【正文】 2行星齒輪 13行星架14右端輸出軸9錐齒輪副6齒圈2行星架 圖 21 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)示意圖 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)有兩路功率輸入，一路來自變速箱 (包括速度和方向 )，另一路來自轉(zhuǎn)向液壓馬達 (含左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn) )。哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 第 2 章 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動學(xué)分析 美國卡特彼勒公司近年來推出的大中型液壓推土機，采用了許多新的設(shè)計制造技術(shù)，其中差速轉(zhuǎn)向技術(shù)就是改進之一。即提高了液壓傳動裝置效率，又優(yōu)化了機械的轉(zhuǎn)向性能。（ 3）由于液壓馬達可以無級變速和雙向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了左右輸出速度差的無級精確控制，使履帶式推土機的轉(zhuǎn)向半徑可無級調(diào)整，且轉(zhuǎn)向平穩(wěn)，改善了轉(zhuǎn)向性能，實現(xiàn)了無功率損失。此種轉(zhuǎn)向機構(gòu)由三個行星排與變速箱動力輸出連接的錐齒輪副及轉(zhuǎn)向液壓馬達動力輸出軸連接的圓錐齒輪副組成，其中與變速箱動力輸出軸連接的大錐齒輪與行星排 Ⅱ 的行星架連接為一體，而與轉(zhuǎn)向液壓馬達動力輸出端連接的大錐齒輪與行星排Ⅰ 的齒輪的齒圈連接為一體，行星排 B 齒圈與行星排 Ⅰ 的行星架及左端輸出連接為一體順向轉(zhuǎn)向；行星排 Ⅲ 的行星架與右端輸出軸連接為 一體逆向轉(zhuǎn)動，行星排 Ⅲ 的齒圈固定在轉(zhuǎn)動機構(gòu)的殼體上，且三個行星排的太陽輪安裝在共用軸上。 圖中 A 為變速器傘齒輪軸 （ 輸入動力 ） ,B 為轉(zhuǎn)向馬達 。它代表著履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的發(fā)展方向。該方案雖減少了液壓元件但效率會更低。利用功率不大的液壓元件實現(xiàn)大半徑轉(zhuǎn)向的連續(xù)無級變化；利用機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)實現(xiàn)有級的小半徑轉(zhuǎn)向。 哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 目前的液壓工業(yè)水平還難以得到功率足夠大且性能優(yōu)良的液壓元件，并且液壓系統(tǒng)的效率低，這是純液壓無級轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展的最大障礙。 履帶車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)發(fā)展趨勢 純液壓無級轉(zhuǎn)向機構(gòu) 要實現(xiàn)履帶車輛轉(zhuǎn)向半徑可控且連續(xù)無級變化的轉(zhuǎn)向性能，采用容積式液壓泵和液壓馬達等無級變速元件是較現(xiàn)實可行的方法。它將由發(fā)動機穿來的機械功率流在多檔變速箱的輸入軸上分流，一路流經(jīng)由液壓泵 液壓馬達組成的轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)；另一路流經(jīng)多檔變速箱，最后在行星排上合流，然后經(jīng)行星排中的某一部件（如行星架）傳到車輛的終傳動軸上。 機械液壓式雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) 機械式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向性能容易受到駕駛員的駕駛技術(shù)、體力條件和離合器、制哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 動器磨損的影響，并且容易給駕駛員帶來疲勞。 機械式雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) 在單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)的基礎(chǔ)上最早出現(xiàn)的是直駛和轉(zhuǎn)向兩功率流均由機械裝置來實現(xiàn)機械式雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅在大功率的工業(yè)拖拉機、推土機及其它重型車輛上應(yīng)用。雙差速器是由齒 輪組成的轉(zhuǎn)向機構(gòu)，與轉(zhuǎn)向離合器相比零件數(shù)目少、耐磨性好、壽命較長。 圖 11 轉(zhuǎn)向離合器轉(zhuǎn)向機構(gòu) 單差速器轉(zhuǎn)向機構(gòu)可使車輛幾何中心位置的速度在轉(zhuǎn)向過程中仍保持原直線行駛速度，但當(dāng)一側(cè)完全制動時，轉(zhuǎn)向半徑過小，而另一側(cè)履帶速度過高、轉(zhuǎn)向角速度過大，因此所需 轉(zhuǎn)向功率很大，會超出一般發(fā)動機的功率限制，駕駛員若持續(xù)轉(zhuǎn)向，稍有不慎就會使發(fā)動機熄火，因而只能靠滑磨，用較大的半徑轉(zhuǎn)向，或極不穩(wěn)定地以小半徑繼續(xù)轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向半徑的大小由驅(qū)動輪所傳遞轉(zhuǎn)矩的減少量即離合器分離的程度所決定。目前國內(nèi)主要采用單功率轉(zhuǎn)向機構(gòu)，而國外多采用雙功率轉(zhuǎn)向機構(gòu)。 