工程機(jī)械設(shè)計(jì)與底盤設(shè)計(jì)

1、工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì)工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì)第二章傳動(dòng)系設(shè)計(jì)概述第二章傳動(dòng)系設(shè)計(jì)概述1.傳動(dòng)系的類型、特點(diǎn)、適用傳動(dòng)系的類型、特點(diǎn)、適用①機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：成本低廉、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)準(zhǔn)確、利用了慣性；優(yōu)點(diǎn)：成本低廉、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)準(zhǔn)確、利用了慣性；缺點(diǎn)：負(fù)荷沖擊大、有級(jí)變速、換擋動(dòng)力中斷、操縱費(fèi)力；缺點(diǎn)：負(fù)荷沖擊大、有級(jí)變速、換擋動(dòng)力中斷、操縱費(fèi)力；適用：常用于小功率的工程機(jī)械和負(fù)荷比較平穩(wěn)的連續(xù)式作業(yè)機(jī)械。適用：常用于小功率的工程機(jī)械和負(fù)荷

2、比較平穩(wěn)的連續(xù)式作業(yè)機(jī)械。②液力機(jī)械傳動(dòng)液力機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：操縱方便、自適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)載沖擊小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)率高、起步平穩(wěn)快速；優(yōu)點(diǎn)：操縱方便、自適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)載沖擊小、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)率高、起步平穩(wěn)快速；缺點(diǎn)：效率低、零部件成本高、行駛速度穩(wěn)定性差；缺點(diǎn)：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(jī)械。適用：常用于功率較大、負(fù)荷變化劇烈的工程機(jī)械。③液壓傳動(dòng)液壓傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：可無(wú)級(jí)變速、傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)原地

3、轉(zhuǎn)向、利用液壓系統(tǒng)制動(dòng)、易于過(guò)載保護(hù)；優(yōu)點(diǎn)：可無(wú)級(jí)變速、傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向、利用液壓系統(tǒng)制動(dòng)、易于過(guò)載保護(hù)；缺點(diǎn)：元件制造精度高、工藝復(fù)雜成本高、傳動(dòng)效率低、元件易發(fā)熱、工作噪聲大。缺點(diǎn)：元件制造精度高、工藝復(fù)雜成本高、傳動(dòng)效率低、元件易發(fā)熱、工作噪聲大。適用：主要用于大中功率的工程機(jī)械傳動(dòng)系。適用：主要用于大中功率的工程機(jī)械傳動(dòng)系。④電傳動(dòng)電傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、便于控制、便于布置、易于實(shí)現(xiàn)多輪驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、

4、便于控制、便于布置、易于實(shí)現(xiàn)多輪驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：笨重，成本高；缺點(diǎn)：笨重，成本高；適用：電傳動(dòng)主要用于大功率履帶挖掘機(jī)、裝載機(jī)（電動(dòng)鏟）及重型載重車輛等機(jī)械中。適用：電傳動(dòng)主要用于大功率履帶挖掘機(jī)、裝載機(jī)（電動(dòng)鏟）及重型載重車輛等機(jī)械中。2.傳動(dòng)比傳動(dòng)比傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比iΣ是變速箱的輸入軸轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之比，是變速箱的輸入軸轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之比，iΣ=n’enK各部件傳動(dòng)比的分配：各部件傳動(dòng)比的分配：foKiiii?

5、?ik變速箱的傳動(dòng)比；變速箱的傳動(dòng)比；i0中央傳動(dòng)的傳動(dòng)比；中央傳動(dòng)的傳動(dòng)比；if最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比傳動(dòng)比分配的基本原則：由于發(fā)動(dòng)機(jī)一般為機(jī)器中轉(zhuǎn)速較高的部件，所以為了減少傳動(dòng)系中傳動(dòng)比分配的基本原則：由于發(fā)動(dòng)機(jī)一般為機(jī)器中轉(zhuǎn)速較高的部件，所以為了減少傳動(dòng)系中零件所承受的轉(zhuǎn)矩，根據(jù)動(dòng)力傳遞的方向，后面的部件應(yīng)該取盡可能大的傳動(dòng)比。也就是說(shuō)，零件所承受的轉(zhuǎn)矩，根據(jù)動(dòng)力傳遞的方向，后面的部件應(yīng)該取盡可能大的傳動(dòng)比。也就是說(shuō)，先

