橡膠履帶車輛液壓機(jī)械差速轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計(jì)——操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)___設(shè)計(jì)說明書

1、車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書前 言的挑戰(zhàn)，開發(fā)性能完善質(zhì)量可靠，適用，價(jià)格合理的履帶拖拉機(jī)迫在眉睫。為了滿足這種需求，機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)被應(yīng)用在了履帶拖拉機(jī)上。雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)把從發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力，分兩路傳給每一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的，其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力可按比例分配到兩側(cè)履帶上，轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)履帶始終傳遞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向時(shí)平均車速不降低，動(dòng)力不中斷，因此對(duì)農(nóng)田土壤破壞小，特別在松軟的農(nóng)田作業(yè)時(shí)，整機(jī)通過性好，作業(yè)效率高，左右兩側(cè)履帶的速度差可以無級(jí)控制，這一點(diǎn)，是履帶推土機(jī)可以高效高精度的進(jìn)行側(cè)面切削和整形作業(yè)。可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，提高了履帶拖拉機(jī)的機(jī)動(dòng)性。在坡地工作轉(zhuǎn)向時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象，

2、提高了履帶拖拉機(jī)工作安全性。與齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相比，傳動(dòng)系簡(jiǎn)單，可避免因采用高、低、雙速傳動(dòng)裝置造成的動(dòng)力轉(zhuǎn)向能力受限的弊端。履帶車輛雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展是隨著液壓和液力傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展而逐漸產(chǎn)生發(fā)展起來的。因?yàn)槁膸к囕v在進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)向的時(shí)候，特別是在某些極限轉(zhuǎn)向的時(shí)候，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞的功率是很大的。液壓元件成本適合、性能可靠，體積不大，可作為結(jié)構(gòu)元件用。并且實(shí)現(xiàn)了履帶車輛轉(zhuǎn)向的方向盤操縱，可對(duì)大功率農(nóng)用拖拉機(jī)的需求。第一章 轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)§1.1 轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展過程及優(yōu)缺點(diǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對(duì)于任何車輛來說都是重要的組成部分。對(duì)履帶車輛來說，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)性能的好壞更為重要，其可以直接影響到

3、履帶車輛的使用性能。自1904年霍爾頓履帶式拖拉機(jī)發(fā)明以來，特別是坦克作為一種新式武器在第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)并取得巨大成功后，履帶車輛的轉(zhuǎn)向技術(shù)就一直處于不斷地發(fā)展和進(jìn)步之中。從傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)到雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，從獨(dú)立式到差速式，各種新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)層出不窮從原理上進(jìn)行分類，可以把履帶車輛從出現(xiàn)到目前為止使用過的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)表示出來。一、轉(zhuǎn)向離合器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向離合器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，靠分離某一側(cè)轉(zhuǎn)向離合器，減小或功率限制，駕駛員若持續(xù)轉(zhuǎn)向，稍有不慎就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，因而只能靠滑磨，用較大半徑轉(zhuǎn)向，或極不平穩(wěn)地以小半徑斷續(xù)轉(zhuǎn)向。因此這種單差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)現(xiàn)在幾乎不再采用。四、雙差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)雙

4、差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可使履帶車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)慢速側(cè)履帶降低的速度等于快速側(cè)履帶增加的速度，因此車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的平均速度與直線行駛的速度相同。但由于雙差速器不能完全制動(dòng)一側(cè)履帶，車輛不能原地轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)向半徑的變化范圍沒有使用轉(zhuǎn)向離合器的大，轉(zhuǎn)向平順性較差。轉(zhuǎn)向時(shí)快速側(cè)履帶有加速，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的附加載荷比采用轉(zhuǎn)向離合器的大。雙差速器是由齒輪組成的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，與轉(zhuǎn)向離合器相比零件數(shù)目少、耐磨性好、壽命較長(zhǎng)。五、雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是把發(fā)動(dòng)機(jī)功率同時(shí)通過兩條途徑傳給每側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的。近幾年來，國(guó)外一些大中型履帶拖拉機(jī)、推土機(jī)生產(chǎn)廠家如美國(guó)的卡特彼勒公司和日本的小松公司已廣泛采用雙功率流型的差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)即雙流傳動(dòng)

5、差速轉(zhuǎn)向裝置，特別是卡特彼列公司在挑戰(zhàn)者35-95E系列橡膠履帶拖拉機(jī)中已得到了成功應(yīng)用，大大提高了橡膠履帶拖拉機(jī)的履帶使用壽命。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是把發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過變速箱和液壓泵一液壓馬達(dá)雙路傳給后橋中的驅(qū)動(dòng)鏈輪的差動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)差速轉(zhuǎn)向.雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的型式多樣，但相對(duì)來說，使用效果都不及機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有許多優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)向時(shí)平均速度不降低，兩側(cè)履帶始終傳遞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向，適用于進(jìn)行偏載推土和切除樹根作業(yè)。轉(zhuǎn)向時(shí)傳給行走裝置的功率不降低，轉(zhuǎn)向工作效率高、速度快。左右履帶的速度差可無級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)又精確的方向控制，可高效、高精度地進(jìn)行側(cè)面切削和整形作

