輪式裝載機行走系統(tǒng)及其裝置設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 學科門類： 單位代碼 ： 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 輪式裝載機行走系統(tǒng)及其裝置設(shè)計 學生姓名 所學專業(yè) 班 級 學 號 指導教師 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 二 *年 摘要 裝載機 是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、 水 電 、港口、礦山等建設(shè)工程的土石方施式 機械 ，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、 等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕 度鏟挖作業(yè)。 本文主要針對在我國應(yīng)用最普遍的輪式裝載機行走機構(gòu)展開研究，進行了綜合闡述，首先針對輪式裝載機的發(fā)動機進行了選型，確定了各項基本參數(shù)；對裝載機液力傳動系統(tǒng)的主要部件液力變矩器工作原理進行了比較詳細的闡述；介紹了變速箱的工作原理、作用、種類以及在設(shè)計時要考慮的因素并且針對輪式裝載機進行了變速箱的選擇和參數(shù)的選?。粚鲃酉到y(tǒng)中重要部件萬向節(jié)以及傳動軸的介紹；接下來是本文的重點 行走機構(gòu)驅(qū)動橋的設(shè)計：包括對差速器的原理介紹和相關(guān)計算，主傳動齒輪和軸的校核，輪邊減速器的簡單介紹；最后是對車架、輪胎等的相 關(guān)簡單介紹和選取以及通過能力參數(shù)的介紹。 輪式裝載機 要求行走系有較好的附著性能和通過性能，且行駛阻力小和行駛平順性好，以適應(yīng)各種條件下的行走、爬坡和轉(zhuǎn)彎等作業(yè)的需要。 關(guān)鍵詞：選型；介紹；校核；設(shè)計；參數(shù)； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he is in so on of it in so on to so on to at in to to on at to on on to of of as as on in of To in as as is to is to so on as as to is of to so on 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目錄 前言 1 1 發(fā)動機 3 代工程機械用柴油機的特點 3 動機的選型 4 式 裝載機發(fā)動機相關(guān)參數(shù)確定 5 2 液力變矩器 6 力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理 7 式裝載機液力變矩器選型及工作原理 8 力變矩器的相關(guān)計算 9 3 變速箱 11 式裝載機的行星式動力變速箱 12 式裝載機變速箱的主要參數(shù) 14 4 萬向節(jié)與傳動軸 16 字軸式萬向節(jié)構(gòu)造與工作原理 16 接式車架萬向節(jié)的布置 18 動軸 19 5 驅(qū)動橋 21 速器 21 式裝載機驅(qū)動橋 22 6 操縱系統(tǒng) 39 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 胎式裝載機轉(zhuǎn)向系 39 胎式裝載機制動系 41 7 行走系 41 架 41 橋 41 胎與輪輞 41 架 43 胎式裝載機的通過能力 43 8 結(jié)論 45 致謝 46 參考文獻 47 附錄 A 譯文 48 附錄 B 外文文獻 53 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 前言 輪胎式 裝載機 是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、 水 電 、港口、碼頭、煤炭 、礦山、水利、國防等工程和城市建設(shè)等場所的鏟土運輸 機械 。