【正文】 ，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和分動(dòng)箱確定（1）低速方案低速運(yùn)行時(shí)車輛牽引力大，低速檔即Ⅰ檔傳動(dòng)比=，由以上計(jì)算，最大牽引力為 = 354346 N，在最大牽引力時(shí)的速度為= km/h，將各個(gè)參數(shù)代入式（38）得馬達(dá)最大扭矩：= = = 1552 Nm代入式（39）得馬達(dá)轉(zhuǎn)速：= = = 556 r/min由式（310）可以求得馬達(dá)排量：= = = 321 ml/r則所需泵的流量由式（311）得：= = = 188 L/min用一個(gè)泵帶兩個(gè)馬達(dá)，則泵的流量：=2=2188=376 L/min式（312）算得泵的排量：= = = 179 ml/r（2）高速方案高速運(yùn)行時(shí)車輛牽引力較小，高速檔即Ⅱ檔傳動(dòng)比=1，由以上計(jì)算，高速行駛時(shí)的最大牽引力為 = 60520 N，最高時(shí)速為=50 km/h，將各個(gè)參數(shù)代入式（38）得馬達(dá)扭矩：= = = 848 Nm由式（310）可以求得馬達(dá)排量：= = = 175 ml/r由式（39）得馬達(dá)最高轉(zhuǎn)速：= = = 2415 r/min則所需泵的流量由式（311）得：= = = 445 L/min用一個(gè)泵帶兩個(gè)馬達(dá)，則泵的流量：=2=2445=890 L/min式（312）算得泵的排量：= = = 424 ml/r由求得的泵的排量=421 ml/r和泵的轉(zhuǎn)速=2100 r/min選取泵，無符合要求的泵，現(xiàn)在取泵的轉(zhuǎn)速=1800 r/min，則由此算得的泵的排量為： = =494 ml/r選取液壓泵的排量稍大于計(jì)算值，=500 ml/r（3）驗(yàn)證兩種方案的可行性①低速方案驗(yàn)證高速方案若選用低速方案計(jì)算得的泵和馬達(dá)，則在高速狀況下只需驗(yàn)證車輛速度。馬達(dá)扭矩： （38）式中：—牽引力，N —驅(qū)動(dòng)輪半徑，= —馬達(dá)數(shù)量，=4 —輪邊減速器傳動(dòng)比，取= —齒輪傳動(dòng)比，分別為 和 —傳動(dòng)系效率，馬達(dá)轉(zhuǎn)速： （39）式中：—車輛運(yùn)行速度，m/s 單位為r/min其他各參數(shù)與上面相同?？偟淖儞Q范圍分為變量泵的變換范圍和變量馬達(dá)的變換范圍， （37）由式（36）可以算得變換范圍== 式中：，可見，總的變換范圍＞ 3，需要用變量泵變量馬達(dá)系統(tǒng)變換， c)方案。2．驅(qū)動(dòng)功率車輛低速運(yùn)行爬坡度為17%時(shí)要求的牽引力是最大的，此時(shí)，對(duì)車輛速度無特別要求，只要能爬上坡即可。）= 354346 N式中：—車輛滾動(dòng)阻力系數(shù)， —爬坡角，=arc = 176。 液壓傳動(dòng)參數(shù)及性能的計(jì)算為設(shè)計(jì)車輛用液壓傳動(dòng)系，必須根據(jù)車輛要求的最大驅(qū)動(dòng)力與最大行駛速度進(jìn)行液壓傳動(dòng)參數(shù)的確定?，F(xiàn)在工程車輛機(jī)械所用的工作壓力大致有：1．中壓：壓力為10～20MPa，常用于農(nóng)用機(jī)械、小型工程機(jī)械、建筑機(jī)械、液壓鑿巖機(jī)等的壓力等級(jí)。在實(shí)際工作過程中，系統(tǒng)壓力是隨著載荷大小的不同而變化的。 b） a） c） 行走機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)方案3．5 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算重型運(yùn)輸機(jī)械行走機(jī)構(gòu)功率大，前進(jìn)、后退交替換向頻繁，負(fù)載變化劇烈。形式③雖然擴(kuò)大了機(jī)器的行走調(diào)速范圍，但尚未找到一種切實(shí)可行的工藝方案，以便使結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輪邊減速器裝置制造成本降到最低，這種方案并不是最理想的；形式②可通過接通一根驅(qū)動(dòng)軸來變速，以得到兩個(gè)檔，但需加摩擦離合器，因而結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案。這種系統(tǒng)調(diào)速范圍較變量泵定量馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng)小，適用于具有恒功率負(fù)載特性的行走機(jī)構(gòu)上，可使原動(dòng)機(jī)保持在恒功率高效率點(diǎn)下工作，從而最大限度地利用原動(dòng)機(jī)的功率。馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩和回路的工作壓力都由負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定，不因調(diào)速而發(fā)生變化，因而常被叫做恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)，另外，由于泵和馬達(dá)的泄露不容忽視，這種系統(tǒng)的速度剛性要受負(fù)載變化影響。