推土機畢業(yè)論文

1、<p>　　2014 屆畢業(yè)設計說明書</p><p>　　推土機設計（轉向離合器設計）</p><p>　　院 部： 機械工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　班 級： 機

2、本1004班 </p><p>　　完成時間： 2014年5月20日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　推土機是一種多用途的自行式施工機械，能單獨完成挖土、運土和卸土工作，具有操作靈活、轉動方便、所需工作面小、行駛速度快等特點。其主要

3、適用于一至三類土的淺挖短運，如場地清理或平整，開挖深度不大的基坑以及回填，推筑高度不大的路基等。</p><p>　　由于履帶推土機具有良好的越野性能及牽引性能，所以，近幾十年來推土機的發(fā)展一直保持著重要的生產地位，技術性能得到不斷的改善。</p><p>　　隨著我們科學技術的發(fā)展以及同國外技術交流的不斷擴大，推土機新產品的設計、研制水平也在不斷提高。研制推土機新產品，設計師第一道工序就

4、是它的總體設計，而總體設計又關系到推土機設計成敗的關鍵。而另一項對推土機總體性能起決定性作用的裝置就是轉向離合器，履帶推土機的應用之所以比輪式的更廣泛，就是因為它的行走裝置能適應更多的、更惡劣的工作環(huán)境，然而履帶推土機的行走裝置又必須通過轉向離合器來控制，所以，設計轉向離合器也是非常重要的一步。</p><p>　　關鍵詞：履帶推土機；液力機械傳動；轉向離合器</p><p><b&

5、gt;　　ABSTRACT</b></p><p>　　Caterpillar bulldozers have a wide range of applica tions , which is one of thebasic equipment of earth moving machines. It can shovel, transport , dump soil,backfill, clea n

6、 up and formate the construction site, eradicate the roots and any otherworks independently, and so on. Bulldozers are not only widely used in civilengineering, also it has been fully used in transportation, water conser

7、vancy, mining,agriculture, forestry, and defense projects.</p><p>　　As our science and technology development and technology excha nge withforeign countries , the design of new bulldozers and the level of de

8、velopment is risingall the time .</p><p>　　For the designers ,the first step of the development of new bulldozers is theovera ll design, which is related to the key to success of the bulldozers design. Anoth

9、erelement is the design of the steering clutch which pla ys a decisive role in the overa lldesign of bulldoze s.The caterpillar bulldozers can be more extensive tha n the wheel,because its running device which it can be

10、adapted to more and more poor working</p><p>　　conditions, and the running device of crawler bulldozers must be turned to control thesteering clutch, so the design of the steering clutch design is also an im

11、portant step.</p><p>　　Key words: caterpillar bulldozer; hydraulic machine transmission system; steering clutch</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b>&

12、lt;/p><p>　　1.1 推土機概述1</p><p>　　1.2 推土機國內外發(fā)展概況1</p><p><b>　　2方案設計4</b></p><p>　　2.1全液壓推土機底盤系統(tǒng)的組成4</p><p>　　2.1.1擺軸式臺車架4</p><p>　

13、　2.1.2 工作裝置操縱4</p><p>　　2.1.3行駛操縱及停車制動系統(tǒng)5</p><p>　　2.1.4 傳動系統(tǒng)5</p><p><b>　　2.1.5懸架6</b></p><p>　　2.1.6 行走裝置6</p><p>　　2.2發(fā)動機的選擇6</p>

14、;<p>　　3 液壓馬達的設計計算8</p><p>　　3.1液壓馬達的分類8</p><p>　　3.2液壓馬達特性8</p><p>　　3.3液壓馬達的選擇9</p><p>　　4 行走液壓泵設計計算11</p><p>　　4.1液壓泵的分類11</p><

15、;p>　　4.2行走液壓泵的選擇12</p><p>　　5 轉向離合器設計13</p><p>　　5.1 履帶式車輛的轉向原理13</p><p>　　5.2 轉向離合器的工作原理14</p><p>　　5.3 轉向離合器的操縱機構14</p><p>　　5.4 基本尺寸參數選擇15</

16、p><p>　　5.5 壓縮彈簧的設計17</p><p>　　5.5.1 幾何參數計算17</p><p>　　5.5.2 特性曲線19</p><p><b>　　6 結論21</b></p><p><b>　　參考文獻22</b></p><

17、p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 推土機概述</b></p><p>　　推土機是一種多用途的自行式施工機械，能單獨完成挖土、運土和卸土工作，具有操作靈活、轉動方便、所需工作面小、行駛速度快等特點。其主要適