6、業(yè)。容易實(shí)現(xiàn)一根操縱桿來控制進(jìn)退和轉(zhuǎn)向。由于轉(zhuǎn)向時(shí)動(dòng)力不中斷，因此對(duì)農(nóng)田土壤破壞小，特別在松軟的農(nóng)田作業(yè)時(shí)，整機(jī)通過性好，作業(yè)效率高。在坡地工作轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象，提高了履帶拖拉機(jī)的工作安全性。不足之處是這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)需要附加液壓傳動(dòng)裝置，成本加大。國(guó)內(nèi)有研究院所在介紹具有優(yōu)良轉(zhuǎn)向特性的差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，但投入物力、財(cái)力和人力進(jìn)行深入研究和產(chǎn)品開發(fā)的還不多見。普遍認(rèn)為國(guó)內(nèi)液壓元件可靠度低，產(chǎn)品成本偏高影響銷售市場(chǎng)和用戶購(gòu)買力。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民收入的增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制的變化，國(guó)內(nèi)液壓元件可靠度的提高，控制技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，加入WTO后市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，消除目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大功率履帶拖拉機(jī)

7、、推土機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的機(jī)動(dòng)性能差(不能按駕駛員的意愿隨意轉(zhuǎn)向)，轉(zhuǎn)向能耗大，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)易磨損，生產(chǎn)效率由于轉(zhuǎn)向性能差而受到影響的缺陷己成為車輛工程領(lǐng)域研究開發(fā)人員的重要研究課題。機(jī)械式的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)必將會(huì)在大功率拖拉機(jī)、推土機(jī)等工程車輛上遭到淘汰，而利用液壓泵液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)逐漸被國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用于大功率拖拉機(jī)、推土機(jī)等工程車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去。§1.2 雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的出現(xiàn)，最早可以追溯到法國(guó)的Somua和B2坦克、德國(guó)豹式主戰(zhàn)坦克和虎型坦克以及美國(guó)的M46坦克。其中德國(guó)的豹式主戰(zhàn)坦克采用獨(dú)立式單半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)發(fā)展而來。到1942

8、年，德國(guó)在其虎型坦克上，首次采用了雙半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，顯示了履帶車輛轉(zhuǎn)向性能的一個(gè)重大進(jìn)步，在與8檔Maygach-loua:半自動(dòng)預(yù)選變速箱連時(shí)可以實(shí)現(xiàn)16個(gè)規(guī)定轉(zhuǎn)向半徑。后來又出現(xiàn)了現(xiàn)代緊湊型的雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)方案，如德國(guó)豹式坦克采用的雙半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和英國(guó)的奇伏坦坦克和美國(guó)M47. M60坦克采用的差速式單半徑雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。履帶車輛雙功率流轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展是隨著液壓和液力傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展而逐漸產(chǎn)生發(fā)展起來的。因?yàn)槁膸к囕v在進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)向的時(shí)候，特別是在某些極限轉(zhuǎn)向的情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞的功率是很大的。因此，只有當(dāng)液壓元件成本適合、性能可靠、體積不大的條件下，才可能考慮將其作為結(jié)

9、構(gòu)元件應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的功率轉(zhuǎn)換元件一液壓泵和液壓馬達(dá)的性能越來越高，使得液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛(L-4)，其中應(yīng)用最多的是零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(中心速度在轉(zhuǎn)向時(shí)保持原直線行駛速度不變)0 20世紀(jì)80年代以來，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)開始普遍應(yīng)用在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的坦克和履帶式裝甲車輛上。其傳向原理見圖 零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由分流機(jī)構(gòu)、液壓轉(zhuǎn)向閉式回路和兩側(cè)的匯流行星排組成。液壓轉(zhuǎn)向閉式回路一般由變量液壓泵和定量軸向柱塞馬達(dá)，美國(guó)M1坦克和M2步兵戰(zhàn)車則采用徑向鋼球活塞泵和馬達(dá)。匯流行星排一般選用單排內(nèi)外嚙合行星排， 只有法國(guó)AMX32坦克的傳動(dòng)裝置采用了雙排

10、外嚙合匯流差速器。零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在直線行駛工作狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)液壓閉鎖，保證車輛行駛的穩(wěn)定性。它的每個(gè)排檔都有一個(gè)最小轉(zhuǎn)向半徑，并且低檔位的向半徑小，高檔位的轉(zhuǎn)向半徑大，從這個(gè)最小轉(zhuǎn)向半徑可連續(xù)無級(jí)地變化到無限大，即直線行駛狀態(tài)。在空檔時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向半徑為零的中心轉(zhuǎn)向。零差速式液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是通過改變液壓泵的排量來控制執(zhí)行元件液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，其中，液壓泵和液壓馬達(dá)可以無級(jí)調(diào)速，這樣在差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輪系的作用下，使兩側(cè)的履帶產(chǎn)生差速完成轉(zhuǎn)向，而且，車輛兩側(cè)履帶驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差可以有無窮多個(gè)，可得到無窮多個(gè)轉(zhuǎn)向半徑。且具有如下優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力可以按比例分配到兩側(cè)履帶上，轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)履帶

