工程機械底盤設(shè)計說明

1、工程機械底盤設(shè)計 第二章傳動系設(shè)計概述1. 傳動系的類型、特點、適用 機械傳動 優(yōu)點：成本低廉、傳動效率高、傳動準(zhǔn)確、利用了慣性； 缺點：負(fù)荷沖擊大、有級變速、換擋動力中斷、操縱費力； 適用：常用于小功率的工程機械和負(fù)荷比較平穩(wěn)的連續(xù)式作業(yè)機械。 液力機械傳動 優(yōu)點：操縱方便、自適應(yīng)性強、負(fù)載沖擊小、壽命長、生產(chǎn)率高、起步平穩(wěn)快速； 缺點：效率低、零部件成本高、行駛速度穩(wěn)定性差； 適用：常用于功率較大、負(fù)荷變化劇烈的工程機械。 液壓傳動 優(yōu)點：可無級變速、傳動系統(tǒng)簡單、可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向、利用液壓系統(tǒng)制動、易于過載保護； 缺點：元件制造精度高、工藝復(fù)雜成本高、傳動效率低、元件易發(fā)熱、工作噪聲大。

2、適用：主要用于大中功率的工程機械傳動系。 電傳動 優(yōu)點：傳動效率高、便于控制、便于布置、易于實現(xiàn)多輪驅(qū)動等優(yōu)點； 缺點：笨重，成本高； 適用：電傳動主要用于大功率履帶挖掘機、裝載機(電動鏟)及重型載重車輛等機械中。2. 傳動比傳動系的總傳動比i 2是變速箱的輸入軸轉(zhuǎn)速與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速之比，i s =n e/nK各部件傳動比的分配： iiKioi fi k變速箱的傳動比；i o中央傳動的傳動比；i f最終傳動的傳動比傳動比分配的基本原則： 由于發(fā)動機一般為機器中轉(zhuǎn)速較高的部件， 所以為了減少傳動系中 零件所承受的轉(zhuǎn)矩， 根據(jù)動力傳遞的方向， 后面的部件應(yīng)該取盡可能大的傳動比。 也就是說， 先取盡可能

3、大的i f，其次取盡可能大io,最后按i s的需要確定i k。中間傳動比的確定： 速度連續(xù)原則：發(fā)動機應(yīng)該始終工作于設(shè)定功率Ne以上的圍，當(dāng)由于工況變化使機器工作于設(shè)定圍的端點時換檔, 換檔后機器立刻工作于設(shè)定圍的另一端點, 而且換檔前后機器 的理論速度應(yīng)該不變。按速度連續(xù)原則確定變速箱中間檔傳動比時,應(yīng)該使各檔位的傳動比成等比級數(shù)。 充分利用發(fā)動機功率原則：其思路是：在換檔時機恰當(dāng)?shù)臈l件下, 機器在全部工作圍應(yīng)該獲得盡可能大的平均輸出功率。 按照這一原則確定中間檔的傳動比的方法是, 通過調(diào)整中間檔的傳動比, 使所有檔位曲線下 面的面積最大。(1) 速度連續(xù)原則：在確定了最高檔、最低檔的傳動比

4、和檔位數(shù)后,就可以很容易地計算出 中間各檔的傳動比,而且結(jié)果比較理想,在新產(chǎn)品設(shè)計的初級階段使用較好。(2) 充分利用發(fā)動機功率原則：結(jié)果相當(dāng)理想,設(shè)計時還需要知道發(fā)動機的功率特性曲線,需要采用計算機的專門程序，可以用在機器改進完善階段。第三章主離合器1. 主要參數(shù)： 離合器的摩擦力矩 Mm：Mm MZkPRpZk若認(rèn)為壓緊力P在摩擦面上均勻分布：P=qA，對于工程機械來說，由于離合器使用頻繁，而且載荷較大，一般取較小的q值。 摩擦片直徑：摩擦片的徑系數(shù)C=R1 / R 22 3323RlMq（R2 Ri）qR2（12）3 3R22333 qR2（1 C ）由于減小C值對M的增大作用不明顯，而

5、且過小的C值還會導(dǎo)致摩擦片外線速度差值加大，造成溫升不一致和翹曲現(xiàn)象。通常，在結(jié)構(gòu)允許的條件下，取較大的C值；干式離合器一般為0.550.68，濕式的為 0.710.83。 轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)B：為保證離合器能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩并有一定的使用壽命，必須使離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩有一定的儲備量，這個儲備量的程度用轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)3衡量emax第四章人力換擋變速箱1. 平面三軸變速箱：用于倒退不太頻繁的機械（如汽車），以及液壓驅(qū)動的傳動系（其后退一般利用液壓馬達(dá)的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，變速箱不需要布置倒檔，如穩(wěn)定土拌和機）2. 空間三軸變速箱：1、輸入軸、輸出軸、中間軸呈三角形布置2、這類變速箱的輸入軸、輸出軸和中間軸