18、用于一至三類土的淺挖短運，如場地清理或平整，開挖深度不大的基坑以及回填，推筑高度不大的路基等。</p><p>　　與輪胎式推土機相比，履帶式推土機具有附著性能好，牽引力大，更能適應惡劣的工作環(huán)境，具有優(yōu)越的作業(yè)功能，所以是重點發(fā)展的機種，它可以用于鏟土，運土，卸土，回填，清理施工現場，平整場地等多種作業(yè)。推土機不但在土方施工中應用廣泛，它在交通，水利，采礦，農林以及國防工程中也被充分的使用。</p>

19、<p>　　20 世紀8 0 年代液壓傳動作為大功率的牽引傳動還很不完善, 隨著時間的推移, 在世界范圍內新技術革命對傳統(tǒng)機械工業(yè)的改造與滲透日益加強, 使得液壓技術得到了迅速發(fā)展。在工程機械行業(yè)內,大量不以牽引功能而以恒速調節(jié)為主要功能的路面與壓實機械幾乎全面采用了液壓傳動和液壓控制技術, 同時對于以牽引功能為主的鏟土運輸機械, 傳統(tǒng)的液力機械傳動出現了被液壓傳動取代的趨勢, 特別是功率在2 0 0 kw 以下的中小型鏟

20、土運輸機械, 電液控制技術應用及智能控制研究已取得了一定成就。</p><p>　　1.2 推土機國內外發(fā)展概況</p><p>　　20世90年代末, 小松首次在D155AX一3型推土機上使用HMT 液壓機械傳動系統(tǒng), 它由機械傳動、液壓傳動、動力合成3 部分組成。發(fā)動機輸出動力由分動箱分成兩路, 一路為機械力, 通過離合器直接傳給行星架; 另一路為液壓動力, 通過液壓傳動傳給太陽輪,

21、然后動力經差動輪合成后由齒圈輸出, 可實現在l擋工作時采用液壓傳動, 使推土機原地啟動平穩(wěn), 發(fā)動機性能好, 在其他擋工作時,由于機械和液壓傳動相結合, 可實現在很大轉速范圍內無級變速, 電子控制系統(tǒng)由信號輸入傳感器、電子控制器和執(zhí)行元件3 部分組成, 結合元件換擋控制, 可實現發(fā)動機恒速控制。HMT系統(tǒng)適宜大率推土機采用。</p><p><b>　　圖1 全液壓推土機</b></p

22、><p>　　國內有鞍山第一工程機械股份有限公司技術中心正在從事全液壓推土機電液控制系統(tǒng)和全液壓大功率推土機研制工作,它是國內最早生產、研發(fā)全液壓推土機的工程機械制造商, 1 9 9 6 年與德國利勃海爾公司合作開發(fā)全液壓推土機, 并引進了3 個系列多種規(guī)格的利勃海爾推土機制造技術, 分別推出了PR751、PR742、PR732型全液壓推土機樣機, 而且國產化率可以達到8 0 % ; 河北宣化工程機械股份有限公司也研

23、究了靜液壓傳動技術在履帶推土機上的應用; 黃河工程機械集團技術中心也正在從事靜液壓傳動技術研究與應用;三一重工先后研制開發(fā)出T O 1 6 O、T Q 2 3 0、TS Q I6 0 、T Q 2 3 0 H 型全液壓推土機, 其中丁Q 2 3 0 H 型高性能全液壓推土機順利通過國家工程機械質量監(jiān)督檢驗中心的型式試驗鑒定, 其牽引效率、工作效率、油耗、噪聲等性能指標明顯優(yōu)于國內品牌的液力機械式推土機。 三一重工股份概述推出了TQ160

24、A、TQ190、TQ230H全液壓推土機，是我國推土機行業(yè)產品的技術水平提高了一個檔次。圖為三一TQ230型推土機。</p><p>　　圖2 TQ230H靜液壓驅動履帶式推土機</p><p>　　國內的推土機生產廠家、工程機械科研部門和高等院校近年來對推土機技術的發(fā)展也做出了突出貢獻。如天津工程機械研究所和上海彭浦機器廠聯合開發(fā)研制的上海410型履帶式推土機是我國目前自行研制開發(fā)的最大

25、功率推土機，發(fā)動機功率達到306KW。在研制過程中成功解決了大功率推土機傳動系統(tǒng)的匹配，大功率變矩器的設計，重型結構件的焊接，低速大扭矩行星終傳動齒輪、三角錐形花鍵的選材、加工、熱處理等關鍵技術。</p><p><b>　　2方案設計</b></p><p>　　2.1全液壓推土機底盤系統(tǒng)的組成</p><p>　　2.1.1擺軸式臺車架&l

26、t;/p><p>　　如圖所示，臺車架采用擺軸式結構，它與平衡梁通過專用鉸接機構相連，充分滿足推土機工作中對臺車架的擺動要求；與機架之間通過相互獨立的樞軸固定，樞軸為可拆卸式結構，整機大部分重量通過樞軸直接傳遞給機架，大大減輕了推土機在工作時傳動系統(tǒng)所受到的沖擊力，延長了傳動系統(tǒng)的使用壽命；擺軸結構省去傳統(tǒng)結構臺車架的斜支撐，簡化了結構、改善了加工工藝性、降低了生產成本、提高了剛性；由于終傳動與臺車架分開，可以在不拆