11、始終傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向，履帶基本上沒有打滑現(xiàn)象，最大限度地減輕了履帶的磨損，提高了使用壽命。這一點(diǎn)對(duì)橡膠履帶車輛尤為重要轉(zhuǎn)向時(shí)平均車速不降低轉(zhuǎn)向時(shí)動(dòng)力不中斷左右兩側(cè)履帶的速差可以無級(jí)控制，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)而精確的方向控制。可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，提高履帶車輛的機(jī)動(dòng)性。在坡地上工作轉(zhuǎn)向不會(huì)出現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象正因?yàn)榇朔N轉(zhuǎn)向裝置具有上述優(yōu)點(diǎn)，能大大改進(jìn)履帶車輛的轉(zhuǎn)向性能和可操縱性,減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。為此，本文以履帶車輛的轉(zhuǎn)向裝置為設(shè)計(jì)為對(duì)象，提出了機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向裝置操縱液壓系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)方案，對(duì)轉(zhuǎn)向裝置中所需的液壓元件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)其轉(zhuǎn)向性能進(jìn)行了初步計(jì)算和分析。第二章 液壓

12、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為液壓主機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足主機(jī)工作循環(huán)所需的全部技術(shù)要求。所以，對(duì)于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為滿足主機(jī)工作所需的全部技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足靜態(tài)性能好、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全可靠、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，并要滿足給定的參數(shù)與技術(shù)要求。對(duì)于本設(shè)計(jì)的應(yīng)滿足的具體參數(shù)與技術(shù)要求如下：設(shè)計(jì)95.6kw橡膠履帶拖拉機(jī)機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向裝置的液壓系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)，其中，履帶車輛發(fā)動(dòng)機(jī)功率，轉(zhuǎn)速r/min，速度范圍為315,最大轉(zhuǎn)向阻力距N=49760Nm。所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下要求：對(duì)履帶車輛的機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)方向盤操縱，能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向及倒車

13、操作，轉(zhuǎn)向半徑可平滑過渡，實(shí)現(xiàn)最小轉(zhuǎn)向半徑，滿足轉(zhuǎn)向力矩要求。對(duì)于設(shè)計(jì)的操縱液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足上述參數(shù)和要求，而且，為了應(yīng)用方便，還應(yīng)盡量使其布置容易，維修方便，成本盡可能低。第三章 液壓系統(tǒng)負(fù)載分析此液壓系統(tǒng)使用于橡膠履帶車輛的轉(zhuǎn)向裝置中，而且與傳統(tǒng)的履帶車輛的液壓轉(zhuǎn)向裝置不同，一般而言傳統(tǒng)的履帶車輛轉(zhuǎn)向裝置采用由液壓系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)向離合器，從而使兩側(cè)履帶產(chǎn)生扭矩差，而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。而機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，是通過操縱系統(tǒng)來調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)，從而控制液壓馬達(dá)，而液壓馬達(dá)傳遞的動(dòng)力是差速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的其中一路動(dòng)力來源，其作用就是使機(jī)器能夠差速轉(zhuǎn)向。其差速轉(zhuǎn)向系如圖示：圖31 機(jī)械液壓雙功率流差速轉(zhuǎn)向輪系機(jī)構(gòu)此差

14、速轉(zhuǎn)向輪系具有如下特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)功率在變速箱的輸入軸上分流，一路功率流向變速箱，一路功率流向由變量泵、定量馬達(dá)及其他控制元件組成的液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)不工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率全部由變速箱傳遞到左、右兩側(cè)履帶的驅(qū)動(dòng)輪上，因兩行星排的齒圈聯(lián)為一體，兩側(cè)履帶的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速大小相等、方向相同，履帶車輛作穩(wěn)定的直線行駛。當(dāng)液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)和變速箱同時(shí)向兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪傳遞功率時(shí)，由于液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)的液壓泵排量可調(diào)，因此駕駛員可按不同曲率的路面隨機(jī)調(diào)整液壓泵的排量和流向，根據(jù)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速的不同，拖拉機(jī)可進(jìn)行由最小轉(zhuǎn)向半徑的左、右轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，有無窮多個(gè)轉(zhuǎn)向半徑，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)轉(zhuǎn)向，當(dāng)變速箱輸出轉(zhuǎn)速為零時(shí)，

15、只有液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)向兩側(cè)履帶的驅(qū)動(dòng)輪傳遞功率，因兩行星排的太陽輪之間相差一對(duì)齒輪副，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速大小相等、方向相反，履帶車輛可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向行駛，轉(zhuǎn)向半徑為零。同時(shí)可分析得兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為： （31） （31）式中:行星排特性參數(shù)（齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比），該機(jī)構(gòu)的左右行星排特性參數(shù)相等 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 中央傳動(dòng)比 液壓馬達(dá)到行星排傳動(dòng)比 變速箱速比 最終傳動(dòng)比液壓系統(tǒng)就是在向此差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸入轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。第四章 液壓系統(tǒng)的方案分析§4.1 操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析對(duì)于此機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說，設(shè)計(jì)的要求就是通過對(duì)方向盤的操縱實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓變量泵的排量控制。且應(yīng)滿足

16、如下要求： 方向盤左右不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液壓馬達(dá)速度變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性是一致的 對(duì)方向盤操縱，要有路感 在方向盤被操縱時(shí)，液壓馬達(dá)的響應(yīng)要快 要使駕駛員操作簡(jiǎn)便，可對(duì)車輛進(jìn)行平穩(wěn)精確的方向控制 工作要穩(wěn)定，可靠性高根據(jù)上述要求，對(duì)操縱系統(tǒng)可作如下初步設(shè)計(jì),采用方向盤的操縱和液壓先導(dǎo)閥組成操縱系統(tǒng)，通過對(duì)方向盤的操縱，控制液壓先導(dǎo)閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)變量泵的排量的控制。§4.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析從總體上來說，機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)是通過改變液壓變量泵的排量來控制執(zhí)行元件液壓定量馬達(dá)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶車輛的轉(zhuǎn)向控制。機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)一般應(yīng)滿足以下要求： 車輛的轉(zhuǎn)向是雙向的

