工程機械底盤構(gòu)造

第九章傳動系概述第一節(jié)傳動系的功用與類型工程機械動力裝置和驅(qū)動輪之間的所有傳動部件稱為傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)的功用是將動力裝置的動力傳給驅(qū)動輪和其他操縱機構(gòu)，工程機械之所以需要傳動系統(tǒng)而不能把柴油機與驅(qū)動輪直接相連按,主要是由于柴油機或汽油機的輸出特性具有轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高和轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍小的特點，這個特點與工程機械運行或作業(yè)時所需的大轉(zhuǎn)矩，低轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍大之間存在矛盾,為此，傳動系統(tǒng)的功用就是將內(nèi)燃機等動力裝置按需要適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)矩后傳到驅(qū)動輪上,使之適應(yīng)工程機械運行或作業(yè)的需要，此外，傳動系統(tǒng)還應(yīng)有按需要切斷動力的功能,以滿足發(fā)動機不能有載啟動和作業(yè)中換擋時切斷動力，以及實現(xiàn)機械前進與倒退等功能的要求．工程機械傳動系統(tǒng)的類型有機械式、液力機械式、電動輪式、電動式和全液壓式，中小型工程機械多用液力機械式，地下用工程機械和大型工程機械多用電動式傳動系統(tǒng),機械式、液力機械式傳動系統(tǒng)=般包括：離合器（機械式傳動系統(tǒng)）、液力變矩器（液力機械式傳動系統(tǒng)）、變速箱、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋、最終傳動等部分.電動輪式傳動系統(tǒng)包括有，交、直謊電機,交、直流線路和電動輪傳動裝置，第二節(jié)典型工程機械傳動系一、乾式裝載機的傳動系統(tǒng)簡圖圖9：1是萊型輪式裝載機的傳動系統(tǒng).它具有液力機械傳動系統(tǒng)的典型布置形式，柴油機1縱向后置,通過變矩器2與一對常嚙合齒輪將動力輸入變速箱3（同時還驅(qū)動液壓油泉），變速箱是動力換擋行星變速箱，有5個行星排構(gòu)成前進四擋與倒退叫擋，共8個擋位.從變速箱輸出的動力經(jīng)分動箱內(nèi)的一對常嚙合齒輪及萬向傳動裝置4，6給前、后驅(qū)動橋5、7，通過最終傳動，最后將動力傳給驅(qū)動輪，第284頁二、振動壓路機的傳動系統(tǒng)簡圍圖9-2是YZI日型振動壓路機傳動系統(tǒng)圖。發(fā)動機的動力通過分動箱1將動力分配給變量泵2和u以及齒輪泵3。變量泵2的壓力油分兩路傳遞，一路驅(qū)動振動輪上的行走液壓馬達6，經(jīng)行星減速器7驅(qū)動振動輪行走，另一路則驅(qū)動變速器4上的液壓馬達5，經(jīng)變速后帶動后橋14、輪邊減速器12驅(qū)動輪胎13行走。變量泵11用來驅(qū)動振動馬達8。齒輪泵3的壓力油經(jīng)轉(zhuǎn)向器10推動兩轉(zhuǎn)向液壓缸，使振動壓路機轉(zhuǎn)向.三、液壓挖掘機的傳動系統(tǒng)簡圖圖9—3為wI。Y60型挖捆機的行走傳動圖，發(fā)動機動力經(jīng)離合器分別傳至油泵傳動箱及行走變速箱,作業(yè)時變速箱處于空擋位置,行走時可通過投叉操縱有5擋前進和1擋倒退的速度，變速箱輸出的動力經(jīng)過上傳動箱，由垂直傳動軸從回轉(zhuǎn)中心通至底盤.在底盤上通過下傳動箱傳至前后驅(qū)動橋。按照行走條件的需要可第十章液力偶合器和液力變矩器液力偶合器和液力變矩器是利用液體作為工作介質(zhì)傳遞動力，二者均屬于動液傳動，即通過液體在循環(huán)流動過程中，液體動能變化來傳遞動力這種傳動稱為液力傳動。圖10—1為液力傳動最原始的原理簡圖。離心泵葉輪2在內(nèi)燃機驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，使工作液體的速度和壓力都得到提高.高速流動的液體經(jīng)管道3沖向水輪機葉輪4，使葉輪4帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)做功，這時工作液體的動能便轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。工作液體將動能傳給葉輪后，沿管道流回水槽5中,再由離心泵吸人繼續(xù)傳遞動力，工作液體就這樣作為一種傳遞能量的介質(zhì)，周而復(fù)始，循環(huán)不斷。上述工作過程，是能量轉(zhuǎn)換與傳遞過程。為完成這一工作過程，液力傳動裝置中必須具有如下機構(gòu)；①盛裝與輸送循環(huán)工作液體的密閉工作腔；②一定數(shù)量的帶葉片的工作輪及輸入輸出軸，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞;③滿足一…定性能要求的工作液體及其輔助裝置，以實現(xiàn)能量的傳遞并保證正常工作。圖lO-1所示的傳動裝置中的離心泵葉輪與水輪機葉輪相距較遠。因此,在傳動中的損失很大，效率不高（一般不大于70%），后來把它們合在一起創(chuàng)制了新的結(jié)構(gòu)型式，就是如圖中7所示的液力變矩器。