【正文】 粗糙度 Ra ??? m。mm 0,0,0 166 ??? MMM A 65211141 105 6 5 8 5 8 ??????????? BMia aMM N 則 81 nni A? 即 12 018 ??? inn A r/min 取 aaaa ???? 321 1 當(dāng) dvnn ? 1 0 0 060141 ???? ?v m/s， ?d mm 帶入數(shù)據(jù)得 ?? nn r/min 由 ? ?aann ??? 12281 可得 ?a 取轉(zhuǎn)向馬達(dá)輸入端錐齒輪的傳動(dòng)比 i 2? 5 各零件運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 車(chē)輛直線(xiàn)行駛 轉(zhuǎn)矩計(jì)算 已知：車(chē)體質(zhì)量 ?m t，滾動(dòng)阻尼系數(shù) ?f ，驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑 ?d mm，車(chē)速 ??v m/s，軌距 1350?B mm，履帶接地長(zhǎng) 1750?L mm。 如下圖 、圖 ，我們把轉(zhuǎn)向半徑大于二分之一、小于二分之一分別考慮。39。39。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 第 3 章 履帶理論轉(zhuǎn)向阻力矩分析 履帶在軟路面上所受的力主要由兩部分構(gòu)成：一是履帶與路面間摩擦引起的力，二是由于履帶 下陷側(cè)面推土產(chǎn)生的力。由公式 ()、 ()知，通過(guò)改變變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)方向，可實(shí)現(xiàn)行駛裝置以不同的 速度前進(jìn)和倒車(chē)。與此同時(shí)、由哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 于行星排 Ⅱ 參與轉(zhuǎn)動(dòng)。 由公式 ()得 BMiM 211 ??? （ ） 此時(shí)行星排 Ⅲ 齒圈連接處的力矩等于由液壓馬達(dá)提供給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸人端的全部轉(zhuǎn)矩。經(jīng)行星排 I 將轉(zhuǎn)矩從一端轉(zhuǎn)換到另一端，某一端減少的轉(zhuǎn)矩由另一端等量增加。 若左、右兩側(cè)地面條件相同。另外通過(guò)控制轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，可以控制兩側(cè)履帶的速度差，即決定推土機(jī)轉(zhuǎn)向的急或緩，從而使機(jī)械適應(yīng)不同轉(zhuǎn)向半徑的需要。由于兩端輸出軸動(dòng)力的差異，機(jī)械將不嚴(yán)格繞其自身中心回轉(zhuǎn)。液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向決定了推土機(jī)轉(zhuǎn)向的方向，液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度決定了推土機(jī)轉(zhuǎn)向的急或緩。其次對(duì)動(dòng)力差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析，主要包括對(duì)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率的理論分析，充分了解了差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的性能，使得對(duì)該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有了一定的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)動(dòng)力差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證：（ 1）當(dāng)馬達(dá)速度等于零時(shí)，左右輸出的速哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 度相等，以保證履帶式推土機(jī) 具有良好的直線(xiàn)行駛性能。 下面我們介紹的就是上述的一種機(jī)械液壓式雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，如圖 所示。 雙半徑液壓轉(zhuǎn)向方案 該方案采用有兩種輸出速比的液壓馬達(dá)，在較好路面上轉(zhuǎn)向時(shí)采用較高的輸出轉(zhuǎn)速，當(dāng)?shù)孛媲闆r不好時(shí)則換用低速輸出以克服較大的 轉(zhuǎn)向阻力。直駛時(shí)，通過(guò)液壓泵和液壓馬達(dá)的閉鎖 (變量泵的排量為零 )來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向零軸的閉鎖，從而保持穩(wěn)定的直駛。在機(jī)械系統(tǒng)上附加液壓泵 液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械 液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將逐漸得到應(yīng)用。 雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將發(fā)動(dòng)機(jī)功率分成變速和轉(zhuǎn)向兩路并列傳遞，就是雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 雙差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可使履帶車(chē)輛在轉(zhuǎn)向時(shí)慢速側(cè)履帶降低的速度等于快速側(cè)履帶增加的速度，因此車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)的平均速度與直線(xiàn)行駛的速度相同。單功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其中最常用的有轉(zhuǎn)向離合器、單差速器、雙差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等。直行時(shí) ,通過(guò)液壓泵和液壓馬達(dá)的閉鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向軸的閉鎖 ,從而保持穩(wěn)定的直行。 52 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 履帶車(chē)輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的選題背景目的及意義 選題背景 目前國(guó)內(nèi)履帶車(chē)輛轉(zhuǎn)向裝置大部分還是采用轉(zhuǎn)向離合式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，屬單 功率轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，但僅有幾個(gè)固定的轉(zhuǎn)向半徑，按非規(guī)定的轉(zhuǎn)向半徑轉(zhuǎn)向時(shí)，要靠摩擦元件的滑摩來(lái)實(shí)現(xiàn)，難以得到穩(wěn)定準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向半徑；其次是在轉(zhuǎn)向過(guò)程中摩擦元件的劇烈滑磨會(huì)帶來(lái)發(fā)熱和磨損，使傳動(dòng)效率降低，特別是在較大功率的轉(zhuǎn)向工作狀態(tài)下，會(huì)存在較大的功率損失，以致常需降速轉(zhuǎn)向；另外，劇烈的摩擦也使機(jī)構(gòu)容易損壞，導(dǎo)致工作可靠性差，壽命降低，所以有很多的轉(zhuǎn)向不便之處。 