17、，因此要求液壓泵的變量機(jī)構(gòu)和液壓馬達(dá)具有雙向運(yùn)轉(zhuǎn)特性 液壓馬達(dá)速度變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性要和液壓泵是一致的 為了滿足系統(tǒng)較大外界載荷變化的要求，安全溢流閥的調(diào)定壓力要足夠高，響應(yīng)速度要足夠快 車輛直線行駛時(shí)，系統(tǒng)功率損失要小 系統(tǒng)工作要穩(wěn)定，可靠性高為了滿足上述要求，在充分考慮各方面因素的情況下，以及對(duì)系統(tǒng)工作狀況的要求，對(duì)機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)可初步設(shè)計(jì)為：1、方向盤 2、液壓轉(zhuǎn)向器 3、調(diào)速閥 4、液壓伺服機(jī)構(gòu) 5、調(diào)速閥 6、調(diào)速閥 7、單向閥 8、變量柱塞泵 9、補(bǔ)油泵 10、溢流閥 11、安全閥12、單向閥13、單向閥 14、溢流閥15、換向閥16、定量柱塞馬達(dá)17、濾清器18、散

18、熱器圖41 機(jī)械液壓雙功率流操縱液壓系統(tǒng)原理圖§4.3 總體方案的分析由上述原理圖可以看出，此液壓是一個(gè)通過方向盤1實(shí)現(xiàn)液壓先導(dǎo)排量控制的典型容積調(diào)速閉式回路系統(tǒng)。系統(tǒng)采用排量大、轉(zhuǎn)速高、壓力大的軸向柱塞變量泵和軸向柱塞定量馬達(dá)，能夠較好的滿足液壓泵變量機(jī)構(gòu)和液壓馬達(dá)的雙向運(yùn)轉(zhuǎn)特性。同時(shí)，系統(tǒng)兩側(cè)管道的容積相等，安全溢流閥11的調(diào)定壓力相等，從而保證了車輛向左右轉(zhuǎn)向時(shí)液壓定量馬達(dá)16速度變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的一致。同時(shí)，為了保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作，系統(tǒng)中有多重保護(hù)措施。有兩個(gè)頭尾倒置的溢流閥組成的安全閥11，當(dāng)高壓區(qū)的油壓超過系統(tǒng)的最高工作壓力時(shí)，安全閥自動(dòng)開啟，油液從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，反

19、向則不能開啟，從而滿足了雙向油路的的溢流問題，使整個(gè)系統(tǒng)工作平穩(wěn)，同時(shí)保證了液壓元件不受損壞。由于液壓馬達(dá)16在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在泄漏時(shí)會(huì)使回路中油液減少，導(dǎo)致液壓泵產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，造成系統(tǒng)壓力不足，從而不能正常工作，并產(chǎn)生噪音。為了避免這種現(xiàn)象，在系統(tǒng)中安裝了補(bǔ)油泵9，另外安裝兩個(gè)單向閥12、13是為了使補(bǔ)油泵9的出油口接于系統(tǒng)油路低壓區(qū)，避免高壓回油的危險(xiǎn)。在定量液壓馬達(dá)中集中了溢流閥14和換向閥15，換向閥15把液壓馬達(dá)16輸出的熱油通過溢流閥14流回油箱，再通過補(bǔ)油泵9和吸油濾清器17補(bǔ)進(jìn)冷油，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。通過這一循環(huán)，使整個(gè)閉式回路系統(tǒng)的油液得到循環(huán)冷卻和慮清，從而保證系統(tǒng)的正常油

20、溫和油液的清潔。補(bǔ)油泵油液經(jīng)調(diào)速閥3，流向一“開心有反應(yīng)”式的轉(zhuǎn)向器2，通過方向盤1的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制油液流向，從而控制變量泵的液壓伺服機(jī)構(gòu)4，實(shí)現(xiàn)變量。這樣，經(jīng)過各液壓元件的配合工作就能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。而且方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便，需要進(jìn)行特殊維護(hù)、保養(yǎng)、調(diào)整的部位較少。工作可靠，操縱方便、省力，大大降低駕駛員的操縱勞動(dòng)強(qiáng)度，提高駕駛舒適性，能夠較好的滿足實(shí)際需要。第五章 液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與選取要想使所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)滿足使用要求，則離不開各液壓元件的協(xié)調(diào)工作。液壓系統(tǒng)中主要的液壓元件包括：軸向柱塞定量馬達(dá)、軸向柱塞變量泵、液壓閥、散熱器、油箱、油管、液壓轉(zhuǎn)向器等。這些元件的選取直接影響到系統(tǒng)的工作