在這種新的結(jié)構(gòu)中沒有離心泵和水輪機。它由工作輪（稱為泵輪、渦輪和導(dǎo)輪）所代替。液力傳動在近代車輛和工程機械中得到廣泛應(yīng)用。采用液力傳動的車輛具有如下優(yōu)點：（1）能自動適應(yīng)外阻力的變化,使車輛能在一定范圍內(nèi)無級地變更其輸出軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速，當(dāng)阻力增加時，則自動地降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩，從而提高了車輛的平均速度與生產(chǎn)率。（2）提高了車輛的使用壽命，液力變矩器是油液傳遞動力，泵輪與渦輪之間不是剛性連接，能較好地緩和沖擊,有利于提高車輛上各零部件的使用壽命。（3）簡化了車輛的操縱,變矩器本身就相當(dāng)于一個無級變速箱，可減少變速箱檔位和換檔次數(shù),加上一般采用動力換檔，故可簡化變速箱結(jié)構(gòu)和減輕駕駛員的勞動強度.在近代車輛與作業(yè)工況復(fù)雜的工程機械上，由于上述優(yōu)點更為突出，故采用液力傳動日益廣泛。但液力變矩器的缺點是效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使機械的經(jīng)濟性降低，成本提高。液力偶合器與液力變矩器是液力傳動的兩種基本型式，下面分別介紹其結(jié)構(gòu)與工作原理。第一節(jié)液力偶合器的結(jié)構(gòu)和工作原理一、液力偶合器的結(jié)構(gòu)圖10—2為液力偶合器的結(jié)構(gòu)示意圖，偶合器的主要零件是兩個直徑相同的葉輪，稱工作第185頁輪。由發(fā)動機曲軸通過輸入軸4驅(qū)動的葉輪3為泵輪，與輸出軸5裝在一起的為渦輪2。葉輪內(nèi)部裝有許多半圓形的徑向葉片,在各葉片之間充滿工作液體。兩輪裝合后的相對端面之間約有2-5mm間隙。它們的內(nèi)腔共同構(gòu)成圓形或橢圓形的環(huán)狀空腔（稱為循環(huán)圓）;循環(huán)圓的剖面示意圖，如圖10-2所示，該剖面是通過輸入軸與輸出軸所作的截面（稱軸截面）.通常偶合器的泵輪與渦輪的葉片數(shù)是不相等的,以便避免因液流脈動對工作輪周期性的沖擊而引起振動,使偶合器工作更平穩(wěn).偶合器的葉片一般制成平面的，這樣制造簡單。偶合器的工作輪多用鋁合金鑄成，也有采用沖壓和焊接方法制造的，后一種制造方法的成本較低，質(zhì)量較輕。有的偶合器工作輪有半數(shù)葉片在其尾部切去一角（見圖10—2中的6、7）。這是由于葉片是徑向布置的,在工作輪內(nèi)緣處葉片間的距離比外緣處小,當(dāng)液體從渦輪外緣經(jīng)內(nèi)緣流入泵輪時，液體受擠壓。因此，每間隔一片切去一角，便可擴大內(nèi)緣處的流通截面,減少液體因受擠壓造成對流速變化的影響,使流道內(nèi)的流速較均勻，從而降低損失,提高效率。二、液力偶合器的工作原理發(fā)動機帶著泵輪一起旋轉(zhuǎn)時，其中的工作油液也被葉片帶著一起旋轉(zhuǎn)，液體既繞泵輪軸線作圓周運動，同時又在離心力作用下從。葉片的內(nèi)緣向外緣運動。此時,外緣壓力高于內(nèi)緣,其；壓力差取決于泵輪的半徑和轉(zhuǎn)速。如果渦輪仍處于靜止狀態(tài),則渦輪外緣與中心的壓力相同，但渦輪外緣的壓力低于泵輪外緣壓力，而渦輪中心的壓力則高于泵輪中心的壓力。由于兩工作輪封閉在同一殼體內(nèi)運動，所以這時被甩到泵輪外緣的油液便沖向渦輪的外緣，沿著渦輪葉片向內(nèi)緣流動，又返回泵輪，被泵輪再次甩到外緣。油液就這樣周而復(fù)始地從泵輪流向渦輪，又返回泵輪不斷循環(huán)。在循環(huán)過程中發(fā)動機給泵輪以旋轉(zhuǎn)力矩，泵輪轉(zhuǎn)動后使油液獲得動能，在沖擊渦輪時,將油液的一部分動能傳給渦輪，使渦輪帶動從動軸5旋轉(zhuǎn).這樣，偶合器便完成了將油液的部分動能轉(zhuǎn)換成機械能的任務(wù)。油液的另一部分動能則在油液高速流動與流道相摩擦發(fā)熱而消耗了.如圖10-3a）所示，為便于說明問題起見，假想兩工作輪分開一定距離后，分析油液的流動路線。由于泵輪內(nèi)的油液,除了隨泵輪繞泵輪軸旋轉(zhuǎn)（牽連運動）外，還沿循環(huán)圓作環(huán)流運動（相對運動），故油液的絕對運動是以上兩種運動的合成運動，其運動方向是斜對著渦輪2,沖擊渦輪葉片，然后順著渦輪葉片再流回泵輪1，此時油液路線是一個螺旋線方向。當(dāng)泵輪和渦輪安裝到一起后,油液的流動路線是一個螺旋環(huán)（圖10—3b））.渦輪旋轉(zhuǎn)后，由于渦輪內(nèi)的離心力對液體環(huán)流的阻礙作用,使油液的絕對運動方向第十一章主離合器第一節(jié)主離合器的功用、工作原理及類型一、主離合器的功用內(nèi)燃機是自行式工程機械的動力源泉，如推土機、平地機等。它們所以能行駛、能推土、能平整場地，都是由于有了內(nèi)燃機的動力。但是，由于自行式工程機械的使用工況很復(fù)雜,不能將內(nèi)燃機與變速箱、主傳動器直接相連，如不同的作業(yè),需要變換變速箱排檔，這時就要就將內(nèi)燃機的動力迅速、徹底地切斷，以防止在變換排檔時齒輪產(chǎn)生沖擊.又如機械起步時,為了防止傳動系統(tǒng)零件受到?jīng)_擊,也需要將內(nèi)燃機動力逐漸而柔和地傳給傳動系統(tǒng)和行駛系統(tǒng)，以達到起步平穩(wěn)的目的。