它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。它是工程機械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷量及市場需求最大的機種之一。國民經(jīng)濟的發(fā)展與國家基建規(guī)模及資金投入的增大，促進了我國裝載機行業(yè)的迅速發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)由 1980 年的 20 家增至現(xiàn)在的 100 余家，初步形成了規(guī)格為 0t 約 19 個型號的系列產(chǎn)品，并已成為工程機械主力機種。我過裝載機起步于50 年代末。 1958 年，上海港口機械廠首先測繪并繪制了 67 90、斗容量為 1 3m 的裝載機。這是我國自己制造的第一臺裝載機。該機采用單橋驅(qū)動、滑動齒輪變速。 1964 年，天津工程機械化研究所與天津交通局于 1965 年聯(lián)合設(shè)計了 鉸接式裝載機。 1 就輪胎式裝載機的行走機構(gòu)而言，按行走 裝置的不同，裝載機分為 輪胎 式和履帶式兩種，用于支承整機并保證其行駛和作業(yè)，即承受整機重量及傳動系和操縱系傳來的力和力矩，以及承受推動整機的牽引力、停止時的制動力、轉(zhuǎn)向時的橫向力和作業(yè)時工作機構(gòu)傳來的各種力。 輪式裝載機 要求行走系有較好的附著性能和通過性能，且行駛阻力小和行駛平順性好，以適應(yīng)各種條件下的行走、爬坡和轉(zhuǎn)彎等作業(yè)的需要；有合理的 行走速度，既要保證行走的機動靈活，又要保證原動機功率和行走裝置的結(jié)構(gòu)尺寸不宜太大；有較大的承載面積，以保證對地的比壓小和機器作業(yè)的穩(wěn)定性，當行走裝置承載面積不夠大時，作業(yè)時需設(shè)穩(wěn)車機構(gòu)；組成行走系的各零部件，必須有足夠的強度和剛度。車輪是支承輪胎式機械的重量；保證與地面有良好的附著性能、傳遞驅(qū)動力矩和制動力矩；改變輪胎式機械的行駛方向，以及與懸架共同緩和底盤在行駛過程中由于不平路面所受到的沖擊，并衰減由沖擊而引起的振動。 我們首先有必要介紹輪式裝載機的構(gòu)成。如圖 1 所示為輪式裝載機構(gòu)成簡圖，按其功能，輪式裝載 機一般可以分為行走系統(tǒng)、工作裝置系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。 裝載機的工作裝置是由鏟斗、動臂、搖臂、連稈、轉(zhuǎn)斗油缸和動臂油缸等構(gòu)成的連桿機構(gòu)；動臂與前車架及動臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動臂的升降采用液壓驅(qū)動。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 1 輪式裝載機構(gòu)成簡圖 輪式裝載機行走機構(gòu)的組成如圖 2： 圖 2 輪式裝載機行走機構(gòu)構(gòu)成框圖 式裝載機的行走系統(tǒng)一般采用機械傳動，鉸接式車架，液壓轉(zhuǎn)向，鉗盤式制動器，為改善牽引性能，一般在發(fā)動機與變速箱之間設(shè)置液力變矩器，以減少變速箱檔位數(shù)，增強自動適應(yīng)性。 此次畢業(yè)設(shè)計就將圍繞著以上的行走機構(gòu)的幾個部分，重點是圍繞變速器、主傳動和差速器展開的設(shè)計。第一次做這樣大的專業(yè)設(shè)計，不足之處甚多，盼望老師提出寶貴的修改意見 ，鞭策學生不斷進步。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 發(fā)動機 由于工程機械的一系列使用特點，以及對其發(fā)動機的許多特殊要求，目前工程機械用柴油機已經(jīng)發(fā)展成為一類單獨 的品種。下面將就次類發(fā)動機在結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)方面的特點作一概要的分析介紹，選出適合本設(shè)計用的發(fā)動機型號并確定相關(guān)參數(shù)。 