6、都直接支承在變速箱箱體上，剛度好。由于換向 齒輪可以布置在檔位齒輪的前面，可以方便地獲得多個倒檔。2、適用圍：空間三軸式變速箱在頻繁倒退的機械上使用較多，如推土機。3. 軸在變速箱中的布置布置時要充分考慮整機布置的需要和它前后連接部件的關(guān)系。為了便于換檔，換檔齒輪軸的位置要有利于布置撥叉；為了降低機器的重心，輸入軸應(yīng)布置于變速箱的上方；盡量避免在箱體中間布置支承；倒檔惰輪軸、過輪軸、空間三軸的中間軸等零部件，應(yīng)盡量布置在齒輪嚙合力在軸上的合力小得一側(cè)。即從變速箱前面看，輸入軸順時針轉(zhuǎn)時，這類軸布置在右邊合理。4. 檔位齒輪在軸上的布置各檔位齒輪應(yīng)按由高檔位到低檔位的前后順序排列，將嚙合力最大的

7、齒輪靠近箱體布置。采用斜齒輪時，如果同一軸上既有齒輪輸入動力又有齒輪輸出動力時，同時工作的兩個輪齒的傾斜方向應(yīng)相同，以抵消一部分軸向力。為了減少變速箱軸向長度，應(yīng)該盡量采用重疊的軸向空間，有利于縮小變速箱的軸向尺寸。5. 倒檔齒輪的布置兩種布置形式：1）在輸出軸之前布置倒檔齒輪， 平面三軸；2）在輸入軸之后布置倒檔齒輪， 空間三軸。對一種類型的變速箱，倒檔也可以有多種的不同方案，設(shè)計原則是在保證所需倒檔傳動比的 條件下，方便操縱，盡量減小軸向尺寸。第五章液力傳動1. 循環(huán)圓：通常把液力傳動器件軸向斷面構(gòu)成（使液體循環(huán)流動） 的環(huán)狀空腔，稱為循環(huán)圓。由循環(huán)圓所構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體空間則是變矩器油液進行循

8、環(huán)的空間。循環(huán)圓的最大外徑叫做有效直徑。2液力變矩器的外特性液力變矩器的外特性是指在泵輪轉(zhuǎn)速nB一定的條件下，變矩器的輸入轉(zhuǎn)矩 MB輸出轉(zhuǎn)矩MT效率n與變矩器渦輪轉(zhuǎn)速 nT的關(guān)系。液力變矩器的外特性也稱為渦輪輸出特性。液力變矩器的基本類型：a）向心渦輪式b）軸流渦輪式c）離心渦輪式3. 透穿性：液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速 nB 定時，載荷MT的變化引起泵輪轉(zhuǎn)矩 MB變化的性能 稱為液力變矩器的透穿性。如果MT增大時MB也增大，則稱該變矩器有正的透穿性。如果MT增大時MB減小，則稱該變矩器有負(fù)的透穿性。如果MT變化時MB不變化，則稱該變矩器沒有透穿性。4. 液力變矩器的輸入特性： 輸入特性是變矩器泵輪

9、轉(zhuǎn)速 nB與泵輪轉(zhuǎn)矩MB的關(guān)系。對于給定 的入B來說，MB與nB的關(guān)系是一條拋物線；變矩器輸入特性是許多拋物線組成的曲線族。5. 向心渦輪變矩器：當(dāng)變矩器渦輪進口處的半徑大于出口處的半徑時，渦輪的液流是流向 變矩器軸心的，這種型式的變矩器稱為向心渦輪變矩器。與其它型式比較，向心渦輪變矩器有以下優(yōu)點： 、正透穿性：負(fù)荷增加時，渦輪轉(zhuǎn)速減小，渦輪離心力對液流阻力減小，循環(huán)圓流量增大，使泵輪負(fù)荷增加；反之亦然?？蛰d功耗小，也有利于操縱控制。 、能容量大：泵輪、渦輪均在最大半徑處，工作液的動能最大；傳遞功率相同的條件下， 向心渦輪變矩器的體積小。 、最高效率n max高：渦輪葉片工作面積大，能量轉(zhuǎn)換徹

10、底；傳動比增加時，循環(huán)圓流量 減少，變矩器部能耗減少，于是效率增加，最高效率時的傳動比增加。最大缺點是起動工況（i=0 ）的變矩系數(shù)K0較小。6. 相一一液力變矩器工作輪的工作狀態(tài)數(shù)。級一一泵輪與導(dǎo)輪之間或?qū)л喤c導(dǎo)輪之間剛性相連的渦輪數(shù)目稱為變矩器的級。變矩器的渦輪被泵輪和導(dǎo)輪分為幾個部分，變矩器就有幾個級。7. 液力變矩器的選型 結(jié)構(gòu)型式：采用向心渦輪變矩器。對于類似于推土機的機器，行駛速度低，行駛阻力大，變矩器工作于傳動比i較大的時候不多，優(yōu)先選用單相變矩器。如裝載機這樣的機器，行 駛時速度高，行駛阻力也不大，工作于傳動比i大的時候較多，在鏟掘過程中牽引力大，而且變化劇烈，最好選用多相變矩

11、器。 變矩性能：為了便于機器起步，液力變矩器應(yīng)有較高的起動工況變矩系數(shù)。但實際上，配 有動力換檔變速箱后，向心渦輪變矩器的變矩系數(shù)能滿足大多數(shù)工程機械的需要。 透穿性能：液力變矩器應(yīng)有正的透穿性。為保證柴油機不熄火，變矩器與發(fā)動機工作時的 工作點在任何情況下都不宜越過柴油機的最大轉(zhuǎn)矩點。 效率：從理論上講，液力變矩器的效率越高、高效區(qū)越寬，變矩器的質(zhì)量就越好。多相變 矩器的高效區(qū)寬，但成本高。 速度變化：渦輪轉(zhuǎn)速變化圍應(yīng)該有一個限制，通常渦輪的最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)該小于最高效率時轉(zhuǎn)速的1.5倍。8液力變矩器與柴油機共同工作特性分為共同的輸入特性和輸出特性。發(fā)動機與變矩器的合理匹配。共同工作的輸入特性