27、卸臺車架的情況下直接維修終傳動，便于維修保養(yǎng)。</p><p>　　圖3 臺車架采用擺軸式結構</p><p>　　2.1.2 工作裝置操縱</p><p>　　工作裝置操縱采用先導控制系統(tǒng)，鏟刀所有動作：提升、下降、左右傾斜及浮動，通過一個手柄完成，操縱非常省力，輕便靈敏，準確可靠。圖２所示為推土鏟操縱手柄。同時，該機所配松土器也采用了先導液壓控制系統(tǒng)。</

28、p><p>　　2.1.3行駛操縱及停車制動系統(tǒng)</p><p><b>　　圖4 控制手柄</b></p><p>　　行駛操縱采用液壓比例伺服控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由專用的先導齒輪泵供油，把前進、后退、左右轉向及靜液壓驅動特有的原地轉向性能集中于一個手柄，同時該手柄還集成了行車喇叭、快慢擋切換及倒車報警等，從而大大簡化了行駛操縱系統(tǒng)，使駕駛員能集中精

29、力工作。</p><p>　　當控制手柄處于中立位置時，便切斷了進入變量泵比例伺服控制閥的動力油，液壓泵排量為零，液壓馬達閉鎖，車輛不能行走，從而達到安全制動的目的。為確保車輛安全，該機還在一級從動齒輪軸上設計了停車安全制動器（或稱緊急停車制動器），該制動器為常閉式，當發(fā)動機熄火或行駛操縱手柄處于中立位置時，制動器在彈簧力作用下閉鎖，實現車輛制動；而當操縱行駛手柄時，在控制油液的作用下打開制動器，使推土機行駛。停

30、車制動器可以通過制動操縱手柄及緊急制動按鈕控制，操縱其中的任何一個，均可實現車輛制動。</p><p>　　2.1.4 傳動系統(tǒng)</p><p>　　如圖３所示，本次所設計的推土機采用雙泵雙回路閉式液壓系統(tǒng)，由發(fā)動機驅動雙聯變量泵，帶動柱塞式變量液壓馬達，組成靜液壓驅動系統(tǒng)，最后經終傳動驅動履帶行駛和轉向。每側履帶均由獨立的靜液壓系統(tǒng)驅動，使推土機可以輕松地實現原地轉向，大大增強了該推土機

31、的機動性及工作適用性。</p><p>　　圖5 雙泵雙回路閉式液壓系統(tǒng)</p><p>　　控制系統(tǒng)采用我公司獨特的發(fā)動機閉環(huán)恒功率控制系統(tǒng)，由中央控制器（ＣＰＵ）根據推土機所受負荷大小隨時調節(jié)變量泵的斜盤角度，控制驅動系統(tǒng)流量，使整機能根據外負荷的大小自動調節(jié)行駛速度，充分滿足推土機工作時對行駛速度及功率的要求，確保整機工作效率，防止發(fā)動機過載并能充分利用發(fā)動機功率。</p>

32、;<p><b>　　2.1.5懸架</b></p><p>　　懸架式將機體和行走裝置連接起來的部件，它把推土機的重量轉給至重輪軸，保證推土機平順行駛。該履帶推土機選用了半剛性懸架。在半剛性懸架中，支重輪和履帶臺車架剛性連接，每個臺車架再與機體連接，其后補通過剛性鉸鏈，前部通過彈性元件相連。推土機廣泛采用半剛性懸架。采用半剛性懸架的優(yōu)點較多，如履帶接地比壓均勻，附著性能好，推

33、土平穩(wěn)等。</p><p>　　2.1.6 行走裝置</p><p>　　根據履帶行走裝置工作條件的特點，采用了組合式履帶，使用標準節(jié)距的單</p><p>　　筋高履刺的軋制履帶板，連接形式為直銷軸連接。為使驅動輪磨損均勻，齒數選</p><p>　　擇奇數。為便于拆裝和修理，驅動鏈輪的結構選擇了齒圈式。引導輪采用箱式結</p>

34、<p>　　構。支重輪為凸肩軸浮動斷面油封，雙金屬滑動軸套結構。行走裝置的張緊緩沖</p><p>　　機構，采用調節(jié)方便，省力的油壓調節(jié)式。</p><p><b>　　2.2發(fā)動機的選擇</b></p><p>　　根據設計任務書，本次設計的履帶式推土機選用的發(fā)動機為康明斯公司的NT855-C280（BC3）型柴油機，下表為該