當(dāng)機械遇到外界負荷急劇增加時，為了防止傳動系統(tǒng)和內(nèi)燃機過載,這時必須能自動地切斷內(nèi)燃機與傳動系統(tǒng)之間的動力聯(lián)系。機械在工作過程中，有時需要作短時間停車,也要切斷動力。因此，就要求在傳動系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一種和內(nèi)燃機既能接合又能分離的機構(gòu)，這種機構(gòu)稱為主離合器。綜上所述，離合器的功用有以下幾點:1．能迅速、徹底地把內(nèi)燃機動力和傳動系統(tǒng)分離，以防止在變速箱換檔時齒輪產(chǎn)生沖擊.2．能把內(nèi)燃機動力和傳動系柔和地接合，使自行式工程機械平穩(wěn)起步。3．當(dāng)外界負荷急劇增加時，可以利用主離合器打滑，以防止傳動系統(tǒng)和內(nèi)燃機零件超載.4．利用主離合器分離，可以使自行式工程機械短時間停車。二、主離合器的工作原理及機構(gòu)在自行式工程機械傳動系中，廣泛采用摩擦式離合器，不同形式的摩擦式離合器其作用原理基本相同，即靠摩擦表面的摩擦力作用來傳遞轉(zhuǎn)矩.摩擦式離合器作用原理，就是利用在兩個摩擦圓盤間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞力矩.要在兩個圓盤之間產(chǎn)生摩擦力，首先，必需在它們之間施加壓緊力,然后才能實現(xiàn)摩擦運動.離合器在什么條件下，既能分離，又能接合,同時它們兩者之間又能相互轉(zhuǎn)換呢？這是離合器結(jié)構(gòu)所需要解決的主要問題。摩擦式離合器要能實現(xiàn)“分離"和“接合”，并能互相轉(zhuǎn)換，在結(jié)構(gòu)上必須具備3個基本部分（圖11—1）。1．產(chǎn)生摩擦力的機械它是使離合器獲得“接合”的必要條件，這一機構(gòu)由摩擦元件和壓緊元件組成。摩擦元件包括主動摩擦面和從動摩擦面。主動摩擦面由飛輪1的表面“A,，及壓盤4的表面“B,，組成?壓盤4通過固定在離合器罩2上的數(shù)個傳動銷7，靠飛輪1帶動旋轉(zhuǎn).同時,它可以相對飛輪作軸向移動。從動摩擦盤12由鉚在從動盤鋼片兩面的石棉摩擦襯片3組成。從第202頁動盤12以花鍵與離合器軸u相連接，并可在軸上作軸向移動.壓緊元件由彈簧13和壓盤4組成，彈簧常用數(shù)個螺旋彈簧或碟形彈簧。壓盤4的作用是使彈簧所產(chǎn)的壓力均勻分布在摩擦面上。離合器具備了摩擦元件和壓緊元件便能夠“接合”了，因為彈簧13和壓力通過壓盤4,將從動摩擦盤12夾緊在飛輪1和壓盤4之間。這樣，由于它們之間的摩擦作用，柴油機的動力就從飛輪傳到與變速箱的輸入軸相連的離合器軸u上.2．分離機構(gòu)是使離合器產(chǎn)生“分離”的必要條件。分離機構(gòu)由拉桿5、分離杠桿6、分離軸承10和操縱杠桿系統(tǒng)9組成。當(dāng)駕駛員踩下踏板8時,經(jīng)過操縱杠桿系統(tǒng)9使分離軸承10左移壓向分離杠桿6,拉桿5即將壓盤4向右拉，使彈簧13進一步壓縮,從而去掉飛輪1、從動摩擦盤12、壓盤4之間的壓緊力，使摩擦傳動無法實現(xiàn)，這時離合器就由“接合”轉(zhuǎn)換“分離”。3,保證正常工作的輔助機構(gòu)。這一機構(gòu)包括分離杠桿的反壓彈簧，軸承的潤滑裝置，離合器的通風(fēng)散熱裝置和擋油裝置,操縱杠桿的復(fù)位彈簧等。對不同類型的離合器，它們的各種機構(gòu)也不完全一樣。當(dāng)各種機構(gòu)失效時，離合器便工作得不好，或不能由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài),這就是離合器出了故障，必須進行修理和調(diào)整。三、主離合器的類型主離合器結(jié)構(gòu)可分為：（一）摩擦式離合器1．單片式、雙片式、多片式。2．干式、濕式。3．經(jīng)常接合式（彈簧壓緊式），非經(jīng)常接合式（杠桿壓緊式）。（二）液力離合器（三）電磁離合器現(xiàn)在最常用的摩擦和液力離合器，作為液力離合器有代表性的是液力變矩器（如D85A-18型推土機，627B和WS16S—2型自行鏟運機）。對于主離合器接合時的壓緊力，有的是利用彈簧的壓力使之處于常合狀態(tài),而通過杠桿力使之臨時分離，這種離合器稱為彈簧壓緊式離合器（或稱經(jīng)常接合式離合器），圖11—1為彈簧壓緊式主離器的結(jié)構(gòu)原理圖。此種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點是:當(dāng)摩擦襯片磨損后，彈簧的彈力可以進行一定程度的補償,從而保證離合器可靠地工作。但它的分離必須依靠外力才能維持,這對于大中型推土機或拖拉機使用是很不方便的。第十二章變速箱第一節(jié)變速箱的功用與類型工程機械的實際使用情況非常復(fù)雜，這就要求工程機械在各種工況下牽引力和行駛速度能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,而目前廣泛采用的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍比較小,因此，在傳動系中設(shè)置變速箱來解決這種矛盾。一、變速箱的功用（1）改變傳動比，即改變發(fā)動機和驅(qū)動輪間的傳動比,使機械的牽引力和行駛速度適應(yīng)各種工況的需要,而且使發(fā)動機盡量工作在有利的工況下。