21、性能和可靠性。在考慮車輛整體性能要求的前提下，通過計(jì)算各元件的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行液壓元件的選取。其他液壓元件的選擇可以在滿足系統(tǒng)工作需要、盡量節(jié)約成本的前提下直接選取。§5.1 液壓馬達(dá)的參數(shù)設(shè)計(jì)與選取為了方便計(jì)算，因設(shè)計(jì)中的給定參數(shù)與東方紅1302R橡膠履帶拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)相近，故設(shè)計(jì)中的未知參數(shù)可參考東方紅1302R橡膠履帶拖拉機(jī)的參數(shù)用以計(jì)算。§5.1.1 液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)向阻力矩的計(jì)算對(duì)于轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的選擇，其馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力矩、排量和轉(zhuǎn)速是選擇液壓馬達(dá)的依據(jù)，而轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力矩應(yīng)滿足車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的最大轉(zhuǎn)向阻力矩?？捎上率接?jì)算：= （51）式中：轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的輸出力矩

22、： 車輛驅(qū)動(dòng)輪半徑：0.346m 車輛履帶中心距：B1.435m 差速行星排特性參數(shù)：=2.391 末端傳動(dòng)效率： 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸出效率： 履帶車輛驅(qū)動(dòng)段效率： 中央傳動(dòng)效率： 末端傳動(dòng)比： 液壓馬達(dá)到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：=5.5經(jīng)實(shí)際測(cè)量東方紅1302R橡膠履帶拖拉機(jī)的最大轉(zhuǎn)向阻力矩，當(dāng)此型號(hào)拖拉機(jī)在預(yù)計(jì)最大轉(zhuǎn)向阻力矩工況下進(jìn)行測(cè)量，其中，在水泥路面上的轉(zhuǎn)向阻力矩的測(cè)量結(jié)果為39.4KN·m,粘性土壤路況下的測(cè)量結(jié)果為49.8KN·。所有參數(shù)值帶入（5-1）計(jì)算得：243N·m§5.1.2 液壓馬達(dá)最大每轉(zhuǎn)排量由轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力矩可求得液壓馬達(dá)所需的每轉(zhuǎn)排

23、量： （52）其中：243N·m根據(jù)液壓手冊(cè)選取液壓馬達(dá)的機(jī)械效率：系統(tǒng)壓力： 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)連續(xù)工作時(shí)間短，可以按1h功率標(biāo)定，90系列泵的最高壓力為48MPa，所以=48×0.8=38.4MPa取。帶入式（5-2）可計(jì)算得：§5.1.3 液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速為了滿足履帶車輛較小的轉(zhuǎn)向半徑，車輛轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速有一定的要求，為了避免履帶車輛對(duì)轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速要求過高，則可按下式計(jì)算馬達(dá)應(yīng)達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速： （53）系統(tǒng)最大流量： 根據(jù)系統(tǒng)要求可選?。阂簤厚R達(dá)的容積效率： 帶入式（5-3）可求得：表5.1 液壓泵液壓馬達(dá)系統(tǒng)參數(shù)§5.2液壓變量泵的參

24、數(shù)計(jì)算因變量液壓泵的排量是選擇液壓泵的主要依據(jù)，變量泵的排量可由下式計(jì)算： (54)式中：液壓泵的容積效率：液壓馬達(dá)的容積效率：另外，液壓泵的額定轉(zhuǎn)速是由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及其與液壓泵的傳動(dòng)比決定的，故可取n=將上述數(shù)據(jù)帶入式（5-4）計(jì)算得根據(jù)薩奧（SAUER）公司產(chǎn)品樣本90系列軸向柱塞泵的參數(shù)，對(duì)比042型、055型、075型三個(gè)型號(hào)的變量泵和定量馬達(dá)的參數(shù)，042型排量低供應(yīng)不足；075型排量大，質(zhì)量大，體積也大，綜合考慮車輛的成本、空間布局、性能參數(shù)匹配各方面因素，最后選用薩奧（SAUER）公司90系列055型軸向變量柱塞泵和定量馬達(dá)。參數(shù)見表5.1。§5.3 液壓系統(tǒng)補(bǔ)油流量的

25、計(jì)算因應(yīng)用于閉式回路設(shè)備上的所有90系列液壓泵產(chǎn)品均需要補(bǔ)油，以補(bǔ)充系統(tǒng)內(nèi)泄漏，維持主回路的正壓力，提供冷卻油液，補(bǔ)充由外部液壓閥或輔助系統(tǒng)所造成的任何泄漏損失，并且為控制系統(tǒng)提供壓力油。同時(shí)，為了防止傳動(dòng)裝置的損壞，在所有的工況下，補(bǔ)油壓力的額定值必須在其給定的壓力值內(nèi)。補(bǔ)油泵流量的要求和補(bǔ)油泵規(guī)格大小的選取結(jié)果是受許多因素影響的。這些因素包括：系統(tǒng)壓力、液壓泵轉(zhuǎn)速、泵的斜盤傾角、液壓油的類型、工作溫度、熱交換器的規(guī)格大小、液壓管路的長(zhǎng)度和管徑大小、控制響應(yīng)特性、輔助系統(tǒng)的流量要求、液壓馬達(dá)的類型等。在初始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，對(duì)上述信息并不能完全掌握，故可參考薩澳丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說

26、明書做初步計(jì)算。在計(jì)算前，應(yīng)注意到下面幾個(gè)問題：1.根據(jù)不同的操作模式確定整個(gè)系統(tǒng)的補(bǔ)油流量要求2.總的補(bǔ)油流量要求必須包括：液壓泵、液壓馬達(dá)的流量要求，以及將油液從系統(tǒng)中傳輸?shù)妮o助部件要求3.補(bǔ)油泵的尺寸確定必須考慮在最大工作壓力條件下液壓泵和馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，也必須考慮在最小轉(zhuǎn)速條件下泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況由上述條件，參考薩澳丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說明書可做如下計(jì)算：1）補(bǔ)油流量要求液壓泵：變量泵所需的補(bǔ)油流量（）：其中：流量因數(shù) 可有薩澳丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說明書中的附表查得 （55）泵的標(biāo)稱尺寸Framsize=55 則：2）補(bǔ)油流量要求馬達(dá)：馬達(dá)所需的補(bǔ)油流量要求：其中：流量因