35、柴油機的主要性能參數。</p><p>　　表1柴油機的主要性能參數</p><p>　　3 液壓馬達的設計計算</p><p>　　全液壓推土機液壓驅動系統(tǒng)由兩邊獨立驅動的雙泵—雙馬達組成。液壓馬達是全液壓推土機液壓傳動系統(tǒng)中把液體的壓力能轉換為機械能的動力輸出裝置，馬達選定的是否合理，是否在高效區(qū)工作，關系到全液壓推土機牽引力的大小，同時對行駛液壓驅動系統(tǒng)的效

36、率和整機行駛速度、生產率都會產生影響。另外，由于全液壓推土機</p><p>　　上采用的變量液壓馬達均是在現有系列產品中進行選型，且非連續(xù)可選，因而按照理論公式求得的液壓馬達的匹配參數僅為理論計算值，實際產品提供的可選參數往往與之不符，必須多次調整相關參數才能最終確定。這樣往往需要改變期望的整機性能，加上調整馬達參數也會導致液壓泵，減速機構等參數的改變，非常麻煩。因此采用一種簡便的方法對液壓馬達進行選型十分必要

37、，而研究液壓馬達的特性對于保證液壓馬達總是在高效區(qū)工作，也具有重要的意義。</p><p>　　3.1液壓馬達的分類</p><p>　　液壓馬達可分為高速馬達、中速馬達和低速馬達三大類。一般認為額定轉速高于600r/min以上的屬于高速馬達，額定轉速低于100r/min 的屬于低速馬達。</p><p>　　高速馬達的主要特點是轉速高，轉動慣量小，便于啟動和制動，

38、調速和換向靈敏度高，而輸出的扭矩不大，僅幾十Nm 到幾百Nm，故又稱高速小扭矩馬達。這類馬達主要有內、外嚙合式齒輪馬達、葉片式馬達和軸向柱塞馬達。分別應用在鉆床、風扇、農業(yè)機械、工程機械、林業(yè)機械的回轉液壓系統(tǒng)；機床操縱機構、磨床回轉工作臺的液壓系統(tǒng)；起重機、絞車、鏟車等的液壓系統(tǒng)。低速馬達的基本形式是徑向柱塞式，其主要特點是排量大、體積大、低速穩(wěn)定性好，一般可在10r/min以下平穩(wěn)運轉，因此可以直接與工作機構連接，不需要減速裝置，使

39、機械傳動機構大大簡化。因其輸出扭矩較大，可以達到幾千Nm到幾萬Nm，所以又稱為低速大扭矩馬達，主要應用在行走機械、挖掘機、起重機等的液壓系統(tǒng)。中速中扭矩馬達主要包括雙斜盤軸向柱塞馬達和擺線馬達。其中雙斜盤軸向柱塞馬達適用范圍廣，但不宜在快速性要求嚴格的控制系統(tǒng)中使用；擺線馬達則一般應用在煤礦機械，行走機械等的液壓系統(tǒng)。</p><p><b>　　3.2液壓馬達特性</b></p>

40、;<p>　　對液壓馬達特性的研究本文主要是指在某情況下液壓馬達可以有比較高的效率，關于這方面的理論研究雖然比較多，但由于馬達的效率問題很復雜，涉及到結構問題和流體力學的問題，影響因素太多，至今還沒有一個圓滿的效率表達式，一般都是由試驗的方法對具體的馬達在不同使用條件下實測取得。</p><p>　　全液壓推土機上一般使用斜盤式馬達或是斜軸式馬達，其應滿足如下要求：</p><p

41、>　　1）有較高的啟動和制動扭矩效率，以提高推土機帶載啟動和克服阻礙的能力以及行車制動的可靠性。</p><p>　　2）由于馬達直接承受載荷作用，通過自身的排量調節(jié)來調節(jié)系統(tǒng)壓力，因此應在較大的轉速和壓力范圍內具有較高的傳動效率。</p><p>　　3）馬達直接承受外部載荷，壓力沖擊很大，應有較高的轉速和壓力極限，以增加驅動裝置的極限工作能力。</p><p&

42、gt;　　斜盤式馬達在低轉速時由于流量小，泄漏比例大，容積效率低，同時由于接近靜摩擦，阻力大，總效率低。在中速(50%額定轉速)和中壓（50%系統(tǒng)最大壓力）區(qū)域效率最高。在轉速比為0 .15～1 的范圍內幾乎在全部壓力范圍均保持0.85以上的高效率。一般斜盤式馬達的經常性負荷應處于中壓區(qū)，少數高負荷接近最高壓力；除啟動工況外不應使馬達轉速比小于0.15?？傂孰S排量比的增大而增大。最小排量比大于0.3 可以保證在全部壓力范圍內總效率高于

43、0.7～0.75。斜軸式馬達在中速中壓時效率最高，幾乎在所有的壓力和轉速范圍內都有較高效率。由于斜軸馬達無斜盤馬達那樣的滑靴密封面，所以在啟動工況有較高的效率，在低速時尤為明顯。這一特性使斜軸馬達有更低的穩(wěn)定工作轉速，一般在50r/min 時可穩(wěn)定工作。相當于額定轉速的3%左右。同時其靜態(tài)起動轉矩大，斜軸式馬達在小排量低轉速時效率偏低，對其進行排量控制時應該使其避免在小排量低轉速下工作。</p><p>　　3.