這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)不但具有結(jié)構(gòu)性好、沒有摩擦元件、壽命長、效率高、工作可靠、布置簡便、維修調(diào) 整次數(shù)少及降低能耗等特點外，而且在工作性能上它不是通過部分或全部切斷一側(cè)履帶的動力來制動一側(cè)驅(qū)動輪來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的，而是兩側(cè)履帶始終傳遞動力，這樣可很好地實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)向，基本上消除了履帶的打滑現(xiàn)象，充分利用了發(fā)動哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 機輸出能量。要實現(xiàn)履 帶式拖拉機轉(zhuǎn)向半徑可控且連續(xù)無級變化的轉(zhuǎn)向性能 ,采用容積式液壓泵和液壓馬達無級變速元件是較現(xiàn)實可行的方法。 目的及意義 一種新型的機械液壓式雙功率流轉(zhuǎn)向機 構(gòu)，它是由有發(fā)動機、變量泵、控制泵、定量馬達、多檔變速箱以及后橋轉(zhuǎn)向差動機構(gòu)組成。 50 致謝 49 結(jié)論 39 鍵的設(shè)計 20 各傳動比的選擇 17 本章小結(jié) 16 履帶側(cè)面推土產(chǎn)生的力 14 本章小結(jié) 9 轉(zhuǎn)速分析 8 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的組成與工作原理 2 雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) 1 履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的選題背景目的及意義 Ⅱ 第 1 章 緒 論 本設(shè)計為推土機設(shè)計采用的一套動力差速式轉(zhuǎn)向裝置。因此對性能優(yōu)良的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的研究一直是車輛工程領(lǐng)域的重要研究課題。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計 The Graduation Design for Bachelor39。Harbin哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 履帶車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)是重要的總成之一，其性能的優(yōu)劣直接影響著車輛的轉(zhuǎn)向機動性和生產(chǎn)效率。同時駕駛操作費力，還不好準確把握車輛的轉(zhuǎn)向半徑。 關(guān)鍵詞 ：差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)；轉(zhuǎn)向離合器；轉(zhuǎn)向半徑；履帶車輛；轉(zhuǎn)向控制器 哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 II ABSTRACT The steering mechanism of tracked vehicle is one important part of the unit, and its performance will directly affect the mobility and productivity of the vehicle. Therefore, the research on steering mechanism is an important subject in the field of vehicle engineering. The marching project machinery rotation gear generally uses the steering clutch and the brake which the single power flows, two coordinates which cause two sides caterpillar bands with the different speed to change the direction. This kind of structure is extremely simple, and will be also easy to realize changes, however, if you want to realize the changes of the small radius, you have to do it with the aid of rub parts slipping and it will cause the serious power waste, reduces the service life of rub parts. Simultaneously it will be in great trouble to take the operation and hold the radial turning of vehicles. The design is a set of diverting device with difference speed which uses for the bulldozer design. The steering mechanism mainly includes the differential steering mechanism, a hydraulic pump, a motor of hydraulic pressure and a steering clutch. It can make the changing direction and the difference speed into one body, simplify the machinery structure, enhanced the machinery operational performance. This structure not only has different speed, but also has the effect of differential lock, and has the function which reduces speed and increases turns and