27、數(shù) 可有薩澳丹佛斯90系列軸向軸塞液壓泵的說明書中的附表查得 （56）馬達(dá)的標(biāo)稱尺寸Framsize=55 則：3）總的流量要求：總補(bǔ)油流量是以系統(tǒng)中各部件所需補(bǔ)油量之和，即可初算綜合考慮個(gè)方面因素，則補(bǔ)油流量應(yīng)比計(jì)算值稍大一些，故參考薩澳丹佛斯產(chǎn)品說明書，如下表5.2：表5.2補(bǔ)油泵參數(shù)表型號(hào)補(bǔ)油泵規(guī)格in³額定轉(zhuǎn)速A84200B114200C144200綜合各方面因素，查詢補(bǔ)油泵輸出流量圖表，則選用補(bǔ)補(bǔ)油泵規(guī)格為8，即A型號(hào)的補(bǔ)油泵。§5.4 液壓油的選用 液壓油對(duì)系統(tǒng)的正常工作，使用壽命和性能有較大影響，對(duì)液壓油總的要求是：在工作溫度范圍內(nèi)粘度變化較??；有高的油膜強(qiáng)度

28、；良好的潤(rùn)滑性；不含機(jī)械雜質(zhì)和瀝青；良好的防蝕性；良好的抗氧化性能；高的閃點(diǎn)和低的凝點(diǎn)等。在選擇液壓油時(shí)，除考慮到上述要求外，還應(yīng)滿足泵、馬達(dá)、閥對(duì)油液的特殊要求。查液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，軸向柱塞泵工作溫度范圍在4080°C，液壓油的粘度范圍75172cSt，對(duì)照國(guó)產(chǎn)油粘溫表可選用20號(hào)機(jī)械油。§5.5 過濾器的選擇為了避免油液中混入異物，保證液壓元件的正常工作。故在液壓系統(tǒng)中需安裝過濾器。用以濾去油液中的雜質(zhì)，維護(hù)油液清潔，防止油液污染，保證液壓系統(tǒng)正常工作。同時(shí)濾油器還應(yīng)滿足系統(tǒng)的流量要求，即濾油器有較大的通油能力要求和較小的阻力，但也應(yīng)滿足系統(tǒng)的過濾精度要求，各種液壓系統(tǒng)

29、的過濾精度要求如5.3表：因此系統(tǒng)壓力最大時(shí)為38Mpa，補(bǔ)油流量額定轉(zhuǎn)速下約為18.4L/min，經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)過濾器可選型號(hào)為：XU-B32100J，其參數(shù)如表5.4所示：表5.3 液壓系統(tǒng)過濾精度要求系統(tǒng)類別傳動(dòng)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)壓力/Mp類別/mm表5.4 WU25×100J過濾器參數(shù)型號(hào)流量過濾精度WU25100J25100§5.6 油箱的設(shè)計(jì)計(jì)算油箱在液壓系統(tǒng)中,其功用是使油液同空氣隔離,并為油液膨脹或收縮造成的容積變化以及可能的缸體流量和微小泄漏提供補(bǔ)充油液,為油液的循環(huán)交換提供條件，故液壓系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)出其相適用的油箱。§5.6.1 液壓系統(tǒng)所需油箱容量

30、的計(jì)算油箱容量的確定一般根據(jù)液壓系統(tǒng)補(bǔ)油泵的額定流量計(jì)算，其有如下原則：表5.5油箱容量與系統(tǒng)壓力的關(guān)系系統(tǒng)壓力油箱容量02.5Mpa(24) 2.56.3Mpa(57) >6.3Mpa(512) 因系統(tǒng)壓力為38Mpa，查薩澳丹佛斯90系列軸向柱塞變量泵中補(bǔ)油泵輸出流量圖，知在發(fā)達(dá)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下其補(bǔ)油流量為：18.4則油箱容量: 即油箱的容量應(yīng)大于110.4L初定油箱的尺寸：長(zhǎng)×寬×高 為：600×300×650則其容量可達(dá)到117L，故滿足使用要求。§5.7系統(tǒng)發(fā)熱溫升的計(jì)算及冷卻器的選取對(duì)于液壓系統(tǒng)來說，其大部分能量損失都轉(zhuǎn)化為了熱量

31、，除部分散發(fā)到周圍空間外，大部分使油液溫度升高。若長(zhǎng)時(shí)間系統(tǒng)油溫過高，則油液粘度下降，油液泄漏增加，密封材料易老化，油溫氧化嚴(yán)重，影響液壓系統(tǒng)的正常工作。又因結(jié)構(gòu)限制，油箱又不能太大，依靠自然冷卻不能使油溫控制在所希望的正常工作溫度2065時(shí)，為了使油液溫度維持在允許的范圍內(nèi)，就需要在系統(tǒng)中安裝冷卻器。§5.7.1系統(tǒng)發(fā)熱溫升的計(jì)算系統(tǒng)單位時(shí)間的發(fā)熱量為： (57)式中：液壓泵的輸入功率 ：系統(tǒng)的輸出功率，即馬達(dá)的輸出功率。因系統(tǒng)在方向盤處于極限位置時(shí)，系統(tǒng)的能量輸出及能量損失最大，故可根據(jù)此狀態(tài)下計(jì)算溫升情況，也就是說在此工況下，系統(tǒng)的溫升最大。（出自薩澳90系列軸向軸塞變量泵說明

