77 2.5 0 z4 82 2.5 0 z5 10 3 0.896 z6 69 3 0 zR 15 2.5 0.34
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5.2 齿轮的校核
5.2.1 齿面接触疲劳强度校核
根据齿轮接触强度计算公式
1?H? 式中：
Fn?1?2?2?b1??121??2?E1E2 （17）
?1Fn——法向力；
?——曲率半径； ?——传动比；
E——综合弹性模量。
对于半轴齿轮
Ft2T??315.65N co?sdco?sd?1?sin??5mm2
d?2?sin??35mm2 Fn?一对标准齿轮的齿面接触强度按下面公式计算
(??1)3KT1?[?H]MPa ?H?305 （18）
?ba2其中：
载荷系数K?1.6，传动比??8.05，a?119.5mm，b?15mm，T1?14.3N?m 故，可求得
?H?853MPa ?[?H]?1450MPa按照上述方法，同样可以计算出： 1-档齿轮的接触强度：
?H?913MPa ?[?H]?1450MPa中央传动齿轮的接触强度：
?H?315MPa ?[?H]?1450MPa倒档齿轮的接触强度：
?H?103M 4Pa?[?H]?145M0Pa13
转向齿轮是一个只有10个齿的高变位齿轮，为了方便校核，此处按正常齿进行强度校核。齿宽按照外齿b?14mm计算。由于转向齿有两个，而且从一轴传递过来的动力在转向轴除了分给两个转向齿轮外还有一个中央传动齿轮，所以转矩取三分之一计算，即T?30N?m。则转向齿轮的接触强度 ?H?1370MPa?[?H]?1450MPa。
显然，各齿轮的齿面接触疲劳强度均符合要求。 5.2.2 齿根弯曲疲劳强度校核
根据齿根弯曲疲劳强度的验算公式 ?F?式中：
m——为模数，mm；
1.6KT1YFYS1.6KT1YFYS??[?F] （19） 2bmd1bmz1； YF——为齿形系数，
YS——为应力修正系数。
对于半轴齿轮，查表得YF?2.3，YS?1.75，[?F]?380MPa 代入数值计算得：
?F?87MPa ?[?F]?380MPa按照上述方法可依次算出： 1-2档齿轮的齿根弯曲疲劳强度：
?F?103 MPa?[?F]?380MPa倒档齿轮的齿根弯曲疲劳强度：
?F?105 MPa?[?F]?380MPa中央传动齿轮的齿根弯曲疲劳强度：
?F?140 MPa?[?F]?380MPa转向齿轮的齿根弯曲疲劳强度：
?F?304 MPa?[?F]?380MPa因此，各挡齿轮的齿根弯曲疲劳强度也符合要求。
6 轴承的选择及寿命校核
6.1 轴承的选择
轴承是一种支承旋转轴的组件。根据轴承中摩擦性质不同，分为滑动轴承和滚动轴承两大类。滚动轴承是标准件，由于它具有摩擦力小、结构紧凑、功率消耗小等优点，已被广泛应用在机器、仪表等多种产品中。
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滚动轴承依靠其主要元件间的滚动接触来支承轴的，其相对运动表面间的摩擦为滚动摩擦。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、易启动、效率高、润滑和维护简便、易于互换、运转精度高、轴承组合结构较简单、轴向结构紧凑、不需用有色金属、标准化程度高、设计简单等优点；而其缺点主要是抗冲击能力较差、高速重载下寿命较低且振动及噪音较大、径向尺寸比滑动轴承大[3]。
由于以上特点，因此滚动轴承广泛地用于中速、中载和一般工作条件下运转的机器中。结合本次设计的变速箱的特点，此次设计采用滚动轴承。由于半轴和其他轴的受力情况不一样，故半轴选用推力球轴承，其他轴选用深沟球轴承。
6.2 轴承的寿命校核
轴承寿命计算公式
106C??() （20） Lh? 60nP式中：
n——为转速，r/min；
C——为基本额定动载荷，N；
P——为当量动载荷，N，P?Fr?2T/d；
?——为寿命指数，对于球轴承??3[4]。 对半轴处的轴承进行寿命校核 P?Fr?
查表得
C?Cr?25.5KN
因为一档时的载荷最大，故按一档时的工作状态进行寿命计算，得
1 Lh?184h2T?614/35?17.5KN d以上是只转向工作时半轴轴承的工作寿命。当按照直线行驶时的状态进行寿命计算时 Lh?14000h
按照上述方法，同样可计算出：一轴处轴承的使用寿命Lh?9000h
4 转向轴处轴承的使用寿命 Lh?414h由于农田作业机是季节性的工作，所以轴承的使用寿命均符合要求。
7 键的选择及强度校核
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