代工程機械用柴油機的特點 油機的型式 工程機械無論采用何種動力傳動方式，都是以內(nèi)燃機作為動力裝置，主要采用柴油機，這是因為工程機械功率較大（如鏟土運輸機械一般都在 60上，而且逐步向大型發(fā)展），柴油機的經(jīng)濟性比汽油機好。 現(xiàn)代工程機械，以裝置水冷四沖程柴油機作為動力源的占絕對優(yōu)勢，只有少數(shù)幾種機型，采用風冷或二沖程 柴油機作為動力源。這說明，盡管風冷式柴油機對環(huán)境溫度的適應(yīng)性強（其缺水、氣溫變化幅度大的沙漠及高原地區(qū)有顯著優(yōu)點），但是，與其相比，水冷式柴油機在結(jié)構(gòu)堅固性，使用可靠性，冷卻效果，以及工藝性方面都優(yōu)于風冷式柴油機。因此，現(xiàn)代工程機械在選用動力源時，優(yōu)先選用的還是水冷式柴油機（風冷式柴油機由于不存在漏水問題，故其多用于振動壓路機上）。 由于增壓技術(shù)的迅速發(fā)展，柴油機在升功率、比質(zhì)量方面的優(yōu)越性正在日益提高。由此可見，水冷四沖程柴油機用于工程機械上的優(yōu)勢仍將繼續(xù)保持。 在燃燒室的型式方面，目前的發(fā)展趨勢以直噴式 占主導地位。在 45缸徑 95上的工業(yè)用柴油機中，大部分采用直噴式燃燒室，直噴式燃燒室的明顯優(yōu)點是燃料經(jīng)濟性高和起動性能好。 氣缸的排列在 6缸以下者，多為直列式， 6缸以上則以 0 90 。氣缸直徑，對于 45 300發(fā)動機，缸徑多在 110 140范圍內(nèi)。功率范圍內(nèi)的擴大 明顯地以發(fā)展多缸機和增壓為主。行程缸徑比（ /部分在 范圍內(nèi)?；钊骄俣葹?8 11m /s 。平均有效壓力非增壓的四沖程柴油機多為 650800 油機的功率 工程機械用柴油機的功率范圍一直存在著不斷擴大的趨勢，目前的功率范圍是 45600柴油機的功率主要集中在 45 300間。超過 300拖拉機常常采用兩邊履買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 帶由兩臺發(fā)動機分別驅(qū)動的雙排傳動系。作為增大柴油機功率的主要手段 擴大排量（主要是發(fā)展多缸機）和強化發(fā)動機存在著平行發(fā)展的趨勢。 考慮到工程機械對發(fā)動機的可靠性和耐久性有較高的要求，通常在選擇額定功率時，適當?shù)亓粲袃?。柴油機裝車的額定功率一般定得低于它的工作功率。從有關(guān)的數(shù)據(jù)了解，絕大部分機型取最大 1h 功率的 90% 72%作為它的額定功率。這一數(shù)值的下限較低是因為部分機型由于柴油機系列化的關(guān)系，而對同一機型的柴油機采取了不同的調(diào)整（改變轉(zhuǎn)速和供油量），以滿足幾種功率的要求。因而，可以認為裝車額定功率至少較最大 1h 功率低 10%是合適的。 油機的轉(zhuǎn)速 由于工程機械的工作速度較低，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速雖然逐年有所提高，但上升的幅度不大。大約都將發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速取為 2000 2400 /間。 動機的選型 設(shè)計工程機械時，通常需要在現(xiàn)有的柴油機系列中選擇一種適用的機型，或者根據(jù)車輛的要求提出設(shè)計新的柴油機機型。不論何種情況，發(fā)動機的選型問題總是我們首先需要解決的問題。這里僅就發(fā)動機選型時所需考慮的一般問題歸納如下： 1） 在選擇何種標定功率作為發(fā)動機裝車的額定功率時，應(yīng)適當留有儲備，而不能片面地追求發(fā)動機的升功率和比質(zhì)量指標。這樣的改善發(fā)動機的可靠性和耐久性顯然這里宜取 90%的最大 1h 功率或 12h 功率作為發(fā)動機是有好處的。裝車的額定功率。 2） 發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不宜過低。過低的轉(zhuǎn)速不僅使發(fā)動機的體積龐大，質(zhì)量增加，而且由于排量增大（與同功率發(fā)動機相比）必然會增加啟動上的困難。目前高速柴油機在技術(shù)上轉(zhuǎn)速達到 3000 /完全可以的。