【正文】 1 履帶式推土機(jī)變速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 變速箱使推土機(jī)可以變換排檔，以不同的牽引力和行駛速度工作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)退行駛，以及在掛空檔時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)傳給驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力。變速箱有不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，基本上分為兩大類(lèi)，即與摩擦離合器配套的機(jī)械式變速箱和與液力變矩器配套的動(dòng)力換檔變速箱 (有定軸式與行星式兩種 )，前者是在切斷傳動(dòng)系動(dòng)力的情況下?lián)Q檔的，后者則利用變速箱中的換檔離合器在不一切斷傳動(dòng)系動(dòng)力的情況下?lián)Q檔。 不論采用何種傳動(dòng)方式，最大限度地提高推土機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，保證推土機(jī)有最大生產(chǎn)率都是其最終目的。推土機(jī)作為牽引式工程機(jī)械的典型代表，僅追求速度與負(fù)荷之間的自適應(yīng)能力，充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率 ,提高作業(yè)生產(chǎn)率，降低比油耗，即追求最大的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、作業(yè)生產(chǎn)率，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)得到充分發(fā)揮，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有較高的效率，整機(jī)應(yīng)有較好的作業(yè)生產(chǎn)率，而上述三者都與推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。此次設(shè)計(jì)通過(guò)參照典型的幾款工程機(jī)械結(jié)構(gòu)，如 Z435 裝載機(jī)、小松 D155A 履帶推土機(jī)、 TY180 推土機(jī)等，設(shè)計(jì)了配合液力變矩器的定軸 式動(dòng)力換擋變速箱、轉(zhuǎn)向離合器及行星式雙級(jí)終轉(zhuǎn)動(dòng)，并對(duì)齒輪進(jìn)行了計(jì)算及校核。 關(guān)鍵字 ：履帶式推土機(jī)； 變速箱； 行星式； 牽引式。 2 Abstract By way of subtransmission, bulldozers can be divided into mechanical bulldozer,hydrostatic bulldozers and hydraulic mechanical bulldozer. No matter what transmission mode to maximize power and economy bulldozers, to ensure maximum productivity bulldozers are the ultimate goal. Bulldozers, construction machinery, as Traction typical of speed and load only between the pursuit of adaptive capacity, full use of engine power, improve operational productivity, reduce the specific fuel consumption, that maximize the power, economy, job productivity, that is, that should be full engine power, transmission efficiency should be higher, the whole operation should have better productivity, but these three are with the bulldozer is closely related to transmission. The design of several projects by reference to typical mechanical structure, such as the Z435 loaders, Komatsu D155A bulldozer, C56type transport bulldozers, crawler shovel is designed with a fixed axis torque converter power shift transmission box, turned to twostage clutch and plaary final rotation, and gear for the calculation and checking. Keywords: crawler tractors, fixedaxis gearbox, dualstage plaary final drive. 3 目 錄 第一章 緒論 .............................................. 1 選題的背景及課題研究意義 ............................... 1 國(guó)內(nèi)研制現(xiàn)狀 ......................................... 2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................... 