12、： 將柴油機的調(diào)速外特性曲線與變矩器的輸入特性曲線畫在一起，就得到了液力變矩器與柴油機共同工作的輸入特性曲線，它反映了柴油機的工作點與變矩器傳動比的關(guān)系。用共同工作的輸入特性來評價二者的匹配是否合理，要從共同工作區(qū)的大小及其位置所處柴油機特性的區(qū)段是否合理來綜合考慮。影響因素：變矩器透穿性影響共同工作輸入特性的圍大小。變矩器有效直徑影響共同工作輸入特性的位置高低。9.發(fā)動機與變矩器的合理匹配原則 、最大牽引功率原則：為了獲得最大牽引功率，要求共同工作的輸入特性曲線上，液力變矩器最高效率時的傳動比（i* ）所對應(yīng)的負(fù)荷拋物線通過柴油機額定工作點MeH這樣機器可以獲得最大的功率。 、柴油機額定點與

13、變矩器高效區(qū)中點匹配原則 、最高平均牽引功率原則第六章動力換擋變速箱1. 單行星排傳動的轉(zhuǎn)速方程： 單行星輪行星排取“”號， 雙行星輪行星排取“”號。ntnq (1 )nj 02. 行星傳動的閉鎖 : 在行星傳動中如果某一行星排的太陽輪、 行星架、 齒圈三個元件任意兩 個的轉(zhuǎn)速相等，第三件的轉(zhuǎn)速也必然與前兩個相等。實際設(shè)計中，常利用這個方法 （閉鎖離合器 ）實現(xiàn)直接檔。3. 行星變速箱的傳動分析（計算題，見課本） 、自由度分析每組行星的自由度 Y 為： Y=m-nm行星旋轉(zhuǎn)構(gòu)件數(shù)（不計行星輪）；n行星行星排 、檔位數(shù)分析變速箱有確定運動的條件是只有一個自由度， 每操縱一個操作件系統(tǒng)便減少一個自

14、由度。 所 以，二自由度變速箱有幾個操作件就可以實現(xiàn)幾個檔位4. 循環(huán)功率： 應(yīng)該指出： 存在循環(huán)功率的方案， 只要循環(huán)功率的數(shù)值與傳遞功率數(shù)值相比很 小，方案和其他方案相比又有某些顯著優(yōu)點， 例如結(jié)構(gòu)布置方便， 行星排特性參數(shù)合理，或 者該檔位不常用等，仍可采用。特點：只在部循環(huán)往復(fù)， 對外不表現(xiàn)。 與主功率同生同滅。 存在及大小僅取決于行星排結(jié)構(gòu)。 危害：使齒輪傳動負(fù)荷增大，嚙合損失增加，傳動效率下降。使某些零件負(fù)荷增大，導(dǎo)致尺 寸、重量加大，成本增加。引起的機械能損失轉(zhuǎn)換成熱能，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度上升。5. 行星傳動的配齒條件： 傳動比條件 同心條件：為了保證太陽輪、行星架、齒圈的軸心線相重合

15、，太陽輪與行星輪的中心距應(yīng)該等于齒圈與行星輪的中心距。Rq-Rt =2*Rx即 Zq-Zt =2*Zx 裝配條件裝配件條公式：（Z q+Zt）* 0 j /360=N或（Zq-Z t）* 0 j /360=N為了使行星傳動各構(gòu)件所受徑向力平衡， 在結(jié)構(gòu)布置上一般使行星輪均勻分布， 這是裝配條 件公式為：（ Zq-Zt）/n=Nn行星排上行星輪的數(shù)目58卩 m。 相鄰條件：為保證不干涉并減少攪油損失，一般相鄰兩行星輪的齒頂間隙應(yīng)大于 第七章萬向節(jié)與傳動軸1. 十字節(jié)傳動軸：主動軸以等角速3 1勻速轉(zhuǎn)動，而從動軸的角速度是在3 *COS a,3 1/COS a之間變化，變 化周期為 180 度。單

16、個十字軸萬向節(jié)在有夾角傳動時的不等速性。 夾角越大， 傳動的不等速 性越嚴(yán)重。當(dāng)兩個十字軸在同一平面時，傳動的等角速條件為：1）主動軸 1 與中間軸的夾角 a1 與從動軸 2與中間軸的夾角 a2 相等；2）當(dāng)主動軸、從動軸在同一平面時，中間軸兩端的萬向節(jié)叉應(yīng)該在同一平面。當(dāng)主動軸、 從動軸不在同一平面時， 第二條應(yīng)為： 中間軸上和主動軸連接的萬向節(jié)叉在中間 軸和主動軸組成的平面時，中間軸上和從動軸連接的萬向節(jié)叉在中間軸和從動軸組成的平 面。注：、當(dāng)輸出軸與輸入軸有夾角a時，輸出速度與輸入速度不等。 、夾角越大，使用單個萬向節(jié)時傳動的不等速性越嚴(yán)重，成對使用時附加彎矩越大，傳動效率、使用壽命減小