但是過高的轉(zhuǎn)速會加重傳動系的負擔。對于工業(yè)車輛來說，一般以選擇在 1800 2200 /宜。 3） 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)最好能達到 慮達到上述要求在技術(shù)上的困難，一般圍內(nèi)也是允許的。但最低不得低于 度適應(yīng)性系數(shù)圍內(nèi)。 4）發(fā)動機應(yīng)該具有較高的結(jié)構(gòu)剛度，能承受沖擊、振動，同時還應(yīng)工作可靠，經(jīng)久耐用。 5）發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)應(yīng)對環(huán)境溫度的變化具有良好的適應(yīng)能力，能保證在 40 C的條件下可靠工作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6） 發(fā)動 機的啟動應(yīng)方便，迅速，可靠。發(fā)動機的啟動裝置應(yīng)保證在 的低溫下能可靠起動。 7） 發(fā)動機操縱應(yīng)簡單，維修應(yīng)方便。 輪式裝載機發(fā)動機相關(guān)參數(shù)確定 3 表 1動機主要技術(shù)參數(shù) 號 重要技術(shù)參數(shù) 單位 參數(shù)值 1 2 發(fā)動機型號 額定功率 - 6135150 3 4 5 發(fā)動機氣缸數(shù) 缸徑行程 最大功率 - 6 135 140 162 6 7 8 9 10 最大力矩 輪距 軸距 額定轉(zhuǎn)速 最大行駛速度 “ W”燃燒室 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 液力變矩器 自 60 年代以來，工程機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面最重大的變革之一，便是液力機械傳動的廣泛采用。最常用的形式是在發(fā)動機和變速箱之間，插入一個液力變矩器，從而產(chǎn)生以下效果： 1）改善工程機械的牽引性能，使機器隨著外負荷的變化，在一定范圍內(nèi)，自動改變其牽引力和速度。 2）可以適當減少變速箱的檔數(shù)； 3）發(fā)動機的扭振不會傳動傳動系，傳動系的過載可不影響發(fā)動機。 4）可以 方便地實現(xiàn)動力換檔，即在傳遞全部力矩的情況下?lián)Q檔。 5）可以使操作簡便，操作省力。 6）可以使保養(yǎng)簡便。 液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理 液力變矩器（圖 2要由三個具有葉片的工作輪組成，即可旋轉(zhuǎn)的泵輪 4和渦輪3，以及固定不動的導輪 5。各工作輪通常用高強度的輕合金精密鑄造，或用鋼板沖壓焊接而成。泵輪 4通常與變矩器殼體 2連成一體，用螺栓固定在發(fā)動機曲軸 1后端的接盤上。殼體 2做成兩半，裝配后用螺栓連接或焊成一體。渦輪 3經(jīng)從動軸 7傳動軸傳出動力。導輪 5則固定在不動的套管 6上。所有工作輪在變矩器裝配好以后 ，共同形成環(huán)形的內(nèi)腔。圖 2力變矩器示意圖 123456 78 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2- 3- 4- 5- 6- - 8- 下面將結(jié)合圖來說明液力變矩器的工作原理。為便于說明，設(shè)發(fā)動機轉(zhuǎn)速及負荷不變，即液力變矩器泵輪的轉(zhuǎn)速n為常數(shù)， a）當數(shù)、 n=0時 b） 當數(shù)、 n逐漸增加時 圖 2液力變矩器工作原理圖 a) as n=0 b) n械起步之前，渦輪轉(zhuǎn)速 n為零，此時工況如圖 2作液在泵輪葉片帶動下，以一定的絕對速度沿圖中箭頭 1的方向沖向渦輪葉片。因為渦輪靜止不動，液流將沿著葉片流出渦輪并沖向?qū)л?，液流方向如圖中 2所示。然后液流再從固定不動的導輪葉片沿圖中箭頭 3所示方向回流入泵輪中。液流流過葉片時，由于受到葉片的作用，方向發(fā)生 變化。