44、3液壓馬達的選擇</p><p>　　液壓馬達的基本參數主要是排量qm和轉速nm，所選擇的液壓馬達必須滿足機械的動力及行駛速度的要求。</p><p><b>　　液壓馬達的排量 </b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 ——馬達的機械效率，取0.9

45、5；</p><p>　　——系統(tǒng)壓差，取32.5MPa。</p><p><b>　　液壓馬達的轉速</b></p><p>　　液壓馬達的轉速應按照推土機作業(yè)時的最大速度來確定；</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 v——推土

46、機在作業(yè)工況時的最大速度，取3km/h；</p><p>　　——滑轉率，取10%。</p><p>　　3）馬達的輸出轉矩Mm</p><p>　?。?） </p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 Mk——驅動輪的輸出轉矩，N.

47、m；</p><p>　　Mm——馬達的輸出轉矩，N.m；</p><p>　　rd——驅動輪的動力半徑，取0.43m；</p><p>　　im——機械部分總傳動比，取110.286；</p><p>　　——行走機構的效率，取0.87；</p><p>　　——傳動系的效率，三級齒輪傳動可取為0.94；</p

48、><p>　　n——馬達的數量，取2。</p><p>　　根據以上計算出排量和馬達在大排量時的最高轉速以及系統(tǒng)的工作壓力，可選擇標準系列的馬達。我們選取A6VM107變量柱塞馬達。</p><p>　　4 行走液壓泵設計計算</p><p>　　全液壓推土機發(fā)動機與液壓系統(tǒng)的匹配關鍵是發(fā)動機與液壓泵的匹配。在匹配過程中應以扭矩匹配為先決條件，

49、滿足了扭矩匹配則可以滿足功率匹配。發(fā)動機恒功率控制與變功率控制結合使用，才能更好的適應外負載的變化，保證系統(tǒng)的高效率，保證發(fā)動機與液壓系統(tǒng)的最佳匹配。</p><p>　　推土機工作環(huán)境復雜，要使發(fā)動機功率在不同工況下都能得到充分發(fā)揮，必須保證無論液壓系統(tǒng)壓力如何變化，發(fā)動機均要在正常轉速范圍內保持高的功率輸出，且不能出現熄火的情況，這就使得發(fā)動機負荷與液壓泵排量的匹配成為匹配的關鍵之一，即發(fā)動機與液壓泵要合理的

50、匹配，只有發(fā)動機與液壓系統(tǒng)的輸入端液壓泵的匹配合理，液壓元件才可能具有期望的工作壽命與可靠性，才可能使液壓元件的工作能力被充分利用并且有比較低的成本，同時能保證液壓系統(tǒng)有較高的傳動效率，從而有效的發(fā)揮推土機的動力性與經濟性。因此發(fā)動機與液壓泵的合理匹配是十分必要和關鍵的。</p><p><b>　　4.1液壓泵的分類</b></p><p>　　液壓泵是液壓傳動提供

51、加壓液體的一種液壓元件，是泵的一種。它的功能是把動力機（如電動機和內燃機等）的機械能轉換成液體的壓力能。影響液壓泵的使用壽命因素很多，除了泵自身設計、制造因素外和一些與泵使用相關元（如聯軸器、濾油器等）的選用、試車運行過程中的操作等也有關。1）按流量是否可調節(jié)可分為：變量泵和定量泵。輸出流量可以根據需要來調節(jié)的稱為變量泵，流量不能調節(jié)的稱為定量泵。2）按液壓系統(tǒng)中常用的泵結構分為：齒輪泵、葉片泵和柱塞泵3種。</p>&l

52、t;p>　　齒輪泵：體積較小，結構較簡單，對油的清潔度要求不嚴，價格較便宜；但泵軸受不平衡力，磨損嚴重，泄漏較大。</p><p>　　葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運轉平穩(wěn)、噪音小、作壓力和容積效率比齒輪泵高、結構比齒輪泵復雜。</p><p>　　圖6 液壓泵內部結構圖</p><p>　　柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工

53、作、大多用於大功率液壓系統(tǒng)；但結構復雜，材料和加工精度要求高、價格貴、對油的清潔度要求高。</p><p>　　4.2行走液壓泵的選擇</p><p>　　在選擇了液壓馬達后，液壓泵的選擇應滿足液壓馬達對流量和壓力的要求。</p><p>　　液壓泵的流量應滿足馬達在作業(yè)時的最大速度的要求，由下式確定： </p>&