17、。故總體布置時應(yīng)該盡量減少a。第八章輪式驅(qū)動橋1、主傳動器又叫中央傳動器。履帶式機械的中央傳動一般只有一對弧齒錐齒輪；輪式機械 的中央傳動往往與差速器做成一體。2、錐齒輪傳動簡述 由于弧齒錐齒輪、雙曲面齒錐齒輪具有承載能力強，傳動平穩(wěn)，容易實現(xiàn)大傳動比的優(yōu)點， 廣泛用在汽車、拖拉機和工程機械主傳動上； 差速器齒輪由于相對運動少，而且同時嚙合的齒輪數(shù)量較多，通常采用直齒錐齒輪。3、常見幾種錐齒輪的特點（ P140）4、克服普通差速器當(dāng)一邊車輪陷入泥濘時另一側(cè)車輪也失效的缺點，目前有許多方法，大體上可以分為兩類。一是采用差速鎖使差速器失效；二是增大差速器的部阻力，限制滑動。 差速鎖原理： 當(dāng)一側(cè)車

18、輪打滑時， 利用離合器將一個半軸齒輪和差速器殼體連接一起， 從而 限制行星輪的自轉(zhuǎn)。 這樣兩側(cè)驅(qū)動輪便可以得到由附著力決定的驅(qū)動力矩，從而充分利用不打滑側(cè)車輪的附著力，驅(qū)動車輛前進。優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單， 可傳遞全部轉(zhuǎn)矩； 但操作時需要停車， 在行駛到良好地面時， 要及時分離。 不宜接合過早或分離過晚，否則轉(zhuǎn)向沉重甚至造成某些構(gòu)件損壞。5、功率循環(huán)理論行駛速度 vT=wKrd;理論上，車輛直線行駛時， vT仁vT2=v;實際上，各車輪的動力半 徑與設(shè)計值不同vT1m vT2;由于前、后車輪的實際速度 v仁v2;前、后車輪的滑轉(zhuǎn)率不等； 因此前 、后輪的在行駛過程中會出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)、滑移現(xiàn)象。循環(huán)功率（又

19、稱寄生功率）是由于前后驅(qū)動輪一個滑轉(zhuǎn)，一個滑移引起的。因此，功率循環(huán) 不僅是在前后車輪的理論上速度不等時才可能產(chǎn)生，當(dāng)機械在高低不平的地面上直線行駛 時，即使前后驅(qū)動輪的理論速度相等， 但由于在相同時間前后輪的行程不同， 或機器轉(zhuǎn)彎時， 前后輪到轉(zhuǎn)向中心的距離不相等， 也可能在相同時間前后輪行程不同， 使前后輪實際速度不 同，引起功率循環(huán)。循環(huán)功率是有害的。它增加傳動零件的載荷并產(chǎn)生附加的功率損失。6、消除功率循環(huán)的方法 在傳動系統(tǒng)中布置脫橋：在輕載、路面堅實的條件下工作時，利用脫橋分離某一車橋的傳動，采用單橋驅(qū)動。在重載或松軟地面上工作時，接合脫橋采用全橋驅(qū)動。 采用軸間差速器：在兩個驅(qū)動橋

20、之間安裝軸間差速器，利用軸間差速器來調(diào)節(jié)前后橋上驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速，保證前后橋的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩相等而轉(zhuǎn)速不相等，從而解決車輪的滑移、滑轉(zhuǎn)問題，以達(dá)到減小或避免循環(huán)功率的產(chǎn)生。7、半軸的型式：可分為全浮式和半浮式兩種型式。半軸與驅(qū)動輪轂在橋殼上的支承形式?jīng)Q 定了它的受力情況。全浮式：橋殼通過兩幅相距較遠(yuǎn)的軸承支承在輪轂上。半軸兩端只承受驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而不承受任何其他反力和彎矩。廣泛使用在工程機械等各種自行式車輛上。半浮式：半軸通過一個軸承直接支承在橋殼外端。半軸外端除傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩外，還承受地面反力產(chǎn)生的彎矩和軸向力，端僅承受來自差速器齒輪的轉(zhuǎn)矩。用于反力彎矩較小的車輛。第九章履帶驅(qū)動橋1.轉(zhuǎn)向半徑：從中心 0到機

21、械的縱向?qū)ΨQ平面的距離R,稱為履帶式機械的轉(zhuǎn)向半徑。第十章輪胎式工程機械轉(zhuǎn)向系1. 三種轉(zhuǎn)向方式： 偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向（包括偏轉(zhuǎn)前輪式、偏轉(zhuǎn)后輪式、全輪轉(zhuǎn)向式、斜行/蟹行轉(zhuǎn)向）：整體式車架，其轉(zhuǎn)向是通過車輪相對車架偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 鉸接轉(zhuǎn)向：鉸接式車架，其轉(zhuǎn)向是通過前、后車架相對偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 滑移轉(zhuǎn)向：整體式車架，其轉(zhuǎn)向是通過改變左右兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。2. 轉(zhuǎn)向方式定義 偏轉(zhuǎn)前輪式：前外輪的轉(zhuǎn)向半徑大于后外輪轉(zhuǎn)向半徑。只要前外輪避過障礙物，后外輪便可以順利通過，便于避過障礙、估計運行路線，是一種常用轉(zhuǎn)向方式。 偏轉(zhuǎn)后輪式：后外輪的轉(zhuǎn)向半徑大于前外輪轉(zhuǎn)向半徑。估計運行路線、避過障礙較前輪轉(zhuǎn)向困難。駕駛