設(shè)泵輪、渦輪和導輪對液流的作用力矩分別為圖 2示，根據(jù)液流受力平衡條件，得 w b M（ 2 由于液流對渦輪的沖擊力矩變矩器輸出扭矩）與渦輪對液流的作用力矩 此： w b M M （ 2 顯然，此時渦輪力矩 M 數(shù)值上大于泵輪力矩 液力變矩器起了增大力矩的作用。 當液力變矩器輸出的力矩， 經(jīng)傳動系傳到驅(qū)動輪上產(chǎn)生的牽引力足以克服工程機械起動時買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 的阻力時，機械即起步并加速，與之相連系的渦輪轉(zhuǎn)速時液流在渦輪出口處不僅具有沿葉片方向的相對速度 w ，而且具有沿圓周方向的牽連速度 u ，因此沖向?qū)л喨~片的液流的絕對速度 圖 2b）所示。因原來假設(shè)泵輪轉(zhuǎn)速不變，故循環(huán)圓中液流在渦輪出口處的相對速度 w 不變。因渦輪轉(zhuǎn)速在變化，故牽連速度 u 也起變化。由圖可見，沖向?qū)л喨~片的液流的絕對速度 v 將隨著牽連速度 u 的增加（即渦輪轉(zhuǎn)速逐漸向左傾斜，使導輪上所受力矩值逐漸減小。當渦輪轉(zhuǎn) 速增大到某一數(shù)值，由渦輪流出的液流（如圖 2b）所示方向）正好沿導輪出口方向沖向?qū)л啎r，由于液流流經(jīng)導輪其方向不改變，故導輪力矩是泵輪對液流的作用力矩。 若渦輪轉(zhuǎn)速流絕對速度 圖中 v 所示方向，液流對導輪的作用反向，形成背壓，導輪力矩方向與泵輪方向相反，則渦輪力矩為泵輪與導輪力矩之差，即w b M，這時變矩器輸出力矩 當渦輪轉(zhuǎn)速于工作液在循環(huán)圓中的循環(huán)流動停止， ，不能傳遞動力。 式裝載機液力變矩器的選型及工作原理 液力變矩器按功率是否 分流，可分為液力變矩器和液力機械變矩器兩大類。 由液力變矩器和二自由度的機械元件組成的雙流或多流傳動稱為液力機械變矩器。它把輸入功率分流，然后又總合到輸出軸上。 液力機械變矩器按照分流在變矩器內(nèi)部實現(xiàn)或外部實現(xiàn)，分為內(nèi)功率分流和外功率分流兩大類。 首先，發(fā)動機以一定的速度旋轉(zhuǎn)，輸出扭矩，從而帶動泵輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)，泵輪內(nèi)的葉片攪動輪內(nèi)工作液，使工作液以離心相對運動的方式自泵輪外流。此時液流具有了較高的速度，發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)化為液流的液能。 1） 自泵輪流出后，經(jīng)入口閥和導輪進入變矩器，由于 載機采用的是變矩器是 雙渦輪結(jié)構(gòu)，則高速液流開始沖擊一級渦輪和二級渦輪葉片，是渦輪的工作葉片發(fā)生被迫性旋轉(zhuǎn)。此時，液流一方面沖擊葉片，將液能轉(zhuǎn)化為壓能，與渦輪葉片做牽連相對運動，另一方面也在葉片間做離心相對運動。但此時葉片受到的力矩并非只有流入液體的沖擊力矩，還有來自于導輪的阻礙力矩，因為液流自一、二級渦輪油路流出后進入導輪，盡管導輪是固定不動的，但它承受著來自于渦輪的液流扭矩，同時它便反作用于液流一個力矩，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 使液流的速度和方向發(fā)生改變，由于渦輪與導輪旋向相反，導輪便通過液流向渦輪施加了反方向的力矩。因此，渦輪葉片實際上手到了泵 輪流出工作液沖擊力矩和垃圾于導輪的阻礙力矩的共同作用，這兩種力矩共同作用于渦輪葉片，使其旋轉(zhuǎn)，帶動了一、二級輸出齒輪工作，從而將液能轉(zhuǎn)化為輸出齒輪的機械能。 下面我們結(jié)合圖再深入了解一下。如圖 2雙渦輪液力機械變矩器簡圖。泵輪 1 和主動軸 4 連接。第一渦輪 2 連接，中間軸 5 上裝有齒輪 6。第二渦輪 2 裝在空心軸 12 上，空心軸上又裝有齒輪 11。齒輪 10 固裝在從動軸 7 上，與齒輪 11 相嚙合。齒輪 8 經(jīng)超越離合器 9 裝在從動軸 7 上，與齒輪 6 相嚙合。導輪 3 經(jīng)套管固定在殼體上。 