（2）實現(xiàn)倒檔，使機械能前進與倒退。（3）實現(xiàn)空檔，可切斷傳動系統(tǒng)的動力，實現(xiàn)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)情況下，機械能較長時間停止，便于發(fā)動機起動和動力輸出的需要。二、對變速箱的要求（1）具有足夠的檔位與合適的傳動比，以滿足使用要求，使機械具有良好的牽引性和燃料經(jīng)濟性以及高的生產(chǎn)率。（2）工作可靠、傳動效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。（3）操縱輕便可靠，不允許出現(xiàn)同時掛兩個檔、自動脫檔和跳檔等現(xiàn)象.（4）對于動力換檔變速箱則還要求換檔離合器接合平穩(wěn)、傳動效率高。三、變速箱的類型（一）按傳動比的變化方式分按傳動比的變化方式分，變速箱可分為有級式、無級式和綜合式3種。1．有級式變速箱：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。這種變速箱又可分為齒輪軸線固定的普通齒輪變速箱和部分齒輪軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速箱兩種。2．無級式變速箱：傳動比可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的變速箱。按變速的實現(xiàn)方式，又可分為液力變矩式無級變速箱、機械式無級變速箱和電力式無級變速箱.3．綜合式變速箱:由有級式變速箱和無級式變速箱共同組成,其傳動比可以在最大值與最；小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化.（二）按變速箱軸數(shù)分按前進檔時參加傳動的軸數(shù)不同，可分為二軸式、平面三軸式、空間三軸式與多軸式等不同類型.（三）按操縱方式分第216頁1．機械式換檔通過操縱機構(gòu)來撥動齒輪或嚙合套進行換檔。其工作原理,如圖12-1所示.在變速箱中齒輪與軸的連接情況有如下幾種：圖12—1c）為固定連接,表示齒輪與軸為固定連接.—般用鍵或花鍵連接在軸上，并軸向定位,不能軸向移動。圖12—1d）為空轉(zhuǎn)連接,表示齒輪通過軸承裝在軸上，可相對軸轉(zhuǎn)動，但不能軸向移動。圖12—1e）為滑動連接,表示齒輪通過花鍵與軸連接，可軸向移動，但不能相對軸轉(zhuǎn)動.（1）撥動滑動齒輪換檔如圖12-1a）所示，雙聯(lián)滑動齒輪（r6用花鍵與軸相連接，撥動該齒輪使齒輪副o—a'或b-b'相嚙合，從而改變了傳動比，即所謂換檔.（2）撥動嚙合套換檔如圖12—1b）所示，齒輪c'、d'與軸相固連;齒輪c、d分別與齒輪c'、d'為常嚙合齒輪副?但因齒輪c、d是用軸承裝在軸上，屬空轉(zhuǎn)連接，不傳遞動力。嚙合套與軸相固連，通過撥動嚙合套上的齒圈分別勺齒輪c（或d）端部的外齒圈相嚙合，將齒輪c（或d）與軸相固連，從而實現(xiàn)了換檔.2．動力換檔動力換檔工作原理，如圖12—2所示，齒輪a、b用軸承支承在軸上，與軸是空轉(zhuǎn)連接。通過相應(yīng)的換檔離合器，分別將不同檔位的齒輪與軸相固連，從而實現(xiàn)換檔.換檔離合器的分離與接合，一般是液壓操縱；液壓油是由發(fā)動機帶動的油泵供給，可見換檔的動力是由發(fā)動機提供;另外，與機械式換檔相比，用離合器換檔時，切斷動力的時間很短暫，似乎換檔時沒有切斷動力，故有動力換檔之稱.動力換檔操縱輕便，換檔快；換檔時切斷動力的時間很短，可以實現(xiàn)帶負荷不停車換檔，對提高生產(chǎn)率很有利。由于工程機械的工況復(fù)雜，換檔頻繁，急需改善換檔操作.因此，雖然動力換檔變速箱結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，傳動效率較低，但它在工程機械上的應(yīng)用仍日益廣泛.第二節(jié)機械換檔變速箱一、變速傳動機構(gòu)（一）平面三軸式變速箱這類變速箱的特點是輸人軸1與輸出軸5布置在同一軸線上,可以獲得直接檔,由于輸入軸1，輸出軸5和中間軸7處在同一平面內(nèi)，故稱為平面三軸式變速箱。圖12-3所示為平面三軸五檔變速箱結(jié)構(gòu)簡圖。第十三章萬向傳動裝置第一節(jié)萬向傳動裝置的組成與功用由于總體布置上的需要，在工程機械和汽車的傳動系統(tǒng)中都裝有萬向傳動裝置。萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成。其功用主要是用于兩軸不同心或有一定夾角的軸間，以及工作中相對位置不斷變化的兩軸間傳遞動力.在發(fā)動機前置后輪驅(qū)動車輛上，見圖13—la），常將發(fā)動機、離合器和變速器連成一體安裝在車架上而驅(qū)動橋則通過具有彈性的懸架與車架連接。在車輛行駛過程中，由于不平路面引起懸架系統(tǒng)中彈性元件變形，使驅(qū)動橋的輸入軸與變速器輸出軸相對位置經(jīng)常變化。所以在變速器與驅(qū)動橋之間必須采用萬向傳動裝置.在兩者距離較遠的情況下，一般將傳動軸分成兩段，并加設(shè)中間支承。在多軸驅(qū)動的車輛上,在分動器與驅(qū)動橋之間或驅(qū)動橋與驅(qū)動橋之間也需要采用萬向傳動裝置，見圖13-lb）。由于車架的變形，也會造成兩傳動部件軸線間相互位置的變化，圖13—1C）所示為在發(fā)動機與變速器之間裝用萬向傳動裝置的情況。