54、lt;p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 ——馬達的容積效率，取0.95。</p><p>　　行走液壓泵的排量課按下式確定： </p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 ——泵的轉速，可由發(fā)動機的速度確定為2200

55、r/min；</p><p>　　——泵的容積效率，取0.95。</p><p>　　由外負載決定的系統(tǒng)的壓力差</p><p><b>　　（3）</b></p><p>　　根據以上計算所得參數和系統(tǒng)的工作壓力，可見TQ230全液壓推土機所選用的液壓元件符合設計的要求。</p><p><

56、;b>　　5 轉向離合器設計</b></p><p>　　5.1 履帶式車輛的轉向原理</p><p>　　履帶式地盤由于其行駛裝置是兩條與機器軸線平行的履帶，所以它的轉向原</p><p>　　理也不同于輪式底盤。它借助于改變兩側履帶的牽引力，使兩側履帶能以不同的</p><p>　　速度前進實現轉向。履帶式底盤的轉向機構

57、型式有轉向離合器、雙差速器和行星</p><p>　　輪式轉向機構等幾種。轉向離合器由于構造簡單和制造容易，因而在履帶式工程</p><p><b>　　機械上使用很廣泛。</b></p><p>　　轉向離合器與主離合器工作原理相同，但因動力經過變速器和中央傳動之</p><p>　　后，所傳遞的轉矩大大增加，所以它的

58、摩擦片是多片的。推土機的轉向離合器有</p><p>　　左右兩個，對稱安裝在后橋殼體的左右轉向離合器室內。轉向離合器有干式和濕</p><p>　　式之分，小功率的推土機的轉向離合器是干式的；中大型功率的推土機的轉向離</p><p>　　合器都是濕式的。濕式的離合器必須在油液中工作。根據本機型的特點，轉向離</p><p>　　合器選用彈

59、簧壓緊濕式轉向離合器，其結構示意圖如下：</p><p>　　1-彈簧螺桿；2、17-平鍵；3-外壓盤；4-帶中心孔的彈簧螺桿；5、6-小大壓緊彈簧；7、8-從、主動片；9、10-從、主動鼓；11-彈簧壓盤；12-活塞；13、16-油封環(huán)；14 接盤式油缸；15-墊片；18-圓錐滾子軸承</p><p>　　圖7 彈簧壓緊濕式轉向離合器</p><p>　　1-螺栓

60、； 2-壓盤 ；3-彈簧 ；4-從動鼓 ；5-主動片 ；6-從動片 ；7-主動鼓； 8-彈簧壓盤 ；9-錐形接盤 ；10-大螺母 ；11-密封環(huán)； 12-軸承座 ；13-離合器接合油道； 14-離合器分離油道 ；15-調整墊片； 16-橫軸 ；17-軸承</p><p>　　圖8 彈簧壓緊濕式轉向離合器</p><p>　　5.2 轉向離合器的工作原理</p><p&g

61、t;　　上圖就是該機型的轉向離合器——彈簧壓緊濕式轉向離合器。它靠8 組大、小彈簧使離合器經常接合，而以液壓操縱使其分離，是一種稱之為但作用液壓操</p><p>　　縱式轉向離合器。液壓分離機構安裝在橫軸的兩端，由接盤式油缸和帶有密封環(huán)</p><p><b>　　的活塞等組成。</b></p><p>　　接盤式油缸14 由鍵連接裝在橫軸的

62、端部，油缸上裝有主動鼓10，油缸內裝</p><p>　　有密封環(huán)的活塞12。彈簧壓盤11 的軸端以鍵連接裝著外壓盤3。當離合器接合</p><p>　　時，它可以帶著彈簧壓盤一起旋轉。外壓盤與主動鼓外緣盤之間夾著主、從動片</p><p>　　8 與7，它們借主動鼓內的8 組大、小彈簧5 和6 壓緊。當油缸內進入壓力油時，活塞被油液壓力向外推，通過彈簧壓盤克服彈簧

63、壓力，是離合器分開。</p><p>　　5.3 轉向離合器的操縱機構</p><p>　　轉向離合器的操縱機構有機械式。液壓式和液壓助力式三種形式。機械式由</p><p>　　于操縱費力，僅用于小功率的工程機械上，中大型功率的工程機械大部分都采用</p><p><b>　　后面兩種型式。</b></p>

64、<p>　　根據該機型的特點，屬于中型工程機械，該離合器選用單作用式液壓操縱機</p><p>　　構操縱，它由轉向操縱桿和杠桿系，以及液壓系統(tǒng)兩部分組成。</p><p>　　操縱系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)與變速箱輪滑系共用一個油泵，如下圖所示。</p><p>　　油泵2 由發(fā)動機與離合器之間的取力箱驅動，它從后橋殼中吸油，油加壓后流經細濾器4 進到二位四通閥