32、書） （58）式中：變量泵的輸出流量（） （：變量泵的每轉(zhuǎn)排量 ，泵的轉(zhuǎn)速，：泵的容積效率）：系統(tǒng)壓力差 bar：泵的效率，其 故由 （59）式中：馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量 ， =41.5mL/r ：系統(tǒng)壓力差 bar ：馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 ：馬達(dá)的機(jī)械效率 則：則系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)最大發(fā)熱量：§5.7.2 系統(tǒng)散熱量的計(jì)算系統(tǒng)單位時(shí)間的散熱量為： (510) 式中：系統(tǒng)溫升， 其中：系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度（），環(huán)境溫度為20，【T】最高允許溫度，對(duì)于一般機(jī)械為5570，對(duì)粗加工機(jī)械、工程機(jī)械為6580，可取70。則：。：油箱的散熱面積，其可由：計(jì)算，油箱有效容積（），因，則：油箱散熱系數(shù)（）表5.6 油箱

33、散熱系數(shù)表工況自然冷卻通風(fēng)差自然冷卻通風(fēng)良好有專用冷卻器（89）（1517.5）（110170）因此系統(tǒng)中選用專用冷卻器，取=，則系統(tǒng)散熱量：由此可知，故在選用冷卻器的情況下，系統(tǒng)散熱良好，可滿足使用要求。§5.7.3散熱器的選取 綜合系統(tǒng)各方面因素，維持系統(tǒng)油液溫度在允許的范圍內(nèi)，且滿足系統(tǒng)使用要求，此系統(tǒng)中可選用冷卻器為登勝液壓生產(chǎn)的型號(hào)為：OR60的冷卻器。§5.8 液壓系統(tǒng)油管及油管接頭的選取在此液壓系統(tǒng)中，液壓變量泵與定量馬達(dá)間的布置距離大概在1.5m左右，且泵與馬達(dá)間易產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)工作壓力高，流量較大，故根據(jù)液壓手冊(cè)及薩澳丹佛斯產(chǎn)品說明書，選用薩澳丹佛斯公

34、司配備的高壓橡膠油管，其工作油路橡膠油管內(nèi)徑為25mm,外徑40mm;泄油管路內(nèi)徑為19mm，外徑30mm；伺服排量控制油路皆為內(nèi)徑9mm,外徑16mm;其管接頭皆為90系列軸向柱塞變量泵和定量馬達(dá)相配的附件。§5.9 液壓系統(tǒng)中液壓閥的選取此液壓系統(tǒng)中，工作油路中保護(hù)液壓閥和調(diào)壓液壓閥皆有薩澳丹佛斯在其產(chǎn)品內(nèi)設(shè)置，其伺服排量液壓控制機(jī)構(gòu)也為其配備，故其中所需液壓閥無需另選。對(duì)于液壓轉(zhuǎn)向器供油油路中所需的流量控制閥可根據(jù)液壓油路要求，選用上海智德液壓機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的流量控制閥，其型號(hào)為：QF-B10C表5.7 QF-B10C液壓閥的參數(shù)型號(hào)公稱通徑最大流量壓力QF-B10C10

35、mm42140bar另外，安裝底板選用型號(hào)為：QFA-B10§5.10 轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)的選擇對(duì)于液壓轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)來說，其組成一般由方向盤、轉(zhuǎn)向軸及液壓轉(zhuǎn)向器等組成。考慮到本設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向裝置的總體情況，可選用BZZ型液壓轉(zhuǎn)向器，且考慮到轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度的要求，方向盤直徑不應(yīng)超過500mm.其中，轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式選用“開心有反應(yīng)式”即當(dāng)轉(zhuǎn)向器在中間位置（不轉(zhuǎn)向）時(shí)，所供液壓油與油箱是連通的，且作用在轉(zhuǎn)向輪上的側(cè)向外力會(huì)使方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使駕駛員對(duì)道路有所感覺。§5.10.1 轉(zhuǎn)向器的選取液壓轉(zhuǎn)向器就是通過方向盤的控制，來控制液壓油的流量，在此液壓系統(tǒng)中就是最終實(shí)現(xiàn)斜盤角度的變化。通過參考

36、所選液壓變量泵的整體和液壓伺服機(jī)構(gòu)的參數(shù)，在此系統(tǒng)中選用的液壓轉(zhuǎn)向器型號(hào)為：BZZ280其參數(shù)如下表：表5.8 BZZ280轉(zhuǎn)向器參數(shù)轉(zhuǎn)向器型號(hào)排量公稱排量最大壓力bar方向盤自由轉(zhuǎn)角BZZ280806.0125當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過轉(zhuǎn)向柱帶動(dòng)轉(zhuǎn)向器中的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向器將與方向盤旋轉(zhuǎn)角成比例的油量連續(xù)地壓入變量泵的伺服機(jī)構(gòu)，促使變量泵的斜盤發(fā)生角度變化，使其排出的油量發(fā)生變化，從而使定量馬達(dá)的轉(zhuǎn)速輸出發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。§5.10.2 轉(zhuǎn)向柱的選取對(duì)于操縱系統(tǒng)來說，其受力不大，故其選擇無須校核計(jì)算，選擇滿足使用要求的即可。其轉(zhuǎn)向柱及附屬機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向柱殼可選用鎮(zhèn)江液壓元件廠生產(chǎn)的專門應(yīng)用于B