在采用獨立懸架的車輛上，車輪與差速器之間位置經(jīng)常變化，也必須采用萬向傳動裝置，見圖13—1d）。對于既驅(qū)動又轉(zhuǎn)向的車橋,也需要解決對經(jīng)常偏轉(zhuǎn)的車輪的傳動問題。因此轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的半軸要分段，在轉(zhuǎn)向節(jié)處用萬向節(jié)連接，以適應(yīng)車輛行駛時半軸各段的交角不斷變化的需要，見圖13-1e）.除了傳動系外,在車輛的動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中也常采用萬向傳動裝置，見圖13—1f）.第257頁第二節(jié)萬向節(jié)一、萬向節(jié)的分類萬向節(jié)是實現(xiàn)變角度動力傳遞的機件，用于需要改變傳動軸線方向的地方。按方向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)兩類。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（常用的為普通十字軸式）、準等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球叉式和球籠式）三種.二、不等速萬向節(jié)在工程機械與車輛傳動系統(tǒng)中用得較多的是普通十字軸萬向節(jié)。這種萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，兩軸間夾角允許大到15°-20°.其缺點是當(dāng)萬向節(jié)兩軸夾角。不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動。圖13—2所示為普通十字軸式剛性萬向節(jié)。普通十字式剛性萬向節(jié)一般由一個十字軸，兩個萬向節(jié)叉和四個滾針軸承組成。兩萬向節(jié)叉3和6上的孔分別套在十字軸2的兩對軸頸上，這樣當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時，從動軸既可隨之轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。為了減少摩擦損失，提高傳動效率,在十字軸軸頸和萬向節(jié)叉孔間裝有滾針軸承5，其外圍靠卡環(huán)4軸向定位。為了潤滑軸承，十字軸上一般裝有注油嘴并有油路通向軸頸,潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。有的工程機械采用的十字軸萬向節(jié),其萬向節(jié)叉上與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個整體，而是采用瓦蓋式,兩半之間用螺釘連接；也有的把萬向節(jié)叉的兩耳分別用螺釘和托盤連接在一起而組成十字軸萬向節(jié)叉，這種結(jié)構(gòu)的特點是拆裝方便。為了說明普通十字萬向節(jié)不能等角速傳動的特點，先分析十字軸萬向節(jié)傳動過程中兩個特殊位置時的情況。主動叉在垂直位置,十字軸子面與主動軸垂直時的情況（圖13—3a））。當(dāng)主動軸以等角逮：度叫旋轉(zhuǎn)時，主動叉與十字軸連接點。的線速度va在十字軸平面內(nèi)；從動叉與十字軸連接點：b的線速度ub在與主動叉平行的平面內(nèi)，且垂直于從動軸。點b的線速度ub可分解為在十字軸平面內(nèi)的速度Vtb和垂直于十字軸平面的速度/bo由速度三角形可以看出，在數(shù)值上Vb〉v'b。由于十字軸是對稱的，即Oa=Ob。當(dāng)萬向節(jié)轉(zhuǎn)動時，十字軸是繞定點O轉(zhuǎn)動的，其上a、b兩點在十字軸平面內(nèi)的線速度在數(shù)值上應(yīng)相等，即v'b=va.因此，vb〉va。，由此可知，當(dāng)：主、從動叉轉(zhuǎn)到上述位置時，從動軸的轉(zhuǎn)速大于主動軸轉(zhuǎn)速。主動叉在水平位置，十字軸平面與從動軸垂直時的情況（圖13-3b））?此時主動叉與十字；軸連接點。線速度va。在平行于從動叉的兩面內(nèi)，并垂直于主動軸。線速度va可分解為在十字軸平面內(nèi)的速度v'a和垂直于十字軸平面的速度v"a。根據(jù)上述同樣道理，在數(shù)值上va〉v'a,而va=ub,因此,va〉v'b,即當(dāng)主、從動叉轉(zhuǎn)到所述位置時，從動軸轉(zhuǎn)速小于主動軸轉(zhuǎn)速。第十四章驅(qū)動橋第一節(jié)驅(qū)動橋的組成和功用驅(qū)動橋是傳系中最后一個大總成，它是指變速箱或傳動軸之后,驅(qū)動輪或驅(qū)動鏈輪之前所有傳力機件與殼體的總稱。根據(jù)行駛系的不同，驅(qū)動橋可分為輪式驅(qū)動橋和履帶式驅(qū)動橋兩種。一、驅(qū)動橋的組成輪式驅(qū)動橋見圖14—1所示。它由主傳動器、差速器、半軸、最終傳動（輪邊減速器）和橋殼等零部件組成。變速箱傳來的動力經(jīng)主傳動器錐齒輪1、2傳到差速器上,再經(jīng)差速器的十字軸、行星齒輪3、半軸齒輪4和半軸5傳到最終傳動，又經(jīng)最終傳動的太陽輪7、行星齒輪8和行星架最后傳動到驅(qū)動輪9上，驅(qū)動機械行駛.履帶式驅(qū)動橋見圖14—2所示。