【正文】 松軟土壤上的通過性能好；轉(zhuǎn)向半徑的大小可任意控制，提高了履帶車輛的機(jī)動(dòng)性，轉(zhuǎn)向平穩(wěn)；轉(zhuǎn)向時(shí)車輛能發(fā)揮與直線行駛同樣高的作業(yè)性能；容易實(shí)現(xiàn)一根操縱桿來控制進(jìn)退和轉(zhuǎn)向。在變速機(jī)構(gòu)掛空檔轉(zhuǎn)向的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的功率全部由轉(zhuǎn)向路的液壓元件傳遞，可實(shí)現(xiàn)車輛原地轉(zhuǎn)向。 機(jī)械液壓復(fù)合方案 該方案在采用雙流液壓轉(zhuǎn)向的同時(shí)，保留一套機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 液壓液力復(fù)合轉(zhuǎn)向方案 該方案是以有限功率的液壓元件進(jìn)行無級(jí)轉(zhuǎn)向，助力偶合器在轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)力矩不足時(shí)及時(shí)提供助力矩。它能保證在連續(xù)無級(jí)輸出轉(zhuǎn)速的前提下應(yīng)用較小的液壓元件 大幅度提高車輛的輸出總功率，并且其傳動(dòng)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率。它是由美國(guó)卡特公司開發(fā)的一種新型差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 動(dòng)力差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成 本設(shè)計(jì)采用國(guó)外的行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，它是由美國(guó)卡特公司開發(fā)的一種新型差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。（ 2）當(dāng)變速箱的速度等于零時(shí)，轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)使左右輸出的速度相等但方向相反，此時(shí)履帶式推土機(jī)圍繞其中心實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，即 2/BR? 。在這種系統(tǒng)中，人們力圖把純機(jī)械傳動(dòng)的高效率和液壓傳動(dòng)的無級(jí)調(diào)速能力結(jié)合起來發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。最后通過履帶理論轉(zhuǎn)向阻力矩分析及錐齒輪、行 星排、軸等具體零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核，最終完成對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的組成與工作原理 D8N 型履帶式推土機(jī)的差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由 3 個(gè)行星排、變速箱輸入的錐齒輪副 轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸入的錐齒輪副 17 以 及左、右端輸出軸 14(與終端傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng) )等組成，如圖 所示。通過差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)傳 遞的功率可以分成 3 種工作情況，從變速箱來的行駛功率傳遞、來自轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向功率傳遞及前兩種功率傳遞的復(fù)合。 當(dāng)轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸入動(dòng)力，而變速箱在空擋時(shí)，動(dòng)力由轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá) ? 齒輪副 17(增加轉(zhuǎn)矩 )? 齒圈 4? 行星輪 3 分為兩路：一路由行星架 2(低速大轉(zhuǎn)矩 )至左端輸出軸；另一路經(jīng)太陽(yáng)輪 18(高速小轉(zhuǎn)矩，其旋轉(zhuǎn)方向與齒圈相反 )? 軸 10? 太陽(yáng)輪 15?行星輪 12? 行星架 13(低速大轉(zhuǎn)矩 )? 右端輸出軸 14。 動(dòng)力由變速箱和轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)同時(shí)輸入時(shí)，則動(dòng)力傳遞情況是上述兩種情況的綜合。此時(shí)從變速箱輸入的大錐齒輪至左、右端輸出軸的速比為 221141 11 a aaii AA ? ???? （ ） 當(dāng)變速箱在空擋，僅有轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸入動(dòng)力時(shí)，此時(shí) nA=0，若取 a 2=1+a 3，代入公式 ()、公式 ()，則有 n1= ? n14，可見只要將 Ⅰ 、 Ⅱ 和 Ⅲ 行星排參數(shù)取為a 1= a 3= a 21，則當(dāng)僅有轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸入動(dòng)力時(shí)，機(jī)械繞其自身中心原地轉(zhuǎn)向。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 轉(zhuǎn)矩分析 理論內(nèi) 轉(zhuǎn)矩分析 由三個(gè)行星排得到理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩關(guān)系 ? ?121418 11 aMaMM ???? （ ） ? ?282616 11 aMaMM ???? （ ） ? ?31331115 11 aMaMM ???? （ ） 式中 M18， M4， M2——行星排 Ⅰ 中 行星輪分別對(duì)太陽(yáng)輪、齒圈、行星架作用的理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩。 在上述 方程組中，輸入轉(zhuǎn)矩 MA , MB 已知，解方程組可求出所有轉(zhuǎn)矩值。由公式 ()， ()得知。 若左、右路面條件存在明顯差異時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)輪受附著條件限制，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪負(fù)荷不等。由公式（ ）、（ ）得 ? ? ,01 211 ?? BMia a 若 ? ? 01 211 ?? BMia a 則 M1? M14；反之 M1? M14。 （ 2） 轉(zhuǎn)向動(dòng)力源單獨(dú)工作 當(dāng)變速箱處于空擋位置 (即 MA 0? )，液壓馬達(dá)輸入轉(zhuǎn)矩 MB時(shí)，行駛裝置原地轉(zhuǎn)向：若左、右兩側(cè)地面條件相同時(shí)，由公式 ()、 ()得 M1??M14。 