圖 212 2 3456 789101112 -3 - 2 - 2 - 3- 4- 5- 6- - 8- 9- 10- 11- 12- 負荷小時，第二渦輪 2 轉(zhuǎn)速提高，第一渦輪經(jīng)由齒輪 6、 8 減速，致使齒輪 10 的轉(zhuǎn)速超過齒輪 8 的轉(zhuǎn)速，超越離合器 9 脫開，第一渦輪 2傳遞扭矩，主動軸 4 經(jīng)泵輪 1 只通過渦輪 2 、齒輪 11、 10 將動力傳給從動軸 7。 負荷增大時，迫使渦輪 2 轉(zhuǎn)速降低，到1，齒輪 10 轉(zhuǎn)速降低到和齒輪 8 轉(zhuǎn)速相同時，超越離合器 9 楔緊，于是渦輪 2 按一定的速比旋轉(zhuǎn)，主動軸傳給泵輪的功率流分為兩路：一路經(jīng)渦輪 2 、齒輪 11 和 10 傳給從動軸 7；另一路經(jīng)渦輪 2I、齒輪 6、 8和超越離合器 9 總合到從動軸 7 上。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 液力變矩器的相關(guān)計算 4 我們先由下列公式來確定液力變矩器的傳動比： 310 0 . 1 42200n （ 2 確定液力變矩器的變矩系數(shù)： 4 （ 2 確定液力變矩器的效率 0 . 1 4 4 . 7 5 0 . 6 8w w wb b n （ 2由 251 1 1M n D（ 2 式中 1M、1n 分別為柴油機的額定扭矩和額定轉(zhuǎn)速； 1 與變矩器最高效率對應(yīng)的泵輪力矩系數(shù)； 變矩器內(nèi)油液重度； D 變矩器的有效直徑。 對于裝載機來說，它是依靠整機的牽引力和鏟斗的提升力同時作用而完成鏟裝作業(yè)的。此時，在挖掘和裝載 作業(yè)的過程中，工作裝置泵往往要消耗發(fā)動機很大的一部分轉(zhuǎn)矩和功率，約占額定轉(zhuǎn)矩和功率的 40% 60%，即： 對于鉸接式輪式裝載機的兩種工況，分別代入柴油機額定力矩的 40% 60%，再由 1n=2200（ /；計算出液力變矩器的有效直徑為： 15 21=315 （ 2 據(jù)統(tǒng)計，裝載機裝載作業(yè)占總作業(yè)時間的 90% 96%，所以，確定變矩器有效直徑時應(yīng)著重考慮裝載工況而兼顧運軸工況。裝載機變矩器有效直徑靠近裝載工況是合理的 . 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 變速箱 內(nèi)燃機的力矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍都比較小，而工程機械作業(yè)和運行時要求牽引力和行駛速度的變化范圍很大。工程機械要求進退自如，而內(nèi)燃機卻不能逆轉(zhuǎn)，因此要設(shè)置變速箱來滿足這兩個要求。 詳細的說，變速箱的作用是： 1）增扭減速，即降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，增大扭矩； 2）變扭變速，工程機械作業(yè)時，牽引阻力變化范圍大，而內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和扭矩的 變化范圍不大，即使用液力機械式傳動，采用了液力變矩器也不能滿足要求，因此必須通過變換變速箱排檔以改變傳動系的傳動比，改變工程機械的牽引力和運行速度，以適應(yīng)阻力的變化； 3）實現(xiàn)空檔，以利于發(fā)動機起動和發(fā)動機不熄火的情況下停車； 4）實現(xiàn)空擋，以改變運行方向。 變速箱主要用于機械傳動與液力機械傳動的工程機械。它的結(jié)構(gòu)各不相同，但可以歸為兩類，即人力換檔變速箱和動力換檔變速箱。 人力換檔變速箱多用于機械式傳動系。又分滑動齒輪式和套合器式等。 動力換檔變速箱又分為定軸式動力換檔變速箱和行星式動力換檔變速箱。它多用 于液力機械式傳動系，也可用于機械式傳動系，如 12G 型平地機。采用油壓操縱的摩擦式離合器或制動器進行換檔，操縱輕便，簡單迅速，換檔不必停車，換檔過程動力切斷時間很短，使生產(chǎn)率相應(yīng)提高；但動力換檔變速箱結(jié)構(gòu)復雜，要求制造精度高，否則易發(fā)生漏油、發(fā)熱、咬死等故障。 在現(xiàn)代的工程機械中，輪胎式裝載機、鏟運機、平地機等多采用動力換檔變速箱；單斗挖掘機、履帶式裝載機、盾構(gòu)機械、掘進機等多采用液壓傳動，大型工程用的與礦山用的汽車，以及履帶式推土機、輪胎式推土機等多為液力機械傳動。