它由主傳動器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)（多采用轉(zhuǎn)向離合器）、最終傳動和橋殼等零部件組成。變速箱傳來的動力經(jīng)主傳動器錐齒輪3、2傳到轉(zhuǎn)向離合器8，再經(jīng)半軸1傳到最終傳動由最終傳動齒輪5、6最后傳到驅(qū)動鏈輪7上,卷繞履帶，驅(qū)動機械行駛.第266頁二、驅(qū)動橋的功用驅(qū)動橋的功用是通過主傳動器改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸線的方向，把軸線縱置的發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩傳到軸線橫置的驅(qū)動橋兩邊的驅(qū)動輪。通過主傳動器和最終傳動將變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速降低、轉(zhuǎn)矩增大。通過差速器解決兩側(cè)車輪的差速問題，減小輪胎磨損和轉(zhuǎn)向阻力,從而協(xié)助轉(zhuǎn)向。通過轉(zhuǎn)向離合器既傳遞動力,又執(zhí)行轉(zhuǎn)向任務(wù).另外驅(qū)動橋殼還起支承和傳力作用。第二節(jié)主傳動器在輪式車輛和履帶式車輛的驅(qū)動橋內(nèi),主傳動器是第一個傳力部件。它的功用是把變速箱傳來的動力降低轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)軸線由縱向改變?yōu)闄M向后而經(jīng)差速器或轉(zhuǎn)向離合器傳出.一、主傳動器的類型（一）按主傳動器的減速型式1．單級減速主傳動器單級減速主傳動器（圖14—1和圖14—2）通常由一對圓錐齒輪組成。由于結(jié)構(gòu)簡單，因此一般機械均采用這種傳動型式，但由于主動小錐齒輪的最少齒數(shù)受到限制，傳動比不能太大，否則從動錐齒輪丑其殼體結(jié)構(gòu)尺寸大,離地間隙小，機械通過性能差。2．兩級減速主傳動器兩級減速主傳動器通常由一對圓錐齒輪副和一對圓柱齒輪副所組成。它可以獲得較大的傳動比和離地間隙，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用較少。但是在貫通式驅(qū)動橋上，為解決軸的貫通問題，通常采用兩級減速主傳動器.另外在個別機械上還有采用雙速主傳動器，它可以獲得兩種傳動比,但由于這種結(jié)構(gòu)型式過于復(fù)雜，故使用極少.（二）按錐齒輪的齒型主傳動器錐齒輪的齒型，常見的有如圖14—3所示的5種。1．直齒錐齒輪直齒錐齒輪（圖14—3a）齒線形狀為直線，制造簡單，軸向力小，沒有附加軸向力；但它不發(fā)生根切的最少齒數(shù)多（最少12個）,齒輪重疊系數(shù)小,齒面接觸區(qū)小,故傳動噪聲大，承載能力第十五章轉(zhuǎn)向系第一節(jié)概述一、轉(zhuǎn)向系的功用和組成轉(zhuǎn)向系的功用是操縱車輛的行駛方向，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)需要保持車輛穩(wěn)定地沿直線行駛或能按要求靈活地改變行駛方向。根據(jù)轉(zhuǎn)向原理不同，轉(zhuǎn)向系可分為輪式和履帶式兩大類，根據(jù)轉(zhuǎn)向方式的不同，輪式底盤轉(zhuǎn)向系可分為偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向和鉸接式轉(zhuǎn)向兩種。按作用原理不同，轉(zhuǎn)向系又可分為機械式和液壓式兩種。圖15-1所示為偏轉(zhuǎn)車輪式機械轉(zhuǎn)向系.它由轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動兩部分組成.轉(zhuǎn)向時，帶動轉(zhuǎn)向盤1,通過轉(zhuǎn)向軸2帶動互相嚙合蝸桿3和齒扇4使轉(zhuǎn)向垂臂5繞其軸擺動，再經(jīng)轉(zhuǎn)向縱拉桿6和轉(zhuǎn)向節(jié)臂7使左轉(zhuǎn)向節(jié)及裝在其上的左轉(zhuǎn)向輪繞主銷8偏轉(zhuǎn)。與此同時,左梯形臂9經(jīng)轉(zhuǎn)向橫拉桿10和右梯形臂12使右轉(zhuǎn)向節(jié)13及右轉(zhuǎn)向輪繞主銷向同一方向偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸、嚙合傳動副等總稱為轉(zhuǎn)向器.轉(zhuǎn)向垂臂、左右梯形臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿總稱為轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu).梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿及前軸形成轉(zhuǎn)向梯形，其作用是保證兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角具有一定的相互關(guān)系。二、對轉(zhuǎn)向系的基本要求轉(zhuǎn)向系對車輛的使用性能影響很大，直接影響到行車安全，不論何種轉(zhuǎn)向系必須滿足下列第289頁要求:1．