工程机械底盘设计题库及答案

1.画简图说明变矩器与发动机共同工作的输入特性，并说明其影响因素是什么？

变矩器透穿性：影响共同工作输入特

性的范围大小。变矩器有效直径：影响共同工作输入特性的位置高低

2. 试说明行星式动力换档变速箱的换档动作是如何实现的，并解释行星传动的“闭锁”现象及其作用。

实现：行星动力换挡变速箱有许多行星排，换挡动作主要靠制动器制动各行的行星排的齿圈来实现，只有采用少数离合器行星传动的闭锁: 在行星传动中如果某一行星排的太阳轮、行星架、齿圈三个元件任意两个的转速相等，第三件的转速也必然与前两个相等。常利用这种方法实现直接挡

3.简述液力变矩器的级和相的概念，并分析单级两相液力变矩器的结构和工作特点。相——液力变矩器工作轮的工作状态数。泵轮与导轮之间或导轮与导轮之间刚性相连的涡轮数目称为变矩器的级。

4.简述离合器转矩储备系数的概念和确定方法。

主离合器为何存在储备系数：为了保证主离合器能可靠地传递发动机的最大转矩和具有一定的使用寿命，必须使主离合器传递摩擦转矩的能力具有一定的储备量。考虑因素（1）、摩擦片有了磨损之后仍能可靠地传递发动机的最大扭矩；（2）、防止离合器本身滑磨过大；（3）、防止传动系超载。

9. 画简图说明中间档传动比确定的速度连续原则。

发动机应该始终工作于设定功率Ne′以上的范围，当由于工况变化使机器工作于设定范围的端点时换档，换档后机器立刻工作于设定范围的另一端点，而且换档

前后机器的理论速度应该不变。

10.画简图说明变矩器与发动机匹配的最

大牵引功率原则。

为了获得最大牵引功率，要求共同工作

的输入特性曲线上，液力变矩器最高效率

时的传动比（i*）所对应的负荷抛物线通

过柴油机额定工作点MeH，这样机器可以获

得最大的功率

11.车轮的制动力应如何分配？

当机械的结构一定，重心位置一定时，前、

后轮制动力的比值是路面附着系数的函

数。速度较低时，一般只在驱动轮上设置

制动器。中速机械，后轮先抱死。高速机

械，前后轮同时抱死。

12.铰接式车架的铰点如何设计?

总体布置时，应该首先考虑将铰点布置

在前后桥的中间铰点布置应首先满足机器

的作业性能。布置铰点时，也要考虑结构

的可能性和维修的方便性

13.如何选择轮式机械转向方式？

偏转车轮转向：整体式车架其转向是通过

车轮相对车架偏转来实现。铰接转向铰接

式车架，其转向是通过前、后车架相对偏

转来实现，滑移转向整体式车架，其转向

是通过变左右两侧车轮的转速来实现。

14.影响制动力大小的两个因素是什么？

驱动力距地面附着力

15.传动系的总传动比是如何进行分配

的？

由于发动机一般为机器中转速较高的

部件，所以为了减少传动系中零件所承受

的转矩，根据动力传递的方向，后面的部

件应该取尽可能大的传动比。也就是说，

先取尽可能大的if，其次取尽可能大i0，

最后按iΣ的需要确定ik。

16.动力换档定轴变速箱中离合器的位置

布置应该考虑哪些问题？

换档离合器可以装在主动齿轮轴上，也

能装在被动齿轮轴上。在变速箱传动比确

定的条件下，由于换档离合器的位置不同，

其闭合时的工作转矩不同，分离时的空转

转速也不同。

17.主离合器的储备系数β值过大或者是

过小对主离合器有什么影响？

若取较大值，则工作可靠性增加，结

合过程时间缩短，动载荷作用时间缩短，

滑磨时间缩短，使用寿命增长；

（2）、若取过大值，则不能防止传动系过

载，而且要使离合器结构参数增大，压紧

力增大，机体重量增大；

（3）、若取较小值，则工作可靠性降低，

结合过程时间、动载荷作用时间、滑磨时

间增长，使用寿命降低。

18.画出制动轮的受力图，并据此分析车辆

最佳制动状态和实现的条件是什么?

制动前：

P

M

P

M

f

j

j

,

,

制动时：

B

r

P

M,

有效制动力：

ϕ

d

B

G

P≤

PB

不仅取决于制动转矩的大小，还取决于地

面的附着条件。

时

当ϕ

d

B

G

P≈

抱死

的临界状态，最佳制动状态。

时，

当ϕ

d

B

G

P>

制动轮抱死，车轮处于

滑移状态。

最佳制动状态出现于车轮将“抱死”但未

“抱死”时。

19.简述人力换档变速箱的设计步骤

1.根据变速箱的档位数和各档传动比，草

拟变速箱的传动方案。

2.确定变速箱的主要参数，包括中心距、

齿轮模数、齿宽、和斜齿轮螺旋角等。

3.根据变速箱的传动比选配齿轮，确定各

档齿轮的齿数。

4.进行齿轮、轴、轴承等零件的寿命计算

或刚度、强度计算。

5.进行结构设计，绘制装配图和零件图。

20.行星式变速箱循环功率的特点

只在内部循环往复，对外不表现。与主功率同生同灭。存在及大小仅取决于行星排结构，与传动比的大小无关

21.简述空间式人力换档变速箱的特点和应用场合。

输入轴、中间轴、输出轴呈三角形的空间布置。结构刚度好；可以方便的获得多个倒档控制机构比较复杂效率要比平面三轴式变速箱低；箱体结构也比平面三轴式变速箱复杂。用于倒退频繁的机械，如推土机。