這種調(diào)速回路沒有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性好。l 容積調(diào)速系統(tǒng)、節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)節(jié)流調(diào)速是在系統(tǒng)中安裝節(jié)流閥，通過節(jié)流閥對(duì)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量連續(xù)調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，按節(jié)流閥安裝位置的不同有進(jìn)油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速以及以上三種任意組合的復(fù)合調(diào)速。（2）液壓泵經(jīng)常在滿負(fù)荷狀態(tài)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用比較充分。為滿足作業(yè)要求，定量系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率要根據(jù)最大外負(fù)載和作業(yè)速度來確定。（3）系統(tǒng)存在背壓且對(duì)稱工作，柱塞泵 、馬達(dá)具有很高的容積效率，其內(nèi)部泄露隨壓力變化很小，因而閉式系統(tǒng)能平穩(wěn)地從正轉(zhuǎn)通過零點(diǎn)向反轉(zhuǎn)過渡并能在任意方向?qū)嵭腥簤鹤詣?dòng)操作，并能保證輸出軸具有足夠的剛性，在負(fù)荷大小和方向變化時(shí)平穩(wěn)工作。為補(bǔ)償系統(tǒng)中的泄露，通常要輔設(shè)一個(gè)小容量的補(bǔ)油泵，向系統(tǒng)補(bǔ)油并冷卻油液，多余的流量通過主泵和馬達(dá)殼體流回油箱。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連，液壓油在系統(tǒng)的管路中封閉循環(huán)（）。l 開式、閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)是指液壓泵從液壓油箱吸油，通過換向閥給液壓馬達(dá)或液壓缸供油以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，液壓馬達(dá)或液壓缸的回油再經(jīng)換向閥流回液壓油箱，為保證系統(tǒng)安全，設(shè)置安全閥。對(duì)于大型礦用自卸車，最高車速一般不超過58km/h。將全滑轉(zhuǎn)情況下的牽引力的最大值定義為最大牽引力或附著力，公式如下： （31）式中：F—最大牽引力 —附著系數(shù) —附著重量不同的車輛的取值范圍也不同。雖然該調(diào)速系統(tǒng)有效地利用了液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又保持了齒輪傳動(dòng)的優(yōu)越性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，只適用于大功率的車輛上。 變量泵變量馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng) 功率分流液壓調(diào)速系統(tǒng)功率分流液壓調(diào)速系統(tǒng)又稱雙功率流傳動(dòng)裝置。當(dāng)調(diào)節(jié)變量泵1和變量馬達(dá)的斜盤傾角，可改變其輸出流量，從而獲得不同的馬達(dá)轉(zhuǎn)速；改變斜盤方向可改變油流方向，使馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向相應(yīng)地得到改變。4．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液壓元件要耐久、可靠。5．為保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的壽命，必須保證液壓油的清潔度，因此要設(shè)置可靠、高效濾油裝置。選擇元件時(shí)要選擇可靠、耐沖擊、抗污染能力強(qiáng)的液壓元件，要盡量減少系統(tǒng)的發(fā)熱，主機(jī)連續(xù)工作油溫一般不能超過80℃，自卸車屬于行走機(jī)械，故油箱不能太大，因此要設(shè)置冷卻器。1．4 本設(shè)計(jì)的任務(wù)和目標(biāo) 通過對(duì)湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)的108t大型自卸車相關(guān)參數(shù)的分析，結(jié)合實(shí)際將其驅(qū)動(dòng)型式改為靜液壓驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)出較為合理的靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并對(duì)液壓系統(tǒng)的牽引特性進(jìn)行分析、計(jì)算和對(duì)各個(gè)參數(shù)的校核，同時(shí)設(shè)計(jì)其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和舉升系統(tǒng)，對(duì)其原來的系統(tǒng)一定程度上進(jìn)行改進(jìn)。