轉(zhuǎn)向時各車輪必須作純滾動而無側(cè)向滑動，否則將會增加轉(zhuǎn)向阻力，加速輪胎磨損.由圖15—2可知，只有當(dāng)所有車輪的軸線在轉(zhuǎn)向過程中都交于一點.時，各車輪才能作純滾動，此瞬時速度中心.就稱為轉(zhuǎn)向中心。顯然兩輪偏轉(zhuǎn)角度不等，且內(nèi)外輪偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)滿足下列關(guān)系:式中：M-—兩側(cè)主銷中心距離（略小于轉(zhuǎn)向輪輪距）；L--前后輪軸距。2．操縱輕便。轉(zhuǎn)向時，作用在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力要小。3．轉(zhuǎn)向靈敏。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)不宜過多，以保證轉(zhuǎn)向靈敏。為了同時滿足操縱輕便和轉(zhuǎn)向靈敏的要求，由轉(zhuǎn)向盤至轉(zhuǎn)向輪間的傳動比應(yīng)選擇合理。轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時，其空行程不允許起過15。?20。。4．工作可靠。轉(zhuǎn)向系對輪式車輛行駛安全性關(guān)系極大,其零件應(yīng)有足夠的強度、剛度和壽命.5．轉(zhuǎn)向盤至轉(zhuǎn)向垂臂間的傳動要有一定的傳動可逆性，這樣,轉(zhuǎn)向輪就有自動回正的可能性，使駕駛員有“路感"。但可逆性不能太大,以免使用于轉(zhuǎn)向輪上的沖擊全部傳至轉(zhuǎn)向盤，增加駕駛員的疲勞和不安全感.6．結(jié)構(gòu)合理。轉(zhuǎn)向系的調(diào)整應(yīng)盡量少而簡便。三、輪式車輛轉(zhuǎn)向系的轉(zhuǎn)向方式分析輪式機械的轉(zhuǎn)向方式可分為偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向和鉸接式轉(zhuǎn)向兩大類。1．偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向（整體式車架）：（1）偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向：圖15—3a）所示是一種常見的轉(zhuǎn)向方式。其前輪轉(zhuǎn)向半徑大于后輪轉(zhuǎn)向半徑，行駛時，駕駛員易于用前輪來估計避開障礙物，有利于安全行駛.一般車輛都采用這種轉(zhuǎn)向方式。（2）偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向：圖15-3b）所示為偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向方式，對于在車輪前方裝有工作機構(gòu)的機械,若用前輪轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角受到影響，轉(zhuǎn)向阻力矩增加。采用偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向方式,便可解決上述矛盾。其缺點是后輪轉(zhuǎn)向半徑大于前輪轉(zhuǎn)向半徑,這樣駕駛員不能按偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向方式來估計第十六章制動系統(tǒng)第一節(jié)概述一、制動系及其功用對于行駛中的機械施加可控制的迫使其減速或停車的力稱為制動力。實現(xiàn)制動的一系列專，、J的裝置稱為制動系?工程機械在道路卜行駛時若遇道路不平、交通擁擠,兩車相會或遇到障礙物時都需要減速。在施工時,由于工作性質(zhì)的要求要頻繁地前進、倒退,為提高工效需要制動換向。在坡地上作業(yè)和下坡時，為行駛安全需要制動減速。所有這些都要求行駛機械必須要具備良好的制動性能，以保證機械安全高效地行駛作業(yè)。二、制動系的工作原理一般輪式機械制動工作原理可用圖16—1來說明.制動鼓8與車輪相連，它隨車輪一起旋轉(zhuǎn),制動分泵6和兩個支承銷12是固定在底板11上，底板是與車橋相連的。兩個弧形制動蹄10的下端安裝在支承銷12上，在蹄的外圓面上裝有非金屬的摩擦片9,制動分泵6用油管與制動總泵4相連通。制動時踩下踏板1，活塞3在推桿2的作用下使總泵4中產(chǎn)生高壓油，經(jīng)油管5推動分泵6中的兩個活塞使制動蹄10繞支承銷12旋轉(zhuǎn)而向外張開，將摩擦片9緊壓在制動鼓8上產(chǎn)生摩擦力矩r,其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，試圖'抱死”車輪不讓其旋轉(zhuǎn)?由于車輪與地面間有附著作用，車輪對地面產(chǎn)生一個向前的切向力Fu，同時地面給車輪一個反作用力FB，正是這個FB阻止車輪向前運動，我們稱其為制動力，制動力越大則車的減速度也越大?當(dāng)松開踏板1時，在復(fù)位彈簧的作用下，使兩制動蹄回位，摩擦力矩T消失，則FB也隨之消失，制動解除.顯然，制動力FB并不僅僅取決于制動力矩T,還取決于輪胎與地面的附著條件，即:FBSQCk式中:Q――車輪與地面間的附著系數(shù)；Gk車輪對地面的垂直載荷。如果不斷地增大制動力矩T，則會使制動力矩產(chǎn)生的制動力尸D大于地面所能提供的附著第307頁力。