22、員多根據(jù)工作裝置外緣通過障礙物情況來估計后輪通過情況。 全輪轉(zhuǎn)向式：轉(zhuǎn)向時前后輪同時偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)方向相反。轉(zhuǎn)向半徑小，車輛機動性好；前 后輪轉(zhuǎn)向半徑相等，易于避讓障礙物。后輪駛于前輪車轍，滾動阻力小。 斜行（蟹行）轉(zhuǎn)向：斜行轉(zhuǎn)向為全輪轉(zhuǎn)向的另一種形式，前后輪偏轉(zhuǎn)的方向相同。 鉸接轉(zhuǎn)向：鉸接式車架，其轉(zhuǎn)向是通過前、后車架相對偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 滑移轉(zhuǎn)向：整體式車架，其轉(zhuǎn)向是通過改變左右兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。3. 轉(zhuǎn)向方式應(yīng)用 偏轉(zhuǎn)前輪式：常用形式。 偏轉(zhuǎn)后輪式：用于工作裝置前置的機器。有利于簡化結(jié)構(gòu)，提高作業(yè)性能。（叉車、翻斗車）。 全輪轉(zhuǎn)向：一般用于機身較長，常在狹窄場地工作的機器（如大型輪胎起重機

23、等）。 斜行（蟹行）轉(zhuǎn)向：機器可以斜行，即運行方向與機器縱向軸線之間偏斜一個角度，可以 使車輛從斜向靠近或離開作業(yè)面，給車輛在受結(jié)構(gòu)物或地形限制的作業(yè)面作業(yè)時帶來很大方 便。當(dāng)機械橫坡作業(yè)時，采用斜行法，可提高作業(yè)時的整體穩(wěn)定性。 鉸接轉(zhuǎn)向：優(yōu)點：可用非轉(zhuǎn)向橋?qū)崿F(xiàn)全橋驅(qū)動；結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)向靈活。缺點：行駛穩(wěn)定性差；轉(zhuǎn)向后不能自動回正；轉(zhuǎn)向過程可能產(chǎn)生循環(huán)功率；前后車架間的傳動布置困難。鉸接轉(zhuǎn)向一般用于驅(qū)動力較大、速度較低的工程機械上。如裝載機、壓路機等。 滑移轉(zhuǎn)向（速差轉(zhuǎn)向）：特點：整體剛性車架；轉(zhuǎn)向時兩側(cè)車輪角速度有速差。優(yōu)、缺點：轉(zhuǎn)向靈活，可原地轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向時輪胎有側(cè)滑現(xiàn)象?；妻D(zhuǎn)向一般用于要

24、求結(jié)構(gòu)緊湊的小型工程機械上。4. 單個從動輪轉(zhuǎn)向時的受力分析（P180）P=Z時的B角應(yīng)該為車輪偏轉(zhuǎn)角的極限值，在33max時，增大驅(qū)動力 P車輪將不再滾動，而是沿P力的方向滑動。實際設(shè)計時，考慮到急速轉(zhuǎn)向時的離心力會使機器嚴(yán)重失穩(wěn)，高速機械的Bmax值一般為3040,不宜超過 45。5. 轉(zhuǎn)向阻力矩計算轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計是按照原地轉(zhuǎn)向阻力矩進行的。6. 偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向系設(shè)計 、基本設(shè)計原則：偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向時，要保證所有車輪都作純滾動，即應(yīng)使轉(zhuǎn)向時所有車輪 均繞一個共同的瞬時中心作弧形滾動。 、轉(zhuǎn)向半徑：距轉(zhuǎn)向中心最遠(yuǎn)的一個車輪在轉(zhuǎn)向時其軌跡的曲率半徑。 偏轉(zhuǎn)車輪的最小轉(zhuǎn)向半徑：Rmin Sin ma

25、x車輪偏轉(zhuǎn)角：N BNcotcotL ,LBcotcot車輪偏轉(zhuǎn)角關(guān)系：L為了滿足左右車輪偏轉(zhuǎn)角關(guān)系，在兩側(cè)車輪之間需要一個聯(lián)動。常用的是轉(zhuǎn)向四連桿和對頂曲柄。7、 、轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)：又叫轉(zhuǎn)向四連桿（P184）轉(zhuǎn)向梯形的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用相似理論和優(yōu)化理論。對于B與L比值相同的一類機械，a與B的關(guān)系是相同的； 根據(jù)幾何相似原理， 這一類機械 只要知道一組橫拉桿長度 a、梯形臂長度c的最優(yōu)值，其它情況可以按比例得出。L軸距系數(shù)：BkLa ka橫拉桿長度系數(shù)：Bc kc梯形臂長度系數(shù)：B主銷距離為一個單位長度（kb = 1）的輪式機械，其軸距為kL,求橫拉桿長度ka、梯形臂長度kc。cot cotkL理論