2 本課題擬解決的問(wèn)題 ..................................... 4 第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 ......................................... 4 傳動(dòng)系概述 ............................................. 4 幾種典型的傳動(dòng)系統(tǒng) ..................................... 5 變速箱 ................................................. 8 離合器 ................................................ 12 最終傳動(dòng) .............................................. 14 第三 章 傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的確定 ................................. 17 檔位與傳動(dòng)路線(xiàn) ........................................ 17 變速箱主要參數(shù)的確定 .................................. 18 斜齒圓柱齒輪的計(jì)算及校 核 .............................. 21 轉(zhuǎn)軸計(jì)算 .............................................. 28 第四章 結(jié)論 ............................................. 33 參考文獻(xiàn) .................................................. 33 致謝 ...................................................... 35 1 第一章 緒 論 選題的背景及課題研究意義 推土機(jī)是一種工程車(chē)輛，前方裝有大型的金屬推土刀，使用時(shí)放下推土刀，向前鏟削并推送泥、沙及石塊等，推土刀位置和角度可以調(diào)整。推土機(jī)能單獨(dú)完成挖土、運(yùn)土和卸土工作，具有操作靈活、轉(zhuǎn)動(dòng)方便、所需工作面小、行駛速度快等特點(diǎn)。其主要適用于一至三類(lèi)土的淺挖短運(yùn)，如場(chǎng)地清理或平整，開(kāi)挖深度不大的基坑以及回填，推筑高度不大的路基等。 變速箱是推土機(jī)的重要組成部分，它能實(shí)現(xiàn)增扭減速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增大扭矩；變扭變速，工程機(jī)械作業(yè)時(shí)，牽引阻力變化范圍大，而內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的變化范圍不大，即使用夜里機(jī)械式傳動(dòng)，采用了液力變矩器 也不能滿(mǎn)足要求，因此必須通過(guò)變換變速箱排擋以改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，改變工程機(jī)械的牽引力和運(yùn)行速度，以適應(yīng)阻力的變化；也能實(shí)現(xiàn)空檔，以利于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火的情況下停車(chē)；還能實(shí)現(xiàn)倒檔，以改變運(yùn)行方向。 隨著推土機(jī)行業(yè)高速發(fā)展，推土機(jī)零部件制造商面臨著嚴(yán)格的技術(shù)法規(guī)約束以及降低成本等壓力，因此，質(zhì)量最輕、體積最小等輕量化指標(biāo)已經(jīng)成為考核變速器生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要依據(jù)，所以它也是影響整車(chē)性能的重要因素之一。變速器的質(zhì)量一直也是推土機(jī)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，對(duì)變速器的研究開(kāi)放也越來(lái)越顯得舉足輕重。 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn) 實(shí)技術(shù)，為汽車(chē)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中出現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備投入不足提供了某種技術(shù)手段。因此本論文將通過(guò) solidworks、 ADAMS 等軟件對(duì) T160型推土機(jī)變速箱進(jìn)行建模與仿真，將變速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可視化，提供先導(dǎo)性的實(shí)訓(xùn)手段和工具 ,減少實(shí)訓(xùn)設(shè)施的投入 ,減少原材料的消耗和浪費(fèi)。 國(guó)內(nèi)外推土機(jī)發(fā)展概況 2 國(guó)內(nèi)研制現(xiàn)狀 近年來(lái) ,隨著工程建筑施工和露天礦物開(kāi)采規(guī)模的不斷擴(kuò)大 ,土石方工程作業(yè)量的增加使我國(guó)履帶式推土機(jī)得到迅速發(fā)展。但 我國(guó)輪式裝載機(jī)行業(yè)起步較晚，其制造技術(shù)是陸續(xù)從美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家引進(jìn)的?？