此時,制動蹄會將制動鼓'抱死"（即制動蹄相對制動鼓無相對運動）,那么車輪在地面上不再進行純滾動，而完全處于滑移狀態(tài)（即施印）。這不僅加劇輪胎的磨損，還使制動距離加長。更重要的是輪胎滑移時失去了承受側(cè)向力的能力和轉(zhuǎn)向能力,使整車的方向穩(wěn)定性受到嚴重破壞，從而導(dǎo)致嚴重事故。理想的制動是車輪將要'抱死”而未完全'抱死”的臨界狀態(tài)。這時地面提供的附著力最大，制動距離最短,制動效果最佳,能實現(xiàn)這種功能的系統(tǒng)稱為'防抱死制動系統(tǒng)"即ABS（AntilockBrakingSystem）。三、制動系統(tǒng)的組成及分類1．制動系的組成：供能裝置一-供給、調(diào)節(jié)制動所需能量的各種部件，在圖16-1中是駕駛員踩踏板1提供制動能源的，也可由發(fā)動機提供?？刂蒲b置一一包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件，在圖16-1中踏板即是一簡單控制裝置.傳動裝置-—將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件，在圖16—1中制動總泵油管制動分泵.制動器廠-產(chǎn)生制動力矩的裝置,在圖16-1中制動蹄摩擦片、制動鼓等.2．制動系的分類:按制動能源分人力制動系——以駕駛員的動作為制動能源進行制動.動力制動系—以發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化成氣壓或液壓形成的勢能進行制動。伺服制動系—-兼用人力和發(fā)動機動力進行制動。按照制動能量的傳輸方式分機械式、液壓式、氣壓式、電磁式和復(fù)合式（兼用兩種或兩種以上方式傳輸能量的,如電液、氣液等）。按制動器的結(jié)構(gòu)型式分蹄式制動器、盤式制動器和帶式制動器.按制動系的功用分車輪制動系——用于行車時制動，也稱腳制動系。中央制動系—-用于停車時制動，偶爾也用緊急制動。它一般裝在傳動軸上或車輪軸上,也稱手制動系或駐車制動系。輔助制動系——用于下長坡時制動，一般是裝在傳動軸上的液力制動或裝在發(fā)動機排氣管上的排氣制動。四、制動系的基本要求1．制動力大，制動器在一定的外形尺寸下,充分利用傳力和助力機構(gòu)傳來的力，產(chǎn)生盡可能大的制動力矩，以確保行車安全。2．操縱輕便省力以減輕駕駛員的勞動強度。3．制動時迅速平穩(wěn),解除制動時能迅速徹底地松開車輪。4．制動器的摩擦片材料應(yīng)具有較大的抗衰退性和較大的摩擦系數(shù).耐磨性好,調(diào)整維修方便。第十七章輪式行駛系第一節(jié)輪式行駛系的功用和組成輪式行駛系的功用是用來支持整機的重量和載荷,保證機械行駛和進行各種作業(yè)。此外，它還可減少作業(yè)機械的振動并緩和作業(yè)機械受到的沖擊。輪式行駛系如圖17—1所示,通常是由車架1、車橋2、懸架3和車輪4等組成。車架通過懸架連接著車橋,而車輪則安裝在車橋的兩端。對于行駛速度較低的輪式工程機械,為了保證其作業(yè)時的穩(wěn)定性，一般不裝懸架，而將車橋直接與車架連接，僅依靠低壓的橡膠輪胎緩沖減振。因此緩沖性能較裝有彈性懸架者為差。對于行駛速度高于40—50km/h的工程機械，則必須裝有彈性懸架裝置。懸架裝置有用彈簧鋼板制作的（如起重機），也有用氣-油為彈性介質(zhì)制作的。后者的緩沖性能較好，但制造技術(shù)要求高.第二節(jié)車架、車橋、車輪與輪胎一、車架1．車架的功用和要求車架是全機的骨架。全機的零、部件都直接或間接地安裝在它上面。車架受力復(fù)雜,如圖17—1所示的各種力以及行駛與作業(yè)中的沖擊,最后都傳到車架上。因此，必須具有足夠的強度和剛度，才能保證整機的正常工作。車架的結(jié)構(gòu)形狀必須滿足整機布置和整機性能的要求。2．車架的類型和結(jié)構(gòu)不同的機種，有不同的作業(yè)對象和作業(yè)方式，因此車架的結(jié)構(gòu)型式也不相同。不過，一般分為鉸接式（折腰式）和整體式兩大類。（1）鉸接式車架鉸接式車架由于其轉(zhuǎn)彎半徑小,前、后橋通用，工作裝置容易對準工作面等優(yōu)點,在壓實機械和鏟土運輸機械中得到了廣泛的應(yīng)用。圖17-2所示為輪式裝載機鉸接式車架。后車架3和前車架1用上下兩個鉸銷連成一體，前后車架以鉸銷為鉸點形成“折腰”.前車架通過相應(yīng)的銷座裝有動臂、動臂油缸、轉(zhuǎn)斗油缸第328頁等.后車架的各相應(yīng)支點則固定有發(fā)動機、變矩器、變速箱、駕駛室等零部件。該機取消了擺動架,其擺動機構(gòu)安裝在驅(qū)動橋殼的中點，以實現(xiàn)行駛在崎嶇路面時四輪同時著地，機架上部盡可能地處于垂直位置,使機械具有好的穩(wěn)定性和平順性。前后車架由鋼板、槽鋼焊接而成,受力大的部位則用加強筋板、加厚尺寸等措施來進行加固。前、后車架鉸接點的形式有3種,即：銷套式、球鉸式、錐柱軸承式.現(xiàn)以銷套式為典型進行介紹。如圖17—3所示,前后車架由上下兩個相同的鉸點組成。兩鉸點距離布置得越遠，則車輛行駛在不平路面上時每個鉸點的受力越小.就每個鉸點而言，銷套6壓入后車架7，然后將鉸銷1插入孔內(nèi)以形成鉸點.為防止鉸銷3相對前車架4轉(zhuǎn)動,將固定板2焊于鉸銷3的端頭,再用螺釘1固定。這樣，回轉(zhuǎn)面將總在鉸銷3和銷套6之間，便于磨損后更換.為防止前后