65、6 和8.當細濾器堵塞，油阻力增加到一定值（達</p><p>　　0.12MPa）時，安全閥3 開啟，壓力油經安全閥進到滑閥6 和8.當滑閥6 和8 處</p><p>　　于圖示的中間位置，左右轉向離合器的油缸5 和9 與回油路通，這時壓力油繞過限壓閥7 流向變速器輪滑系。利用背壓閥10 調整輪滑系油壓（背壓閥調整壓力為0.15MPa）。</p><p>　　1

66、-粗濾器；2-油泵；3-安全閥；4-細濾器；5-左轉向離合器油缸；6-左滑閥；7-限壓閥；8-右滑閥；9-右轉向離合器油缸；10-背壓閥</p><p>　　圖9推土機轉向離合器操縱機構液壓系統(tǒng)</p><p>　　5.4 基本尺寸參數選擇</p><p>　　摩擦片或從動鼓的外徑是離合器的重要參數，它對轉向離合器離合器的輪</p><p>

67、　　廓尺寸有決定性的影響，本轉向離合器的摩擦片跟離合器的摩擦片非常相似，所</p><p>　　以我們可以根據離合器的摩擦片來確定轉向離合器的。根據離合器能全部傳遞發(fā)</p><p>　　動機的最大轉矩來選擇。為了能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉矩Τc max ，離合器的靜摩擦力矩Τc應大于發(fā)動機最大轉矩Τc max，而離合器傳遞的摩擦力矩Τc又決定于其摩擦面數Z、摩擦系數f、作用在摩擦面上的總壓

68、緊力PΣ與摩擦片平均摩擦半徑Rm，即</p><p>　　Τc=βΤcmax = ZfPrReN ?m </p><p>　　式中：β —離合器的后備系數，見下表。</p><p>　　f —摩擦系數，計算時一般取0.25～0.30。</p><p>　　該推土機發(fā)動機最大轉矩Τcmax為190N·m，取摩擦系數f為3.0 可得離

69、合器的靜摩擦力矩Τc 為190× 3.0 = 570 N·m。</p><p>　　摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關系到轉向離合器離合器的結構重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉矩大小有一定關系。顯然，傳遞大的轉矩，</p><p>　　就需要大的尺寸。發(fā)動機轉矩是重要的參數，當按發(fā)動機最大轉矩來確定D 時，</p><p>　　可以查下表來

70、確定摩擦片外徑D 的尺寸。</p><p>　　表2 摩擦片外徑選擇標準</p><p>　　表3 所選的D符合下表</p><p>　　根據發(fā)動機參數該車型發(fā)動機最大轉矩Te max 為190N·m 及第一個表可查出本推土機的離合器的摩擦片，且離合器摩擦片外徑為250mm。再查第二個表即可得到摩擦片的具體參數，如下：</p><p&g

71、t;　　摩擦片外徑D=250mm</p><p>　　摩擦片內徑d=155mm</p><p>　　摩擦片厚度h=3.5mm</p><p>　　摩擦片內外徑比d/D=0.620</p><p>　　單面面積F=30200mm2</p><p>　　所以，根據轉向離合器的摩擦片跟離合器的摩擦片相似的原則，再根據轉向&l

72、t;/p><p>　　離合器的從動鼓將動力傳給的是驅動輪，我們就可以確定：從動鼓的外徑300mm</p><p>　　5.5 壓縮彈簧的設計</p><p>　　5.5.1 幾何參數計算</p><p>　　根據以前同機型的壓縮彈簧，壓縮彈簧設計定位圓柱螺旋彈簧。</p><p>　　圓柱螺旋彈簧有幾個主要集合尺寸：外徑D

73、2、中徑D、內徑D1、節(jié)距p、螺旋升角α及彈簧直徑d 。如下圖5-3.5-4 所示：他們的關系為</p><p>　　α=arctanp/πd</p><p>　　式中，彈簧的螺旋升角α，為圓柱螺旋壓縮彈簧一般應在5°-9°范圍內選取。</p><p>　　彈簧的旋向可以右旋或者左旋，但無特殊要求時，一般都用右旋。幾何計算公式</p>

74、<p>　　表4 旋繞比c 和曲度系數k</p><p>　　圖10 彈簧的幾何尺寸</p><p>　　表5 圓柱螺旋彈簧的設計步驟</p><p>　　5.5.2 特性曲線</p><p>　　彈簧應在彈性變形范圍內工作。當承受軸向載荷F 時，彈簧將產生相應的彈性變形λ。表示載荷與變形關系的曲線稱為彈簧的特性曲線。<

