履带式工程机械底盘

履带式工程机械底盘

2005/08/04

目录

第一章履带底盘传动系概述 (3)

第一节机械传动系 (3)

第二节液力机械传动系 (4)

第三节液压传动系 (6)

第四节电传动 (6)

第五节液压机械传动系 (7)

第六节组件式设计的传动系 (8)

第二章履带式工程机械驱动桥 (10)

第一节履带式推土机的常规驱动桥 (10)

第二节履带式工程机械转向原理 (11)

第三节驱动桥布置方案 (17)

第四节中央传动 (17)

第五节转向离合器 (19)

第六节转向制动器 (22)

第七节终传动 (26)

第八节动力差速式转向装置 (30)

第九节 D8L转向离合器与制动器 (33)

第三章履带式底盘行走系 (34)

第一节履带式底盘行走系的尺寸参数和结构布置 (35)

第二节悬架 (37)

第三节履带张紧装置设计 (40)

第四节驱动链轮齿形设计 (44)

第六节履带设计 (52)

第七节橡胶履带行走系概述 (57)

第一章履带底盘传动系概述

动力装置和驱动轮之间所有的传动部件总称传动系。

传动系的作用是将发动机输出的功率，通过减速增扭后传给驱动轮，并改变发动机功率输出特性，使作业机械具有合适的工作速度和足够的牵引力，满足作业机械行驶作业要求。

不同的工程机械对传动系有不同的要求。目前绝大部分工程机械动力装置为柴油机，但是柴油机功率输出特性主要在以下几方面不能适应行驶作业要求。

（1）根据作业工况，要求柴油机在提供足够功率的同时，要求驱动轮的转速（行驶速度）和驱动力矩（牵引力）能在较大范围内变化。而柴油机在输出一定功率时，其转速和扭矩变化范围较小，不能满足作业要求。

（2）作业时，要求驱动轮能改变转向，实现机械的前进和倒退行驶，但是，柴油机一般只能按一个方向旋转。

（3）为减轻机重，工程机械大多选用转速较高的中、高速柴油机，而驱动轮一般要求转速低扭矩大。

（4）作业中往往要求传动系中断向驱动轮传递动力，而柴油机并不停止运转。

（5）在弯道行驶时要求两侧驱动轮有不同的转速。

（6）保证柴油机能空载起动。

下面介绍几种常用的履带式机械的传动系类型和组成。

第一节机械传动系

图1是履带式推土机的机械传动系简图

图1 履带式推土机的机械传动系简图

1 柴油发动机

2 动力输出箱

3 主离合器

4 小制动器

5 联轴器

6 变速箱

7 中央传动装置

8 转向离合器 9 转向制动器 10 最终传动机构 11 驱动轮

A 工作装置油泵

B 主离合器油泵

C 转向油泵

一、组成

机械传动系主要由动力输出箱2、主离合器3、机械变速箱6、中央传动7、转向离合器 8、转

向制动器9、最终传动10、驱动轮11组成。

二、工作原理

主离合器3用于切断或连接柴油机和传动系的动力传递。临时切断动力，便于变速箱换挡；便于发动机在完全无载的情况下起动。广泛采用摩擦式主离合器，能使柴油机和传动系柔合地连接起来，通过离合器打滑能起过载保护作用，从而减少和限制传动系中各零件所受的载荷，同时可以通过对离合器的操纵实现机械的微动和慢动。

变速箱6 用于改变传动系的传动比，扩大传给驱动轮转矩和转速的变化范围，起到降低转速增大扭矩的作用，并能变换驱动轮的旋转方向，通常变速箱设有空档，可以切断向驱动轮传递动力，以利发动机起动和发动机不熄火的情况下停车。

由中央传动7，转向离合器8 ，最终传动10组成的履带式驱动桥。中央传动7由一对圆锥齿轮组成，实现降低转速增大扭矩并将动力分别传到左右两侧；通过左右转向离合器使左右驱动轮可能得到不同的驱动转速和转矩，实现履带工程机械的转向；通过两对齿轮组成的最终传动10，再一次降低转速增大转矩。

机械传动系中通常采用直接用人力操纵换档机构的机械变速箱。

三、机械传动系优点

结构简单，便于维修、工作可靠、价格低廉，传动效率高并可利用柴油机运动零件的惯性作业。

机械传动一般履带式推土机的牵引效率高达75~80%，是几种传动型式中最高的，所以小型履带工程机械有采用机械传动系的。

机械传动系主要缺点

在行驶阻力急剧变化的工况下，柴油机容易熄火，对驾驶员要求高并增加他的劳动强度。同时要求柴油机有较大转矩适应性系数。

采用机械变速箱，换档时动力中断时间长，由于履带车辆行驶速度低，阻力大，换档时一般导致停车，不能利用机械的动能克服行驶阻力，影响机械的通过性能。同时作业中柴油机的功率利用差，降低了生产率。

对于循环作业的工程机械，经常要前进、后退及改变车速（牵引力），换档频繁，每次换档都要脱开主离合器，并用人力操纵换档机构，驾驶员劳动强度大。

柴油机的振动直接传到传动系各零件，而行驶阻力的变化又直接影响柴油机的工作。因此，降低了柴油机和传动系各零件的使用寿命。另外，柴油机在急剧的变载工况下，会降低其平均输出功率。

行驶阻力的变化直接改变柴油机的工况，为了充分利用柴油机的功率，需增加变速箱的档位数，因而使变速箱结构复杂，并增加驾驶员换档次数。

上述缺点，在行驶阻力变化剧烈及经常改变行驶方向的工况，影响特别明显。因此，机械传动系宜用于行驶阻力较平稳的连续作业机械。

第二节液力机械传动系

图2为履带式推土机液力机械传动系简图

一、组成

液力机械传动系主要由动力输出箱2，液力变矩器3，动力换档变速箱5，中央传动6，转向离合器与制动器7，最终传动8和驱动轮9组成。

二、工作原理

柴油机输出的动力通过液力变矩器3传递到动力换档变速箱5，再经中央传动6，转向离合器与制动器7，到最终传动8。除了用液力变矩器和动力换档变速箱，其它件基本与机械传动系相同。

在液力机械传动系中采用变矩器和动力换档变速器，不采用主离合器，防止柴油机过载熄火，