26、偏轉(zhuǎn)角B：由偏轉(zhuǎn)角關(guān)系式計算得到。實際偏轉(zhuǎn)角B：由轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)的平面幾何關(guān)系得到。實際偏轉(zhuǎn)角一理論偏轉(zhuǎn) 角=優(yōu)化目標(biāo)：在梯形臂長度系數(shù)kc給定時，調(diào)整橫拉桿長度系數(shù)ka，總能找到一個ka值,滿足AB max最小，也就是該 kc下的最優(yōu)ka值。實際設(shè)計中，四連桿的最小傳動角不能太小。傳動角丫越大，有效分力越大，徑向壓力越小，對的傳動越有利。在運動過程中，傳動角的大小是變化的；為了保證的傳動性能良好， 設(shè)計時應(yīng)使 丫 min 30。 、對頂曲柄：近似 第十一章輪式工程機械行駛系1. 通過性的主要幾何參數(shù)概念：工程機械底盤上各種部件的外形輪廓與地面之間形成的幾何關(guān)系。作用：直接影響著車輛越過障礙物的

27、能力。容： 最小離地間隙h：底盤由車輪支承在地面上時， 整機除車輪外的最低點與地面之間的距離。 接近角a和離去角B：整機側(cè)視圖上，自車身前、后最低突出點向前、后車輪引切線，切線與地面之間的夾角。前方稱為接近角，后方稱為離去角。 縱向通過半徑P 1：整機側(cè)視圖上與前、 后車輪及它們之間機器的最低點相切的圓弧半徑。 橫向通過半徑p 2：整機正視圖上與左、右車輪側(cè)及它們之間機器最低點相切的圓弧半徑。 最大涉水深度h1 :保證機器正常行駛時所能通過淺水灘的最大深度。單從某個指標(biāo)討論，要提高機器的通過性，最小離地間隙h、最大涉水深度hl、接近角a和 離去角3愈大愈好；縱向通過半徑P 1、橫向通過半徑 P

28、2愈小愈好。但實際機器性能有許多指標(biāo)綜合形成，不能只追求某個指標(biāo)。 （ P206）2. 鉸接式車架：由兩段（或兩段以上）采用銷軸鉸接的方法連接成車架。 、鉸點的位置：總體布置時， 應(yīng)該首先考慮將鉸點布置在前后橋的中間。 穩(wěn)定性好， 前后車架的轉(zhuǎn)彎半徑相 等，采用全橋驅(qū)動時也能有效防止轉(zhuǎn)向時傳動系的功率循環(huán)。鉸點布置應(yīng)首先滿足機器的作業(yè)性能。 （P208） 布置鉸點時，也要考慮結(jié)構(gòu)的可能性和維修的方便性。 、鉸銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計：加大鉸銷的長度可以減小鉸銷的受力， 因此實際設(shè)計應(yīng)該盡量加大鉸銷的長度， 也可以將銷 軸設(shè)計為兩段。不過，鉸銷太長會使其他構(gòu)件布置困難，相應(yīng)構(gòu)件的工藝性也會變差。3. 輪胎式

29、工程機械懸架： 懸架也成為懸掛，輪式機械的懸架是指車架與車橋（車輪）之間的連接部件。作用： 通過連接車架與車橋 （車輪） 將各種工作阻力、 重力、 側(cè)向力通過車輪傳到地面上去， 并保證車輪的受力基本穩(wěn)定，彈性懸架還可以緩和、衰減振動與沖擊。 工程機械的懸架大致可分為剛性懸架和彈性懸架兩種。4. 擺動橋車橋與車架鉸接 , 能夠相互擺動 , 可保證車輪始終良好接地。 擺動橋應(yīng)選取對工作裝置影響較小的車橋。擺動圍限制在 810左右。5. 轉(zhuǎn)向橋的車輪定位四個定位參數(shù) 轉(zhuǎn)向輪定位包括：主銷后傾、主銷傾、轉(zhuǎn)向輪外傾及前束。 主銷后傾：車輛縱向平面，主銷上端略向后傾斜。作用： 保持車輛直線行駛的穩(wěn)定性，

30、并力圖使轉(zhuǎn)彎后的轉(zhuǎn)向輪自動回正。后傾角越大， 車速 越高，轉(zhuǎn)向輪的穩(wěn)定性越強，但角度過大會導(dǎo)致方向盤沉重，一般小于3。采用鋼板彈簧懸掛的機器，主銷后傾一般是通過改變鋼板彈簧前后懸掛點的高度來實現(xiàn)的。 主銷傾：車輛的橫向平面，主銷上端略向傾斜。作用：減小轉(zhuǎn)向阻力矩，使轉(zhuǎn)向操縱輕便；使轉(zhuǎn)向輪自動回正。傾角越大，車架抬起越高， 自動回正作用越顯著，但轉(zhuǎn)向費力，輪胎磨損加劇。一般 5 8。傾角是由轉(zhuǎn)向軸制造時使主銷孔軸線上端向傾斜而獲得。主銷后傾 VS 主銷傾： 共同點：使車輪轉(zhuǎn)向后自動回正，保持車輛直線行駛的穩(wěn)定性。區(qū) 別：主銷后傾的回正作用靠離心力產(chǎn)生，與車速有關(guān)，適于高速車輛。主銷傾的回正 作用