而計(jì)算機(jī)控制的引入和各類傳感元件的應(yīng)用，更極大地?cái)U(kuò)展了液壓元件的工作范圍。，微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使二者很好的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化控制。靜液壓傳動(dòng)與現(xiàn)在重型礦用自卸車上采用的交直流傳動(dòng)和交交傳動(dòng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：，且調(diào)速平穩(wěn)、均勻、準(zhǔn)確、加速性能好，調(diào)速性能更可靠，換向方便。尤其是近年來，隨著我國(guó)交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展，礦山開發(fā)規(guī)模將不斷擴(kuò)大，大型礦用自卸車在市場(chǎng)需求大大增強(qiáng)的同時(shí)，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復(fù)雜等所帶來的挑戰(zhàn)，也進(jìn)一步推動(dòng)著對(duì)其行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的深入研究。與世界上主要的工業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)的液壓工業(yè)還是比較落后的，標(biāo)準(zhǔn)化的工作有待于繼續(xù)做好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢(shì)，智能化的工作則剛剛在準(zhǔn)備起步，為此必須急起直追，才能迎頭趕上?，F(xiàn)在國(guó)外已在著手開發(fā)多種行業(yè)能通用的智能組合硬件，它們只需配上適當(dāng)?shù)能浖涂梢栽诓煌男袠I(yè)中完成不同任務(wù)。液壓技術(shù)從本世紀(jì)70年代中期起就開始和微電子工業(yè)接觸，并相互結(jié)合。液壓系統(tǒng)由管式配置經(jīng)板式配置，箱式配置，集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置，插裝式配置，使連接的通道越來越短。所以可被方便地集成到標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中。市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新型的被稱為“肌腱”的執(zhí)行元件。為此，努力發(fā)揮液壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)取勝的關(guān)鍵。液壓技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動(dòng)力，易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動(dòng)控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。但是電動(dòng)輪自卸車有體積龐大、重量大、故障率高、維修次數(shù)多等缺點(diǎn)，因此，結(jié)合現(xiàn)代傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，探索一種礦用自卸車新的傳動(dòng)方法是必要的。目前國(guó)內(nèi)外許多廠家已將大量先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和成熟的分析軟件應(yīng)用在礦用電動(dòng)輪自卸車的前后橋懸架系統(tǒng)、車架、后橋殼等關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)力分析中，以提高整車的工作可靠性、操縱穩(wěn)定性及整車使用壽命。80年代中后期開始，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)逐步用于礦用電動(dòng)輪自卸車的車速自動(dòng)調(diào)節(jié)、柴油機(jī)燃油噴射及整車的故障分析診斷等領(lǐng)域。隨著大型礦山的發(fā)展和開采運(yùn)輸量的增大，為了提高運(yùn)輸效率、降低成本，許多大型礦山都傾向于采用大噸位礦用自卸車，這促使許多制造廠家相繼研制開發(fā)出大噸位礦用電動(dòng)輪自卸車一滿足礦山用戶的需要。電傳動(dòng)系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、牽引電機(jī)、和電控制三大部分組成，其主要滿足恒功控制的要求。