杜仁義

摘要：變速箱是拖拉機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的重要組成部分，介紹拖拉機(jī)的發(fā)展過程和現(xiàn)階段的發(fā)展水平，有利于拖拉機(jī)變速箱的研發(fā)與進(jìn)步，分析拖拉機(jī)變速箱未來的發(fā)展方向，有利于看清科研前沿，掌握市場動機(jī)，變速箱的發(fā)展也將使得拖拉機(jī)的操作和工作變得更加的簡單和舒適。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)；變速箱；發(fā)展過程；前景

中圖分類號：S21903文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.03.032

0前言

我國是農(nóng)業(yè)大國，近年來我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械水平發(fā)展迅速，拖拉機(jī)作為農(nóng)業(yè)機(jī)械中保有量最多的機(jī)械，其在農(nóng)業(yè)中的作用是不可取代的。本文主要分析農(nóng)用拖拉機(jī)的傳動系統(tǒng)中變速箱的重要地位。變速箱的很多零件在拖拉機(jī)的工作中起關(guān)鍵作用，它是拖拉機(jī)未來發(fā)展的重要部件，是拖拉機(jī)技術(shù)革新的重中之重，學(xué)習(xí)和掌握拖拉機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)階段研究水平以及分析未來的發(fā)展趨勢，有利于我國的拖拉機(jī)技術(shù)向現(xiàn)代化高技術(shù)發(fā)展，有利于提高我國生產(chǎn)拖拉機(jī)的質(zhì)量和使用性能。

1拖拉機(jī)變速箱發(fā)展歷程

拖拉機(jī)所使用的變速箱按照技術(shù)發(fā)展的先后大體上可分為3種類型，包括常用的手動變速箱、后期研發(fā)的負(fù)載換擋變速箱和更為先進(jìn)的自動變速箱。

1.1手動變速箱發(fā)展

在拖拉機(jī)發(fā)展的早期，使用的主要是手動變速箱，它的結(jié)構(gòu)較為簡單，在技術(shù)上可分為：滑動齒輪換擋、嚙合套換擋以及同步器換擋三種方式，滑動齒輪換擋主要是通過主齒輪在驅(qū)動軸上來回滑動，在不同的位置上與從動齒輪嚙合，是最基礎(chǔ)的變速方式。嚙合套換擋是指在主動軸上存在一個空套齒輪，它與從動軸上的齒輪長期處于嚙合狀態(tài)，通過移動主動軸上的嚙合套，將主動軸的動力傳遞給空套齒輪。同步器換擋變速箱利用了摩擦原理，這有利于保證主從動齒輪在嚙合時有相等的圓周速度，這就使得在換擋過程中更加平順，避免了齒輪嚙合時的沖擊，確保了齒輪的使用壽命，這在拖拉機(jī)手動變速箱的發(fā)展過程中具有重要的意義。嚙合套換擋相對于滑動齒輪換擋具有體積小、換擋相對容易的優(yōu)點(diǎn)。由于滑動齒輪換擋和嚙合套換擋具有結(jié)構(gòu)簡單、加工制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以它們在拖拉機(jī)產(chǎn)生的初期應(yīng)用極為廣泛。但隨著操作者對拖拉機(jī)駕駛平順性以及變速箱使用壽命的要求日益增長，同步器換擋變速箱的優(yōu)勢也就逐漸凸顯出來。自從20世紀(jì)30年代同步器變速箱被發(fā)明，它在歐美市場的使用就越來越廣泛，這也就導(dǎo)致了滑動齒輪換擋和嚙合套換擋結(jié)構(gòu)的變速箱已經(jīng)逐漸被淘汰。對于我國，由于拖拉機(jī)技術(shù)起步較晚，現(xiàn)階段滑動齒輪換擋和嚙合套換擋結(jié)構(gòu)還在很大程度上被使用，由于手動變速箱換擋時會中斷拖拉機(jī)動力，使得拖拉機(jī)的工作效率降低，操作變得更為繁瑣，因此，隨著時代的發(fā)展，對于變速箱操作的簡化要求也就越來越高。