若左、右路面條件存在明顯差異時(shí)，基于前工況所述相同原因。一端減少的數(shù)量等于另一端增加的數(shù)量。行星排 Ⅱ 的行星架將輸出一轉(zhuǎn)矩。由此可知，總輸出力矩大于輸入力矩，故該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有一定降速增扭的功能。 根據(jù)液壓馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)方向的不同， MB的大小和方向也不同，由公式 ()、 ()知，將使 M1,M14 中的一個(gè)增加，而另一個(gè)減少，但增加量和減少量數(shù)值相等。 由公式 ()、 ()得，變速器的輸出功率為： 8 8 1 2 1 4 1 3 1 1 3 1 4 211( ) ( )22TP M n M n M n M n M n? ? ? ? ? 1 1 4 1 1 3 1 4 211( ) ( )22P P M n M n? ? ? ? （ ） 由公式 ()、 ()得，轉(zhuǎn)向馬達(dá)的輸出功率為： 4 4 1 2 1 4 1 3 1 1 3 1 4 211( ) ( )22MP M n M n M n M n M n? ? ? ? ? 1 1 4 1 1 3 1 4 211( ) ( )22P P M n M n? ? ? ? （ ） 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 當(dāng)直線行駛 (n2=n13)或兩側(cè)附著力相等 (M1=M14)時(shí)， PT=P1+P14,PM=0，變速器的輸出功率為兩側(cè)輸出功率之和，轉(zhuǎn)向馬達(dá)不輸出功率。 履帶與路面摩擦引起的力 以履帶接地面瞬心 Osi為原點(diǎn)， Osi與 Os 的連線為 yi軸，過 Osi平行于履帶縱向軸線的直線為 xi軸，建立直角坐標(biāo)系，履帶接地面的每一個(gè)微元 dxdy 上有微小摩擦力 dFi作用，方向與該點(diǎn)絕對(duì)速度方向相反，有： PdxdydFi ?? （ ） 式中： μ——履帶與地面的摩擦系數(shù)； P——接地比壓， bLFP Zi? ； ZiF ——作用在第 i 條履帶上的載荷。 ???? ???? 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 d x d ybLFyx xDxAyy ziDiL DiL bAi bAi ii ??? ???? ? ?? ?? ?? )( 22 )()( （ ） 履帶側(cè)面推土產(chǎn)生的力 根據(jù) Bekker 推薦的壓力沉陷關(guān)系，履帶的沉陷量 Z 為： ncZinc KbKLbFKbKPZ 11 ])([][ ?? ???? （ ） 式中： n ——土壤的變形系數(shù)； cK ——土壤的內(nèi)聚模量； ?K ——土壤的摩擦變形模 量。m i n0 )/2( m i n39。 ??? ??? c o sc o sc o s m i n0 )2/( m i n)2/(0 m i n39。 ioi DLRM ?? ?? （ ） 所以由公式（ ）、（ ）得履帶在軟路面上行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向阻力為 oioioi MMM 39。 ?? （ ） 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 利用一臺(tái)單履帶試驗(yàn)裝置，通過試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，我們得出一以橫向偏心距為 x 軸，以回轉(zhuǎn)阻力矩為 y 軸坐標(biāo)曲線，如圖 31。 圖 32 轉(zhuǎn)向半徑大于 B/2 圖 33 轉(zhuǎn)向半徑小于 B/2 當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑 R 大于 B/2 時(shí)，兩側(cè)履帶都向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩側(cè)履 帶受地面摩擦阻力朝同一方向（即行駛的反方向）左右履帶受力分別為： o or MFFB?? （ ） i ir MFFB?? （ ） 當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑 R 小于 B/2 時(shí)，此時(shí)兩側(cè)履帶受地面摩擦阻力朝反方向，左右履帶受力分別為： o or MFFB?? （ ） 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 i ir MFFB?? ? （ ） 其中： oorFF, ——分別為左輪前進(jìn)阻力和驅(qū)動(dòng)力； iir FF, ——為右輪前進(jìn)阻力和驅(qū)動(dòng)力； M——轉(zhuǎn)向阻力矩。? ——為履帶與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率，取 。 51 1 41 3 .0 5 5 6 1 04G f dMM ?? ? ? ?Nmm 552816 ??? ????? aMM Nmm 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 5524 107 9 5 8 ????????? BMiM Nmm 5531511 107 9 6 4 ?????? aMM N 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 3 2211 ][)(4 ?????????? H HERR ZZu KTd ??? () 式中各計(jì)算參數(shù)： （ 1） 小齒輪 1 傳遞的轉(zhuǎn)矩 1T 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 51 102??? ATT N查參考文獻(xiàn) [1]中表得 ?AK 由 2 5)( 4 7)(11 ??????? Rtm dd ?mm 故 0 0 060 2 5 2 51 0 0 060 111 ?? ????? ?? ndv tmmm/s 按 8 級(jí)精度查參考文獻(xiàn) [1]得動(dòng)載系數(shù) ?VK 1 22 ?? ???? ??RRdm u ??? 查參考文獻(xiàn) [1]得齒向載荷分布系數(shù) ??K ，故 ????? ?KKKK VA （ 2） 修正小齒輪分度圓直徑 3 0311 ??tt KKdd mm （ 3） 選齒數(shù) ,22 121 ????? uZZZ 取 472 ?Z ，則 % , ??????? u uu 在允許范圍內(nèi) （ 4） 大端模數(shù) 22 ??? Zdm，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 6?m （ 5） 大端分度圓直徑 13222611 ???? mZd mm? 2 8 247622 ???? mZd mm （ 6） 錐頂距。 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 3 2211 ][)(4 ?????????? H HERR ZZu KTd ??? () 式中各計(jì)算參數(shù)： （ 1） 小齒輪 1 傳遞的轉(zhuǎn)矩 1T 51 ??? ATT N183