37、ZZ2型轉(zhuǎn)向器的產(chǎn)品。其型號(hào)為：FZ1§5.10.3 方向盤的選用對(duì)于方向盤的選取，因其所受作用力不大，故對(duì)其要求不高，只要能滿足轉(zhuǎn)向柱的連接要求即可。另外，為了避免駕駛員操縱時(shí)作用力過大，而損壞液壓轉(zhuǎn)向器，則其直徑不應(yīng)大于500mm.故方向盤選用：野馬F16D第六章 圓柱直齒輪§6.1 選擇材料確定試驗(yàn)齒輪的極限應(yīng)力參考表23·2-37，23·2-38選擇材料：小齒輪選擇40Cr,調(diào)質(zhì)處理，HRC=242286;大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=229286。由圖23·2-18及圖23·2-29，按MQ級(jí)質(zhì)量要求取值，查得：；

38、67;6.2 按接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪直徑確定參數(shù)：由表23·2-21，取K=1.2×1.2=1.44;T6=243×1.29=313.5Nm;由4·2條取；由表23·2-21：，取=1.1；則。將以上數(shù)據(jù)帶入上式計(jì)算得:d698.5mm；模數(shù)：md6z7=98.521=4.69；取m=5mm；則；，取b=65mm。§6.3 校核齒面接觸強(qiáng)度按表23·2-22，；式中：分度圓上的圓周力：；使用系數(shù)：由表23·2-24，；動(dòng)載荷系數(shù)：按式（23·3-12），；根據(jù)齒輪的圓周速度：參考23·2-46，選

39、擇精度等級(jí)為：7級(jí)。按表23·2-27，K1=26.81,K2=0.0193；將各參數(shù)值代入公式得：；齒向載荷分布系數(shù)：按式（23·2-13），；按，查圖23·2-14，。；齒向載荷分配系數(shù)：按；查表23·2-28，；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：按，查圖23·2-16，；查表23·2-129，；球端面重合度：；查圖23·2-10：；按查圖23·211，得縱向重合度；按，按式23·216，；將以上各數(shù)值代入接觸應(yīng)力計(jì)算公式得：§6.4計(jì)算安全系數(shù)按表23·222，；一、式中壽命系數(shù)先計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；

40、從圖23·219可查得：，所以取，。按，從圖23·219查得：；潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)：按v=10.65m/s 選用90號(hào)中級(jí)極壓型工業(yè)齒輪油：其運(yùn)動(dòng)粘度，查圖23·220，=0.94；工作硬化系數(shù)：小齒輪未做硬化，吃面未光整，故取=1；接觸強(qiáng)度計(jì)算尺寸系數(shù)：查圖23·2-23，。二、將以上數(shù)值代入安全系數(shù)計(jì)算公式得；按式23·2-19，；>,>,故均安全。§6.5修正中心距為了湊中心距，以滿足轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)的要求，避免中央傳動(dòng)錐齒輪與離合器等產(chǎn)生干涉，將增加至25，則，?。积X數(shù)增加不會(huì)降低齒輪強(qiáng)度，因此無需再進(jìn)行強(qiáng)度校核。此時(shí)；

41、另外一側(cè)，需同時(shí)滿足條件： a34=a68,i34=i68；取齒輪3、4模數(shù)與齒輪6、7、8相同，為5 mm。材料選擇齒輪3與齒輪6相同，為40Cr；齒輪4與齒輪8相同，為45鋼。由于。則z3=z6×1.48076937；z4=z8×1.480769117； 此時(shí)a3,4=m(z3+z4)/2=385mm=a6,8；因此無需變位即可滿足條件。由于齒輪3、4比齒輪6、8齒數(shù)大，且材料和模數(shù)均與之相等，因此，齒輪3、4強(qiáng)度一定滿足條件，無需校核。湊中心距之后，齒輪6、7、8、3、4的分度圓直徑為：d6=d7=mz6=5×25=125mm；d8=mz8=5×7

42、9=395mm；d3=mz3=5×37=185mm；d4=mz4=5×117=585mm。通過同樣的計(jì)算方法可得到齒輪1,2的齒數(shù)及分度圓半徑，如下： z1=24,z2=31 d1=mz1=5×24=120mmd2=mz2=5×31=155mm齒寬選擇：大齒輪65mm，小齒輪70mm。第七章 液壓系統(tǒng)性能的分析設(shè)計(jì)此轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的目的就是為了使履帶車輛能夠在轉(zhuǎn)向方面具有更好的性能，操縱更加輕便，轉(zhuǎn)向更加平穩(wěn)、可靠。根據(jù)選定的液壓變量泵和定量馬達(dá)的參數(shù)，以及其它液壓元件的性能參數(shù)，參考東方紅1302R履帶拖拉機(jī)整機(jī)參數(shù)，可以計(jì)算履帶車輛的最大轉(zhuǎn)向角速度、最短周轉(zhuǎn)向時(shí)間和按最