我國(guó)重型礦用電動(dòng)輪自卸車的生產(chǎn)廠商主要有三家：湘潭電機(jī)廠、本溪重型汽車廠和常州冶金機(jī)械廠。第3章 靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第1章 緒論1．1 大型礦用電動(dòng)輪自卸車的現(xiàn)狀及發(fā)展，經(jīng)過多年的不斷完善和大量新技術(shù)、新材料、新工藝的采用，重型礦用電動(dòng)輪自卸車作為汽車中的新品種已發(fā)展成熟，已經(jīng)有108t、154t、170t、280t等多個(gè)系列。國(guó)外生產(chǎn)重型礦用自卸車的主要廠家有：小松礦用設(shè)備公司、尤克里德日產(chǎn)公司、卡特彼勒、利勃海爾公司等，其共同特點(diǎn)是：車型全系列、部件專業(yè)化、有完整的配套體系。舉升和轉(zhuǎn)向采用液壓系統(tǒng)，有兩種形式：常流式和常壓式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向，舉升系統(tǒng)才采用側(cè)置式雙缸三級(jí)雙作用油缸外置于車架兩側(cè)。促使礦用電動(dòng)輪自卸車朝大型化方向發(fā)展的動(dòng)因主要有兩個(gè)：一是大型露天礦山開采的需要，二是大型機(jī)械傳動(dòng)自卸車的發(fā)展。2．計(jì)算機(jī)控制和大量新的電控元器件的使用。3．整車性能和工作可靠性進(jìn)一步提高。雙能源礦用自卸車的出現(xiàn)既解決了礦用電動(dòng)輪自卸車重載上坡時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足、車速慢等問題，又節(jié)約了能源，降低了柴油機(jī)廢氣的排放，利于環(huán)境保護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各主要國(guó)家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%～%，而我國(guó)只占1%左右，這充分說明我國(guó)液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。為了能在盡可能小的空間里傳遞盡可能大功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化發(fā)展。這種元件抗污染，運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)生抖動(dòng)，在有些場(chǎng)合還可用它的徑向膨脹去夾持工件等，是一種極有應(yīng)用前景的元件，而微型元件也得到發(fā)展，10mm寬的氣閥以及相關(guān)的輔助元件已成為系列化產(chǎn)品。二、高度的組合化，集成化和模塊化。三、與微電子結(jié)合，走向智能化。液壓技術(shù)在與微電子技術(shù)緊密結(jié)合后，在微型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)的控制下，可以進(jìn)一步拓寬它的應(yīng)用領(lǐng)域，形形式式機(jī)器人和智能元件的使用不過是它最常見的例子而已。液壓工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用實(shí)在很大，它常?？梢杂脕碜鳛楹饬恳粋€(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。于是，采用何種傳動(dòng)方式，如何更好地滿足各種車輛行走驅(qū)動(dòng)的需要，一直是車輛研究和使用所要面對(duì)的課題。 靜液壓傳動(dòng)裝置以液壓泵和液壓馬達(dá)為主組成，附加各種變量控制單元和傳動(dòng)元件（減速器或變速箱），成為一種無級(jí)變速的傳動(dòng)裝置。通過液壓泵和液壓馬達(dá)的變排量可以保證很好的低速運(yùn)行工況。，提高礦山運(yùn)輸能力和運(yùn)輸效率。借助電子技術(shù)與靜液壓傳動(dòng)技術(shù)的結(jié)合，可以很方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的各種調(diào)節(jié)和控制。隨著靜液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和所用元件的完善，在重型礦用自卸車上采用靜液壓傳動(dòng)裝置很有可能成為一種新的發(fā)展和趨勢(shì)，有很廣泛的市場(chǎng)潛力。由于自卸車載重量大而且運(yùn)行速度又比較高，所以對(duì)液壓系統(tǒng)可靠性要求要高。4．各裝置的液壓缸和液壓馬達(dá)要有良好的過載保護(hù)措施，工作裝置液壓缸和行走驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)回路為防止重力超速，需要限速措施。3．對(duì)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)，以滑移方式轉(zhuǎn)向。圖一所示是由雙向變量泵和變量馬達(dá)組成的容積