31、靠車輛本身重力，與車速無關(guān)，適于低速車輛。 轉(zhuǎn)向輪外傾：車輪旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜。作用： 防止車輪傾， 使輪胎磨損均勻和減輕輪轂外軸承負(fù)荷， 提高轉(zhuǎn)向輪工作的安全性和操 縱的輕便性。 外傾角大雖然對安全和操縱有利， 但角度過大會使輪胎橫向偏磨增加， 油耗增 多，為 1左右。外傾角是通過轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸相對于水平面向下傾斜而得到的。 轉(zhuǎn)向輪前束： 在通過車輪軸線而與地面平行的平面， 兩車輪前端略向束縛。 （前束值 =A-B）作用：消除車輛行駛過程中因車輪外傾而使兩轉(zhuǎn)向輪前端向外開的影響。轉(zhuǎn)向輪前束可通過改變橫拉桿長度來調(diào)整，為 012mm 第十二章履帶式機械行駛系1. 懸架的功用：用來把機架與支重輪

32、連接起來，并傳遞機器的重力。懸架是用來將機體和行走裝置連接起來的部件，它保證車輛以一定速度在不平路面上行駛時具有良好的行駛平順性和零部件的工作可靠性，有剛性懸架、半剛性懸架、彈性懸架。第十三章制動系1.車輪制動過程分析(P248)M j, Pj M f, Pf 制動刖： p J f f 制動時：Mr,PB 有效制動力：PB GdX 0Pf Pb PjY 0Gd ZMo 0 M r M f (FB Pf)rd M j 0PB不僅取決于制動轉(zhuǎn)矩的大小，還取決于地面的附著條件。當(dāng)PB Gd時抱死的臨界狀態(tài)，最佳制動狀態(tài)。車輪的最大有效制動力等于附著力。2工程機械的行車制動性能行車制動性能是指工程機械

33、在行駛狀態(tài)迅速降低行駛速度直至停止的能力。制動性能通常用制動距離來衡量，制動距離是從操縱制動開始作用到機械完全停止所行駛的 距離。制動距離不是越短越好。 制動距離縮短會造成制動減速度的增大，制動力增大，操縱力增大,進而導(dǎo)致機器穩(wěn)定性變差。設(shè)計機器時，制動性能只要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可。3. 工程機械的停車制動性能 工程機械在一定傾斜度的坡道上停放， 除了必需備有合適的停車制動器使機械的車輪不在坡 道上滾動之外，還應(yīng)保證制動車輪與地面之間具有足夠的附著力。停車制動器制動轉(zhuǎn)矩在車輪上產(chǎn)生的制動力應(yīng)能平衡工程機械的總重力沿坡道方向向下的 分力。工程機械設(shè)計上篇1. 工程機械的設(shè)計特點與要求 工程作業(yè)環(huán)境條

34、件復(fù)雜多變，要求設(shè)計能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌乩硖攸c。 以工程機械底盤理論為基礎(chǔ)， 要求發(fā)動機、 行走與工作裝置的特性之間具有良好的匹配關(guān) 系。 工作介質(zhì)性質(zhì)復(fù)雜，要求工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計形式多樣。 工作介質(zhì)的狀態(tài)在作業(yè)中發(fā)生不斷變化，要求工作參數(shù)調(diào)節(jié)方便。 工程質(zhì)量要求不斷提高， 要求產(chǎn)品具有較高的作業(yè)質(zhì)量控制水平， 普遍應(yīng)用機電液一體化 和現(xiàn)代控制技術(shù)。 現(xiàn)代工程機械與人們的生活關(guān)系日益密切，要求產(chǎn)品設(shè)計人性化，造型美觀。2. 所謂模塊就是一組具有同一功能和結(jié)合要素 (指聯(lián)接部位的形狀、 尺寸、 聯(lián)接件間的配合 或參數(shù)等)，但性能和結(jié)構(gòu)不同，卻能互換的單元。模塊化設(shè)計方法的核心是將系統(tǒng)功能分解為若

35、干功能單元，即模塊，通過模塊的不同組合， 以獲得不同品種、不同規(guī)格的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計就是將產(chǎn)品具有同一功能的單元設(shè)計成具有不同性能、可以互換的模塊， 選用不同模塊，即可組成不同類型、不同規(guī)格的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計的原則是力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品， 并在滿足用戶要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn) 品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。3. 虛擬設(shè)計是以計算機仿真為基礎(chǔ)的現(xiàn)代設(shè)計方法與技術(shù)，其核心是虛擬樣機技術(shù)。4. 工業(yè)設(shè)計( Industrial Design)是指以造型藝術(shù)、色彩、人際關(guān)系等為主要容的工業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)性設(shè)計，是關(guān)于產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)、材料、視覺傳遞、審美價值、宜人性以及商品化等 方面的綜合性創(chuàng)造

36、活動。通過工業(yè)設(shè)計可以使產(chǎn)品的在質(zhì)量、 外觀質(zhì)量和人機質(zhì)量達(dá)到充分和諧， 使所設(shè)計的產(chǎn)品盡 善盡美，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的最大效益。下篇第一章振動壓路機1. 四種壓實方法：靜壓： 依靠機器自身重量產(chǎn)生的靜壓力迫使土壤顆粒相互靠近。由于土壤的摩擦阻力使得這種靜作用力無法向更深處波及， 這種作用力所能影響的深度是很有限的。 靜作用壓實有一 個極限的壓實效果和影響深度， 無限地增加靜載荷并不能得到相應(yīng)的壓實效果， 反而會破壞 表層土的結(jié)構(gòu)。沖擊： 非圓滾輪在滾過突角的一瞬間將產(chǎn)生墜落，猶如利用自由落體原理所產(chǎn)生的一次沖擊，將對土壤產(chǎn)生一個壓力波， 使得土壤顆粒處于運動狀態(tài)， 其摩擦阻力減小，從而為壓實 創(chuàng)造