6、取盡可能大的先取盡可能大的if，其次取盡可能大，其次取盡可能大i0，最后按，最后按iΣ的需要確定的需要確定ik。中間傳動(dòng)比的確定：中間傳動(dòng)比的確定：①速度連續(xù)原則：發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該始終工作于設(shè)定功率速度連續(xù)原則：發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該始終工作于設(shè)定功率Ne′以上的范圍，當(dāng)由于工況變化使機(jī)器以上的范圍，當(dāng)由于工況變化使機(jī)器工作于設(shè)定范圍的端點(diǎn)時(shí)換檔，換檔后機(jī)器立刻工作于設(shè)定范圍的另一端點(diǎn)，而且換檔前后工作于設(shè)定范圍的端點(diǎn)時(shí)換檔，換檔后機(jī)器立刻工作于設(shè)定范圍

7、的另一端點(diǎn)，而且換檔前后機(jī)器的理論速度應(yīng)該不變。機(jī)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(dòng)比時(shí)，應(yīng)該使各檔位的傳動(dòng)比成等比級(jí)數(shù)。按速度連續(xù)原則確定變速箱中間檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)該使各檔位的傳動(dòng)比成等比級(jí)數(shù)。②充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率原則：充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率原則：其思路是：在換檔時(shí)機(jī)恰當(dāng)?shù)臈l件下，機(jī)器在全部工作范圍內(nèi)應(yīng)該獲得盡可能大的平均輸出其思路是：在換檔時(shí)機(jī)恰當(dāng)?shù)臈l件下，機(jī)器在全部工作范圍內(nèi)應(yīng)該獲得盡可能大的平均輸出功率。按照這一

8、原則確定中間檔的傳動(dòng)比的方法是，通過(guò)調(diào)整中間檔的傳動(dòng)比，使所有檔位功率。按照這一原則確定中間檔的傳動(dòng)比的方法是，通過(guò)調(diào)整中間檔的傳動(dòng)比，使所有檔位曲線下面的面積最大。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(dòng)比和檔位數(shù)后，就可以很容易地計(jì)算出中速度連續(xù)原則：在確定了最高檔、最低檔的傳動(dòng)比和檔位數(shù)后，就可以很容易地計(jì)算出中間各檔的傳動(dòng)比，而且結(jié)果比較理想，在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初級(jí)階段使用較好。間各檔的傳動(dòng)比，而且結(jié)果比

9、較理想，在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初級(jí)階段使用較好。(2)充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率原則：結(jié)果相當(dāng)理想，設(shè)計(jì)時(shí)還需要知道發(fā)動(dòng)機(jī)的功率特性曲線，需充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率原則：結(jié)果相當(dāng)理想，設(shè)計(jì)時(shí)還需要知道發(fā)動(dòng)機(jī)的功率特性曲線，需要采用計(jì)算機(jī)的專門程序，可以用在機(jī)器改進(jìn)完善階段。要采用計(jì)算機(jī)的專門程序，可以用在機(jī)器改進(jìn)完善階段。第三章主離合器第三章主離合器1.主要參數(shù)：主要參數(shù)：采用斜齒輪時(shí)，如果同一軸上既有齒輪輸入動(dòng)力又有齒輪輸出動(dòng)力時(shí)，同時(shí)工作的兩個(gè)輪齒采用斜

10、齒輪時(shí)，如果同一軸上既有齒輪輸入動(dòng)力又有齒輪輸出動(dòng)力時(shí)，同時(shí)工作的兩個(gè)輪齒的傾斜方向應(yīng)相同，以抵消一部分軸向力。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(zhǎng)度，應(yīng)該盡量采用重疊的軸向空間為了減少變速箱軸向長(zhǎng)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。有利于縮小變速箱的軸向尺寸。5.倒檔齒輪的布置倒檔齒輪的布置兩種布置形式：兩種布置形式：1）在輸出軸之前布置倒檔齒輪，平面三軸；）在輸出軸之前布置倒檔齒輪，平面三