因此，人力換檔變速箱用的越來越少。 了解了 變速箱的概況后，下面我們將詳細了解設(shè)計的 輪式裝載機的行星式動力換檔變速箱 5 輪式 裝載機變矩器 變速箱的結(jié)構(gòu)圖，可簡化為圖 3簡圖可見， 輪式 裝載機的變速箱是較簡單的行星齒輪變速箱，檔數(shù)較少，只有兩個前進檔、一個后退檔。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 3式 裝載機的變矩器 12 - 一級渦輪； 2 34由輪）； 5 ； 6制動器 ； 789 2 - 2 - of 3- 4- 5- ; 6- ; 7- 8- 9- 變矩器 首先讓我們先再次熟悉下輪式 裝載機采用的雙渦輪機械變矩器。變矩器 泵輪與發(fā)動機飛輪相連，一級渦輪和二級渦輪分別由兩根軸將動力傳遞給變速箱，二級渦輪軸套裝在一級渦輪軸上。一級渦輪經(jīng)一對減速齒輪、再經(jīng)大超越離合器（自由輪） 4 將動力傳給變速箱輸入軸。二級渦輪經(jīng)一對增速齒輪將動力直接傳給變速箱輸入軸。如圖 3 高速輕載時，二級渦輪被動齒輪 動齒輪 由輪脫買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 開，一級渦輪空轉(zhuǎn)，二級渦輪單獨傳遞動力。阻力增大，則齒輪 于低速重載狀態(tài)，當二級渦輪被動齒輪 的轉(zhuǎn)速時，自由輪接合， A、 B 兩齒輪形成一體，一級渦輪與二級渦輪一起傳遞動力，變矩系數(shù)增大。 這種雙渦輪變矩器兩級渦輪分別傳出動力，與超越離合器組合形成自動變速，既可使高效率范圍寬（指小傳動比時），又可以得到較大的變矩系數(shù)， K =般三元件的變矩器 K =實際作用相當于變矩器加上一個二檔自動變速箱，隨外負荷變化自動換檔（不需司機操縱）。因此它彌補了變速箱檔數(shù)少的不足，變速箱二進一退也就認為滿足使用要求了。 變速箱 參看圖 3變速箱由兩個行星排 、 制動器 5、制動器 6、離合器 7等組成。兩行星排的太陽輪、行星輪、齒圈的齒數(shù)都分別相同。兩行星排的太陽輪制成一體，經(jīng)花鍵與變速箱的輸入軸、離合器的主動軸相連，前行星排齒圈、后行星排行星架和離合器的變速箱的輸出軸三者經(jīng)花鍵等連成一體。在前行星排行星架和后行星 排齒圈上分別設(shè)制動器 5和6。 前進低速檔：制動器 6接合，將后行星排齒圈剎住不轉(zhuǎn)，這時前行星排不起作用，僅后行星排傳動。如圖 3b）所示。 傳動比（速比） t j qq j tn n z Kn n z t j j qn n K n K n ( 1 ) 0t q n K n （ 3 式中 太陽輪轉(zhuǎn)速； 齒圈轉(zhuǎn)速； 行星架轉(zhuǎn)速。 低速檔時，將 代入，得傳動比 1 4 . 7 5 1 5 . 7 5 （ 3 前進高速檔時：如圖 3c）所示。離合器接合，輸入軸和輸出軸直接經(jīng)離合器連接，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 前后行星排均不起作用，得直接檔 ， i=1。 后退檔：如圖 3d）所示。制動器 5接合，將前行星排行星架剎住，此時后行星排不起作用，僅前行星排傳動，其傳動速比 4 。 輪式裝載機變速箱的主要參數(shù) 6 如果把行星式動力換檔變速箱與定軸式動力換檔變速箱相比，其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小（因為分散經(jīng)幾個齒輪傳動，零件受力平衡，支承軸承和殼體受力?。?；可以采用較小模數(shù)的齒輪（因幾個齒輪傳力）和較小尺寸的軸與軸承（因受力平衡）；結(jié)構(gòu)剛度大，因而齒輪接觸良好，工作壽命長；在結(jié)構(gòu)上可以多采用制動 器代替部分離合器，采用固定油缸和固定密封，盡量避免采用旋轉(zhuǎn)密封和旋轉(zhuǎn)油缸，從而提高了動力換檔油壓操縱系統(tǒng)的工作可靠性。而且制動器布置在傳動系外周，尺寸大，工作容量大，這一點在大功率機械上優(yōu)越性特別明顯。其缺點是：結(jié)構(gòu)復雜，零件多，制造困難（行星架、齒圈加工都比較復雜），選擇傳動方案、湊速比等設(shè)計工作也比較費事。但從總體而言，應(yīng)是行星式優(yōu)于定軸式。 