75、/p><p>　　對于等節(jié)距的圓柱螺旋彈簧，其變形λ與載荷F 成正比，因此它的特性曲線是一條直線。如圖5-6所示。圖中Fmin 為最小工作載荷，即彈簧在安裝位置時所受的壓力，Fmin 使彈簧能可靠地穩(wěn)定在安裝位置上，對壓縮彈簧， Fmin 在(0.2—0.5)Fmax 范圍內選??； Fmax 為最大工作載荷，在Fmax 一作用下，彈簧絲的最大應力，不應超過材料的許用應力[τ]；Flim 為極限載荷，即達到材料剪切屈服

76、極限τa 的載荷；H1,H2,Hlim 分別為對應于上述三種載荷作用時的彈簧高度；λmin，λmax、λlim。分別對應于上述三種載荷作用時的彈簧變形量。對壓縮彈簧，為了在Fmax 作用時彈簧不致并緊，規(guī)定λmax≤0.8nδ。</p><p>　　如圖5-6所示，彈簧的剛度k 為</p><p>　　k=Fmin/λmin =Fmax/λmax =常數</p><p&

77、gt;　　在加載過程中，彈簧所儲存的能量為變形能U，即圖5-6中小方格表示的面積。在彈簧工作圖中，應繪制彈簧的特性曲線，作為檢驗彈簧時的依據之一。</p><p>　　圖11 壓縮彈簧的特性曲線</p><p><b>　　6 結論</b></p><p>　　經過初期的調研、中期的開發(fā)及后期的調試，如今推土機設計終于完畢，設</p>

78、;<p>　　計過程本著實用、高效的原則，一切從實際情況出發(fā)。</p><p>　　通過本次這次實習設計我感受良深,也從中學到不少在學校在課堂上學不到</p><p>　　的東西.通過實次實踐我深刻的感覺到設計過程中的艱辛及問題解決后的喜悅，</p><p>　　它培養(yǎng)我們獨立思考問題的能力，同時也增強了我的動手能力和軟件繪圖應用的</p>

79、<p>　　能力，為以后自己在所要從事工作奠定了基礎。</p><p>　　通過本次的實踐我對設計產生了濃厚的興趣，體會到，在課堂上學習的理論</p><p>　　固然重要，但是不去實踐就不能完全了解它內涵，要多看有關機械開發(fā)及設計方</p><p>　　面的書籍，拓寬自己的設計思路，學習別人在設計過程中使用的算法和積累的經</p>&l

80、t;p><b>　　驗。</b></p><p>　　雖然畢業(yè)設計內容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用</p><p>　　條件，各種設備的選用標準，各種部件的安裝方式，我都是隨著設計的不斷深入</p><p>　　而不斷熟悉并學會應用的。和老師的溝通交流更使我從效率和經濟的角度對設計</p><p&

81、gt;　　有了新的認識也對自己提出了新的要求</p><p>　　總之，學海無涯，我們只有不斷的學習，不斷的進步，才能在瞬息萬變、人</p><p>　　才濟濟的社會競爭中，立于不敗之地！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 吳慶鳴.工程機械設計[M]，武漢大學出版社，2006<

82、;/p><p>　　[2] 盧和銘、劉良臣．現代鏟土運輸機械[M]．北京：人民交通出版社，2003</p><p>　　[3] 何挺繼、朝勇．現代公路施工機械[M]．北京：人民交通出版社，1999</p><p>　　[4] 朱齊平．進口工程機械使用維修手冊[M]．沈陽：遼寧科學技術出版社，2001</p><p>　　[5] 趙顯新．工程機械液

83、壓傳動裝置原理與檢修[M]．沈陽：遼寧科學技術出版社，2000</p><p>　　[6] 濮良貴、紀名剛.機械設計.第八版[M].北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[7] 吳宗澤、羅圣國.機械設計課程設計手冊.第三版[M].北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[8] 李自光、展朝勇.公路施工機械.第二版[M].北京：人民交通出版社

84、，2008</p><p>　　[9] 陳新軒、展朝勇、鄭衷敏.現代工程機械發(fā)動機與底盤構造[M].北京：人民交通出版社，2002</p><p>　　[10] 周萼秋．現代工程機械[M]．人民交通出版社，1997</p><p>　　[11] Caterpillar Operator's Manual[Z]</p><p>　　[1

85、2] J．of Mechanical Engineering[J]</p><p>　　[13] 筑路機械與施工機械化[J]</p><p>　　[14] 工程機械[J]</p><p>　　[15] crawler vehicle transmission-steering assembly[P],US Patent</p><p><

86、;b>　　致 謝</b></p><p>　　經過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里首先要感謝我的導師黃東勝老師。陳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草

87、圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是陳老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩陳老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。其次要感謝我的同學對我無私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因為如此我才能順利的完成設計，我要感謝我的母?！瞎W院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再