1.2負(fù)載換擋變速箱發(fā)展

負(fù)載換擋變速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉機(jī)上應(yīng)用，由于具有換擋過程容易，保證動力連續(xù)不斷，優(yōu)化了操作性能，提高拖拉機(jī)工作效率的特點(diǎn)，得到了很多廠家的認(rèn)可。負(fù)載換擋變速箱可分部分負(fù)載換擋變速箱和全負(fù)載換擋變速箱兩種。部分負(fù)載換擋的應(yīng)用領(lǐng)域主要在定軸輪系變速箱上。而經(jīng)過多年的發(fā)展，全負(fù)載換擋變速箱如今已達(dá)到具有12個前進(jìn)擋位的多排擋全負(fù)載換擋，這種換擋方式多用于具有摩擦元件布置的周轉(zhuǎn)輪系變速箱結(jié)構(gòu)上， 通過先進(jìn)的電液控制系統(tǒng)完成特定的執(zhí)行元件接合與分離 ， 從而實(shí)現(xiàn)全負(fù)載換擋的要求。這種變速箱廣泛的應(yīng)用于各大廠家的拖拉機(jī)上，其中包括了美國凱斯公司生產(chǎn)的 CX系列、法國雷諾公司生產(chǎn)的175 -74T2系列， 以及德國約翰迪爾公司生產(chǎn)的6000/7000系列拖拉機(jī)。

1.3自動變速箱發(fā)展

拖拉機(jī)自動變速箱與汽車上使用的自動變速箱原理和工作過程相似，不需要駕駛員參與換擋，換擋過程按照既定程序進(jìn)行，按照自動變速箱采取的傳動形式可分為液力機(jī)械式變速箱、靜液壓式變速箱以及液壓機(jī)械式變速箱三種。（1）液力機(jī)械式變速箱的主要特點(diǎn)是：其傳動通過液力變矩器或是液力耦合器與變速箱進(jìn)行串聯(lián)，使拖拉機(jī)起步更加平穩(wěn)，防止過載破壞。（2）靜液壓式變速箱的主要特點(diǎn)是：將液壓傳動裝置和變速箱串聯(lián)傳動，液壓傳動裝置負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)的全部功率，操作簡單平穩(wěn)。（3）液壓機(jī)械式變速箱的主要特點(diǎn)是：除了將液壓傳動裝置和變速箱串聯(lián)傳動外，還需要通過差動機(jī)構(gòu)功率的合流或分流，完成液壓傳動裝置與純機(jī)械傳動的選擇性傳動。自動變速箱在先進(jìn)的拖拉機(jī)上應(yīng)用的越來越廣泛。

2拖拉機(jī)變速箱的發(fā)展趨勢

（1） 擋位增多化發(fā)展。更多的擋位不僅有利于換擋頓挫感的減少，還有利于降低拖拉機(jī)的油耗，提升拖拉機(jī)的動力，同時使得拖拉機(jī)有更多的速比分配。

（2） 自動控制化發(fā)展。更多的采用電控和液壓來完成換擋動作，對操作過程做到極致簡化。

（3） 高新技術(shù)更多應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)以及自動檢測技術(shù)等更多的高新技術(shù)將應(yīng)用于拖拉機(jī)變速箱。

（4） 擋桿電子化。電子擋桿可極大的節(jié)約駕駛空間，同時使得操作進(jìn)一步簡化。

3結(jié)語

拖拉機(jī)變速箱在整個機(jī)械傳動系統(tǒng)中具有重要的作用，通過對其發(fā)展過程的研究以及對未來發(fā)展方向的分析，有利于推動我國拖拉機(jī)變速箱的發(fā)展，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化進(jìn)程的實(shí)施。