22.简述平面三轴式人力换档变速箱的特点和应用场合。

输入轴、中间轴、输出轴在同一平面内

输出轴支承在输入轴的齿轮内部，刚度差，内部轴承工作条件较差；难以获得多个倒档。用于倒退不太频繁的机械设备上，以及液压驱动的传动系。

24. 说明定轴式动力换档变速箱多档位大变速范围时的处理方法。

1）当变速范围较大时，可采用多级二自由度变速箱串联成多自由度变速箱的办法解决。通常铲土运输机械在相同档位时，倒退档速度比前进档快，这时换向机构应该在前面。

2）如果换向机构的变速范围还比较大，可以将其设计为两个自由度变速箱的串联系统。

3）在对操作方便性影响不大的条件下，可采用混合换档方案。即采用啮合套与离合器混合换档的办法。啮合套可以传递较大扭矩，也可以有较高的相对空转转速

25.画出偏转车轮转向示意图，并说明其转向系对转向条件有何要求以及怎样来满足

这些要求？

偏转车轮转向时，要保证所有车轮都作纯滚动，即应使转向时所有车轮均绕一个共同的瞬时中心作弧形滚动。

26.说明轮式驱动桥设计要求

合理分配各部件的传动比，各部件应有足

够的寿命，重量轻，体积小。轴的支承结

构好。易维修，结构简单，制造容易，工

作平稳。当左右两驱动轮附着系数不等时，

要能较好地发挥驱动力。

27.说明履带式常规驱动桥和高驱动式驱

动桥的特点.

常规驱动桥优点：结构简单，性能可

靠，成本低。缺点：转向时一边履带的

工作能力不能充分发挥；转向时的运动轨

迹往往是折线，难以控制；拆装困难，维

修不便。

高驱动式驱动桥优点：驱动链轮脱离

行走架，改善了机器传动系统的工作条件。

采用湿式多片制动器，减少了制动功耗。

传动部件模块化装配，便于拆装及维修。

缺点：结构复杂，制造难度大，成本高，

重心提高。

28.轮式工程机械行驶系通过性的主要几

何参数有哪些?

最小离地间隙h 接近角α和离去角β

纵向通过半径ρ 1 横向通过半径ρ 2

最大涉水深度h1

29.画出从动轮的转向受力分析简图，并说

明转向条件。

车轮滚动条件为f

X

P

P

P≥

⋅

=β

cos

车轮在推力P方向不产生侧滑的条件为：

μ⋅

≤Z

P

所以， P=Z*u时的β角应该为

车轮偏转角的极限值，即

f

X

P

Z

P=

⋅

=

max

cosβ

μ

实际

设计

时。

β

max

一般

为

30

° -40 °，不宜超过45 °

30.铰接式车架万向节的布置

传动轴的中点和车架铰点要在一条铅垂线

上。

输出轴、输入轴、中间轴应该在机器的纵

向平面内。

铰接点O应该布置在两个万向节的铰接点

A、B的中间。以实现等角速传动

31.设计不等速十字轴万向节时，主从动轴

的夹角应该怎样设计有利？为什么

当主动轴、从动轴在同一平面时，传动

的等角速条件为：

（1）主动轴1与中间轴的夹角a1与从动

轴2与中间轴的夹角a2相等；

（2）当主动轴、从动轴在同一平面时，中

间轴两端的万向节叉应该在同一平面。

当主动轴、从动轴不在同一平面时，

第二条应为：中间轴上和主动轴连接的万

向节叉在中间轴和主动轴组成的平面内

时，中间轴上和从动轴连接的万向节叉在

中间轴和从动轴组成的平面内。

因为一个十字轴只能用于两个轴线相

交于十字轴中线点传动，而且他们之间有

夹角时他们的转速不等。

32.简述履带式机械悬架常用弹性元件的

特点。

刚性悬架机体重量完全经刚性元件传给支

重轮，无弹性元件和减振器，不能缓和冲

击和振动，但具有较好的作业稳定性。

半刚性悬架机体重量部分经刚性元件而另

一部分经弹性元件传给支重轮，可以部分

地缓和冲击与振动。一般机体前部与行走

装置弹性连接，后部刚性连接。弹性元件

有悬架弹簧和橡胶弹性块两种型式

弹性悬架机体重量完全经弹性元件传给支

重轮。悬架的减振，缓和路面冲击能力强。

能够缓和机器高速行驶而带来的各种冲

击。

33.做简图说明偏转车轮转向系全部车轮

转向无侧滑的条件。转向半径

max

min sinβ

L

R=

车轮转角半径：

L

B

N+

=

β

c o t

L

N

=

α

cot

34.写出行星排传动转速方程、理论内转矩

方程

L

B

=

-α

βcot

cot