11、軸；2）在輸入軸之后布置倒檔齒輪，）在輸入軸之后布置倒檔齒輪，空間三軸空間三軸。對(duì)一種類型的變速箱，倒檔也可以有多種的不同方案，設(shè)計(jì)原則是在保證所需倒檔傳動(dòng)比的對(duì)一種類型的變速箱，倒檔也可以有多種的不同方案，設(shè)計(jì)原則是在保證所需倒檔傳動(dòng)比的條件下，方便操縱，盡量減小軸向尺寸。條件下，方便操縱，盡量減小軸向尺寸。第五章液力傳動(dòng)第五章液力傳動(dòng)1.循環(huán)圓：通常把液力傳動(dòng)器件軸向斷面構(gòu)成（使液體循環(huán)流動(dòng)）的環(huán)狀空腔，稱為循環(huán)圓。循環(huán)圓：通常把液

12、力傳動(dòng)器件軸向斷面構(gòu)成（使液體循環(huán)流動(dòng)）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)體空間則是變矩器內(nèi)油液進(jìn)行循環(huán)的空間。由循環(huán)圓所構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體空間則是變矩器內(nèi)油液進(jìn)行循環(huán)的空間。循環(huán)圓的最大外徑叫做有效直徑。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液力變矩器的外特性是指在泵輪轉(zhuǎn)速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)矩一定的條件下，變矩器的輸入轉(zhuǎn)矩MB、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩MT、效

13、率、效率η與變矩器渦輪轉(zhuǎn)速與變矩器渦輪轉(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。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：液力變矩器的基本類型：a）向心渦輪式）向心渦輪式b）軸流渦輪式）軸流渦輪式c）離心渦輪式）離心渦輪式3.透穿性：液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速透穿性：液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速nB一定時(shí)，載荷一定時(shí)，載荷MT的變化引起泵輪轉(zhuǎn)矩的變化引起泵輪轉(zhuǎn)矩MB變化的性變化的性能稱為液力變矩器的透穿性。能稱為

14、液力變矩器的透穿性。如果如果MT增大時(shí)增大時(shí)MB也增大，則稱該變矩器有正的透穿性。也增大，則稱該變矩器有正的透穿性。如果如果MT增大時(shí)增大時(shí)MB減小，則稱該變矩器有負(fù)的透穿性。減小，則稱該變矩器有負(fù)的透穿性。如果如果MT變化時(shí)變化時(shí)MB不變化，則稱該變矩器沒(méi)有透穿性。不變化，則稱該變矩器沒(méi)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轉(zhuǎn)速液力變矩器的輸入特性：輸入特性是變矩器泵輪轉(zhuǎn)速nB與泵輪轉(zhuǎn)矩與泵輪轉(zhuǎn)矩MB的關(guān)系。對(duì)于給定

15、的關(guān)系。對(duì)于給定的λB來(lái)說(shuō)，來(lái)說(shuō)，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。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(jìn)口處的半徑大于出口處的半徑時(shí)，渦輪內(nèi)的液流是流向向心渦輪變矩器：當(dāng)變矩器渦輪進(jìn)口處的半徑大于出口處的半徑時(shí)，渦輪內(nèi)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。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，

16、向心渦輪變矩器有以下優(yōu)點(diǎn)：與其它型式比較，向心渦輪變矩器有以下優(yōu)點(diǎn)：正透穿性：負(fù)荷增加時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速減小，渦輪離心力對(duì)液流阻力減小，循環(huán)圓流量增大，使正透穿性：負(fù)荷增加時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速減小，渦輪離心力對(duì)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。泵輪負(fù)荷增加；反之亦然。空載功耗小，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(dòng)能最大；傳遞功率相同的條件下，向心能容量大：泵輪、渦輪均在

17、最大半徑處，工作液的動(dòng)能最大；傳遞功率相同的條件下，向心渦輪變矩器的體積小。渦輪變矩器的體積小。最高效率高：渦輪葉片工作面積大，能量轉(zhuǎn)換徹底；傳動(dòng)比增加時(shí)，循環(huán)圓流量減少，變矩最高效率高：渦輪葉片工作面積大，能量轉(zhuǎn)換徹底；傳動(dòng)比增加時(shí)，循環(huán)圓流量減少，變矩器內(nèi)部能耗減少，于是效率增加，最高效率時(shí)的傳動(dòng)比增加。器內(nèi)部能耗減少，于是效率增加，最高效率時(shí)的傳動(dòng)比增加。最大缺點(diǎn)是起動(dòng)工況（最大缺點(diǎn)是起動(dòng)工況（i=0）的變矩系數(shù)）的變矩系數(shù)K0較