傮w表現(xiàn)為：（ 1）缺乏高科技含量，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，檔次低；（ 2）設(shè)備的靈活性、舒適性較差；（ 3）用途單一，產(chǎn)品規(guī)格中間大兩頭小。隨著近年來(lái)先進(jìn)技術(shù)的不斷引進(jìn)，我國(guó)推土機(jī)行業(yè)的發(fā)展持續(xù)進(jìn)步， 其作業(yè)性能、可靠性、維修性、安全性及燃料經(jīng)濟(jì)性有了明顯的提高 ,微電子技術(shù)正在向推土機(jī)滲透 ,向機(jī)電一體化方向發(fā)展。 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 50 年代履帶式推土機(jī)功率只有 74kW,品種規(guī)格不全 ,發(fā)展不快 ,70 年代初出現(xiàn)了 的推土機(jī) .隨著資源開(kāi)發(fā)和大型建筑工程提高生產(chǎn)率的需要 ,圍繞高效率、低成本為核心開(kāi)發(fā)了大型化、液壓化和機(jī)電一體化的履帶式推土機(jī)。 （ 1）美國(guó)卡特彼勒公司 1977 年末該公司推出 522kW 的 D10 型推土機(jī)后相繼又推出 574kW 的D11N 型推土機(jī) ,使該公司來(lái)自地面的沖擊和振動(dòng)附加載荷對(duì)履帶式行走機(jī)構(gòu)所帶來(lái)的不良影響 ,然后繼續(xù)開(kāi)發(fā)了新型的非等腰三角形式，高架驅(qū)動(dòng)鏈輪式應(yīng)用于履帶布置的推土機(jī) ,繼而抬高了驅(qū)動(dòng)輪 ,最后將彈性懸掛式行走裝置作用于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，取代了傳統(tǒng)“四輪一帶”這種布置結(jié)構(gòu)形式。其主要特點(diǎn)是履帶接地面積大 ,使單個(gè)鏈節(jié)所受沖擊力減少 50% 。驅(qū)動(dòng)輪高架所受負(fù)荷由行走裝置擺架和樞軸吸收而不傳給終傳動(dòng)系統(tǒng) 。防止由于驅(qū)動(dòng)鏈輪夾帶泥砂碎石而產(chǎn)生附加磨損 。 使得它的承載能力更高 ,并且有較高且較好的穩(wěn)定性和運(yùn)作機(jī)動(dòng)靈活性 。 履帶和傳動(dòng)系統(tǒng)檢修迅速、方便。從 1978年到 1992 年末共生產(chǎn) 5萬(wàn)多臺(tái)。 3 目前從 D4H 到 D11N 形成 L、 H、 N 三大系列 ,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了 HⅡ系列的新產(chǎn)品 ,采用模塊式結(jié)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)系差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、 EMS電子操作系統(tǒng) ,舒適的駕駛室和較少的潤(rùn)滑點(diǎn)。在當(dāng)時(shí)國(guó)際工程機(jī)械行業(yè)居主導(dǎo)地位。 （ 2）日本小松公司 1975 年推出 56kW 的 D455A 型推土機(jī) 。 緊接著又在 1981 年展出 755kW的 D555A 型推土機(jī)，地點(diǎn)為美國(guó)世界工程機(jī)械博覽會(huì)上 。552kW 的 D475A1型推土機(jī)在 1986 年推圖 ,產(chǎn)品的不斷更新，使得日本小松公司的推土機(jī)名聲遠(yuǎn)揚(yáng)，隨著 574kW 的 D475 2 型推土機(jī)的推出，半剛性履帶行走裝置也得以應(yīng)用 , 大容量的推土鏟和大型的松土器也安裝上來(lái) ,裝有電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更是得以首次使用 ,履帶打滑的問(wèn)題也減少了 ,牽引力也得到加強(qiáng) ,生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率也不斷加強(qiáng) ,可靠性的加強(qiáng)便不言而喻。 小松的美國(guó)公司在最近更是推出了超大型的推土機(jī) ,功率達(dá)到了驚人的 、機(jī)重為,機(jī)身裝有推土鏟為 ,這種推土機(jī)的問(wèn)世，更是進(jìn)一步擴(kuò)大了了生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。 （ 3）德國(guó)利勃海爾公司 靜液壓履帶推土機(jī)是該公司的主打產(chǎn)品。這種推土機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修簡(jiǎn)化的特點(diǎn) 。它將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行改進(jìn)從而能過(guò)對(duì)行走液壓泵電子進(jìn)行控制 ,它將發(fā)動(dòng)機(jī)功率的利用率達(dá)到最大化 ,從而防止了發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)作 ,避免發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載而損壞，所有履帶都是通過(guò)電子控制的，履帶經(jīng)變量柱塞的馬達(dá)單獨(dú)驅(qū)動(dòng) ,進(jìn)而提高了推土 機(jī)的機(jī)動(dòng)性 。行走臺(tái)架采用最減震懸掛技術(shù) ,安裝在樞軸上的彈性結(jié)構(gòu)裝置和平衡梁能夠有效地吸收掉震動(dòng)效果 ,從而使得機(jī)身運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 。重心較低 ,行駛穩(wěn)定性也較好 。它的