表 3星式動力換檔變速箱的結(jié)構(gòu)特征和主要參數(shù) -1 號 結(jié)構(gòu)部件 單位 參數(shù)值 1 行星齒輪模數(shù) 行星排數(shù) 2 3 操縱元件數(shù) 其中制動器 其中離合器 3 2 1 4 檔數(shù) 前進 后退 2 1 5 變速箱速比范圍 1 行走速度 前進 前進檔 后退 10 0 35 0 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 萬向節(jié)與傳動軸 十字軸式萬向節(jié)的構(gòu)造與工作原理 工程機械經(jīng)常需要折線傳力，為了使軸線平行或相交的兩根軸連接以傳遞動力，因而就出現(xiàn)了萬向節(jié)。圖 4示為十字軸萬向節(jié)的構(gòu)造。萬向節(jié)的原理如圖 4 圖 4向節(jié)的構(gòu)造 圖 4向節(jié)原理圖 1234 56789 - 2- 3- 4- - 6- 7- 8- 9- 使十字架的中心 O 與1P、2，但其瞬時傳動比隨其位置而隨時變化。因此，若軸 對其變化情況分析如下： 如圖 4a）所示：設(shè)原動軸1動軸21，22，兩軸的夾角為 。 當十字架視為與2 22 （ 4 當十字架視為與 11c o （ 4 在此位置 12（ 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 故得 21co s （ 4 兩軸轉(zhuǎn)過 90度，至 P 軸的叉面在紙面內(nèi)，而2圖 3b）所示，設(shè) 2，同理取 11 22c o 同理因 12 得 12 （ 4 每轉(zhuǎn) 90度， 從 2變到 2，依此類推，因此 112c o s c o s 兩軸的傳動比 121 c o sc o （ 4 圖 4向節(jié)原理簡圖 見，單萬向節(jié)當兩軸夾角 越大，角速度2的變化幅度就越大，因而產(chǎn)生角加速度，產(chǎn)生振動，不利于機器以均勻的速度運行。欲除次弊，就采用了雙萬向節(jié)。其簡圖如圖 4傳動軸 動軸 C 的兩部分用滑動花鍵相連，允許自動調(diào)節(jié)其長度。雙萬向節(jié)可以連接兩平行軸（圖中 4或兩相交軸（ 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ a） （ b） 圖 4不是說采用了雙萬向節(jié)就解決了瞬時速比始終等于 1的問題。欲使任何瞬時主動軸與被動軸的角速度始終相等，還要滿足下列兩條件： 1） 間軸 1之間的夾角必須等于中間軸 2之間的夾角，即 12。 2）中間軸 這樣，才能得到恒等于 1的傳動比 。 采用雙萬向節(jié)，使中間軸兩端叉面在同意平面內(nèi)，使中間傳動軸與原動軸及從動軸的夾角均相等，是使主、被動軸瞬時角速度始終相等必須具備的三個條件。夾角 僅允許用到 30 ，否則中間傳動軸的旋轉(zhuǎn)不均勻度太大。所以 角應(yīng)盡量小一點，一般不大于 20 。 鉸接式車架萬向節(jié)的布置 7 車架鉸點 O 必須布置在縱向中心線 上，但究竟是靠近前軸好一點？還是靠近后軸好一點？或者與前后軸等距離好一點？現(xiàn)在看來還沒有什么原則性的問題需要考慮，因此可以由總體布置時各機構(gòu)配置的具體需要來確定。不過鉸點如距前后軸等距離，則轉(zhuǎn)彎時前后輪沿同一車轍滾動，否則就有內(nèi)輪差，行駛時要注意。另外，也使土方機械運行阻力增加。 如何布置鉸點下面的萬向節(jié)軸？如圖 4示，萬向節(jié)鉸點 A 與 B 應(yīng)與 O 點等距離，這樣鉸接車架前后部偏轉(zhuǎn)一個角度 時，由于 O，則122（圖 4滿足瞬時速度相等的傳動條件。 如不布置在中間而且偏離較大時，則車架偏轉(zhuǎn)時，21 ,不能滿足等速傳動條件。因此，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上采取措施避免。（如圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 4接式車架萬向節(jié)布置圖 12變速箱； 3 - 2 3- 傳動軸 傳動軸的功用是傳遞扭矩，將變速箱輸出的動 力，傳給驅(qū)動橋。所以總