enhances passing nature of the tracked vehicle and the performance of changing direction. Key words: Differential Steering Mechanism； Steering Clutch； Radial Turning； Tracked Vehicle； Steering Controller 哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目 錄 摘 要 3 履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)發(fā)展趨勢 5 機械液壓連接無級轉(zhuǎn)向機構(gòu) 5 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的主要構(gòu)成 7 第 2 章 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動學(xué)分析 8 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的運動學(xué)分析 11 功率分析 16 履帶與路面摩擦引起的力 22 行走驅(qū)動錐齒輪的設(shè)計 22 轉(zhuǎn)向馬達錐齒輪的設(shè)計 26 行星排 Ⅰ 與行星排 Ⅲ 的設(shè)計 34 軸的設(shè)計 48 本章小結(jié) 因此需要一種新型的轉(zhuǎn)向機構(gòu)來克服以上轉(zhuǎn)向機構(gòu)的缺點，為此設(shè)計一種新型轉(zhuǎn)向機構(gòu)成為必然。由于液壓泵和液壓馬達可以無級控制，因此使用這類轉(zhuǎn)向機構(gòu)可獲得車輛兩側(cè)的速度差來實現(xiàn)無級控制，又克服了光機械式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的很多缺點。本設(shè)計的目的便是提高履帶式推土機驅(qū)動、改進行走裝置，提高履帶式推土機的作業(yè)能力。 依據(jù)不同的分類方法，履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)可根據(jù)車輛在轉(zhuǎn)向過程中功率流的傳遞方式分為單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)和雙功率流轉(zhuǎn)向 機構(gòu)，也可根據(jù)在轉(zhuǎn)向過程中兩側(cè)履帶的運動有無關(guān)聯(lián)而分為獨立式轉(zhuǎn)向機構(gòu)和差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)。 轉(zhuǎn)向離合器都是多片式摩擦離合器，靠摩擦表面的摩擦力傳遞力傳遞轉(zhuǎn)矩，當(dāng)分離某一側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器時，就可以減少或切斷該側(cè)驅(qū)動輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩使車輛轉(zhuǎn) 向。當(dāng)要小半徑轉(zhuǎn)向時，還需借助制動器單邊制動，如圖 所示。但由于雙差速器不能完全制動一側(cè)履帶，車輛不能原地轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)向半徑的變化范圍沒有使用轉(zhuǎn)向離合器的大，轉(zhuǎn)向平順性較差，轉(zhuǎn)向時快速側(cè)履帶加速，因此發(fā)動機的附加載荷比采用轉(zhuǎn)向離合器的大。該類轉(zhuǎn)向機構(gòu)相對于轉(zhuǎn)向離合器轉(zhuǎn)向機構(gòu)能傳遞較大的轉(zhuǎn)向力矩，能夠?qū)崿F(xiàn)單自由度運動的固定軸齒輪機構(gòu)所不能實現(xiàn)的二自由度的速度分解與合成，行星機構(gòu)的行星架、太陽輪、齒圈三元件之間具有差速關(guān)系；轉(zhuǎn)向機構(gòu)多點傳遞動力，并且機構(gòu)內(nèi)部徑向力相互平衡。雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)將用于直駛推進的變速機構(gòu)與造成左、右側(cè)履帶速度差的轉(zhuǎn)向機構(gòu)在傳動系中并列，轉(zhuǎn)向機 構(gòu)在車輛直駛時不造成兩側(cè)履帶的速度差，在轉(zhuǎn)向時，變速流提供各檔不同的直線行駛造成的兩側(cè)履帶的速度差匯流，實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。仍然不能適應(yīng)車輛在所有不同曲率 的道路上用圓滑軌跡轉(zhuǎn)向行駛的需要，也不能排除部分按合摩擦元件進行滑摩擦轉(zhuǎn)向及由滑摩擦所帶來的一系列問題。 機械液壓式雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) ，有發(fā)動機、變量泵、控制泵、定量馬達、多檔變速箱以及后橋轉(zhuǎn)向差 動機構(gòu)組成。 這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)不但具有結(jié)構(gòu)性好、沒有摩擦元件、壽命長、效率高、工作可靠、布置簡便、維修和調(diào)整方便及降低能耗等特點外，而且在工作性能上它不是通過部分或全部切斷一側(cè)履帶的動力來制動一側(cè)驅(qū)動輪來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的，而是兩側(cè)履帶始終傳遞動力，這樣可很好地實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)向，基本上消除了履帶的打滑現(xiàn)象，適用與進行偏載推土和切除樹根作業(yè)；在坡地轉(zhuǎn)向時不會出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，提高了車 輛的安全性；由于轉(zhuǎn)向時不切斷動力，因此車輛的平均車速不降低；履帶不停駛，對土壤破壞少，在