37、了良好的條件。沖擊能量大，具有較高的壓實厚度、深度和影響深度。 振動： 連續(xù)高頻沖擊載荷所產(chǎn)生的動態(tài)作用力， 使土壤顆粒處于高頻振動狀態(tài)， 它們之間 的摩擦力幾乎完全喪失，由壓路機的靜作用力迫使這些振動的顆粒重新排隊而得到壓實。 揉搓： 柔性滾輪特有的壓實效果。 揉搓力能使輪胎觸及區(qū)域的土壤在一個封閉空間相互揉 搓，猶如蒸饅頭時和面一樣， 從而使材料均勻的壓實。 振蕩壓實是對材料產(chǎn)生一種高頻率的 水平揉搓，會使材料表面產(chǎn)生很好的密實效果。2. 總體技術(shù)性能（評價壓路機技術(shù)水平和制造質(zhì)量的主要依據(jù)） 、作業(yè)性能反映壓路機在一定鋪層材料和作業(yè)環(huán)境下完成壓實作業(yè)的適應(yīng)能力，是評價壓路機技術(shù)水平的特定

38、性能。壓實性能、壓實質(zhì)量特性、牽引性能、機動性能、越野性能。 、技術(shù)經(jīng)濟性能反映壓路機在使用中的成本和經(jīng)濟效果，即投入-產(chǎn)出關(guān)系。壓實生產(chǎn)效率、燃料經(jīng)濟性、可維修性能、運營經(jīng)濟性。 、一般技術(shù)性能是指除上述作業(yè)性能和技術(shù)經(jīng)濟性能之外的其他性能。制動性能、坡道穩(wěn)定性能、工作可靠性、駕駛舒適性、防公害性能。3. 驅(qū)動輪從動輪在壓實質(zhì)量上的差異？4. 壓路機技術(shù)參數(shù)的確定 壓路機主要技術(shù)參數(shù)是決定壓路機基本技術(shù)特性的整機參數(shù)； 在實際設(shè)計工作中通常應(yīng)用類比法尋求這些參數(shù)的變化規(guī)律； 壓路機的主要技術(shù)參數(shù)大致可分為四類：主參數(shù)（工作質(zhì)量） 、工作極限、參數(shù)、工作速度、 設(shè)計參數(shù)。工作質(zhì)量是壓路機的主參

39、數(shù)，我國壓路機的質(zhì)量規(guī)格以噸為單位。5. 主要工作參數(shù)包括工作質(zhì)量、壓輪尺寸、轉(zhuǎn)彎半徑、振動參數(shù)、工作速度及發(fā)動機功率。 工作質(zhì)量概念： 工作質(zhì)量是壓路機的主參數(shù)， 它是按規(guī)定加入油、 水、壓重物、 隨機工具， 并包括一名司機（65kg）在的壓路機總質(zhì)量。壓路機的重量分布主要是前、后輪以及上、下車之間的重量分配比例。 對于單輪驅(qū)動的壓路機，驅(qū)動輪較大的分配質(zhì)量能保證壓路機產(chǎn)生足夠的附著力和制動力 矩，轉(zhuǎn)向輪較小的分配質(zhì)量可以減少從動輪的擁土現(xiàn)象，但轉(zhuǎn)向輪較輕將導(dǎo)致壓路機轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定?；y輪胎單驅(qū)動壓路機的驅(qū)動輪分配重量雖然可以小到40%以下， 但考慮到不致使從動輪產(chǎn)生過多的擁土現(xiàn)象，所以應(yīng)控制在

40、4550%為宜。對于全輪驅(qū)動的壓路機， 雙鋼輪串聯(lián)振動壓路機前后輪等同的分配重量。 輪胎驅(qū)動單輪振動 壓路機的振動輪分配重量可取整機的6065%，以增大其壓實能力。經(jīng)驗表明， 振動壓路機上、 下車的質(zhì)量分配近似相等時， 可以兼顧振動壓路機對地面的作用 力和沖擊能量。 壓路機的最小轉(zhuǎn)彎半徑：壓路機以最大轉(zhuǎn)向角轉(zhuǎn)向行駛時，壓痕外緣到回轉(zhuǎn)中心的距離。 壓痕外緣的回轉(zhuǎn)半徑取決于壓路機的軸距、 轉(zhuǎn)向角及壓輪寬度， 并且與壓路機的轉(zhuǎn)向型式有 關(guān)。 壓路機振動參數(shù)的選擇振動頻率：壓路機振動輪在激振力的作用下產(chǎn)生受迫振動，振動頻率f （Hz）和角頻率（rad/s ）分別按以下公式計算：f 2 f6030工作振幅和名義振幅；所謂“名義振幅” ，是指把振動壓路機用支撐物架起來，振動輪懸 空時測得的振幅，也稱為 “空載振幅”，用A0表示。振動壓路機的工作振幅一般比名義振幅 大。振動加速度