21 零件設(shè)計(jì) 6 本文主要工作 4 復(fù)合轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 4 純液壓無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，同時(shí)也易于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，但是要實(shí)現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向時(shí)需借助摩擦元件 的打滑來(lái)實(shí)現(xiàn)，造成嚴(yán)重的功率浪費(fèi)，降低摩擦元件的使用壽命。s Degree Design of Dynamic Differential Steering Mechanism Candidate： Shi Chuanyang Specialty ： Mechanical Design and Manufacture amp。該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要包括一個(gè)轉(zhuǎn)向差速機(jī)構(gòu)、一個(gè)液壓泵、一個(gè)液壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)和轉(zhuǎn)向控制器，它將轉(zhuǎn)向和差速合為一體，簡(jiǎn)化了機(jī)械的結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)械的使用性能。 2 單功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 15 第 3 章 履帶理論轉(zhuǎn)向阻力矩分析 20 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 各零件運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 45 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組裝簡(jiǎn)圖 51 參考文獻(xiàn) 在采用一套機(jī)械差速傳動(dòng)裝置的同時(shí)，利用液壓裝置的無(wú)級(jí)輸出轉(zhuǎn)速特性，研究開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的機(jī)械液壓連續(xù)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 履帶車(chē)輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀 履帶車(chē)輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是重要的總成之一 ,其性能的優(yōu)劣直接影響著車(chē)輛的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性和生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)向離合器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，在早期的中小型履帶式拖拉機(jī)、推土機(jī)上得到了廣泛運(yùn)用。 行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由一組行星輪系和制動(dòng)器組成。此種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要由兩個(gè)變速箱（一個(gè)主變速箱、一個(gè)分動(dòng)箱）、行星齒輪機(jī)構(gòu)、離合器和行星機(jī)構(gòu)制動(dòng)器組成，在轉(zhuǎn)向性能上較單功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有很大提高，但是它的轉(zhuǎn)向半徑仍然是有極限的。由于液壓泵和液壓馬達(dá)可以無(wú)級(jí)控制，因此使用這類(lèi)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)既可獲得車(chē)輛兩側(cè)的速度差來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)控制，有克服了機(jī)械式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的很多缺點(diǎn)。 復(fù)合轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 為克服純液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的上述缺陷，目前出現(xiàn)了多種采用功率較小的液壓元件的液壓復(fù)合轉(zhuǎn)向 方案。 總之，采用液壓元件的無(wú)級(jí)變速特性來(lái)實(shí)現(xiàn)履帶車(chē)輛的無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向是較佳的選擇，解決液壓元件功率不足和效率低則是該方向研究的重點(diǎn)。此種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由三個(gè)行星排（ Ⅰ ， Ⅱ ， Ⅲ ）與變速箱動(dòng)力輸出連接的錐齒輪副及轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)動(dòng)力輸出軸連接的圓錐齒輪副組成，其中與變 速箱動(dòng)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(dá)動(dòng)力哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 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(dòng)，行星排 Ⅲ 的齒圈固定在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼體上，且三個(gè)行星排的太陽(yáng)輪安裝在共用軸上。 由于我國(guó)的液壓水平有限，液壓元件質(zhì)量還比較差，光純液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)械開(kāi)發(fā)利用還特別少。該機(jī)構(gòu)有較大的優(yōu)越性，在履帶式機(jī)械特別是大型機(jī)械上將日益受到重視。左、右兩端輸出軸的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速相等、旋轉(zhuǎn)方向也相同，機(jī)械直線(xiàn)行駛。 差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 轉(zhuǎn)速分析 設(shè) n18, n4, n2為 Ⅰ 行星排太陽(yáng)輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速； n16, n6, n8為 Ⅱ 行星排太陽(yáng)輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速； n15, n11, n13為 Ⅲ 行星排太陽(yáng)輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速； a 1, a 2, a 3為 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 行星排參數(shù)，其值等于齒圈齒數(shù)和太陽(yáng) 輪齒數(shù)之比； nA 為由變速箱輸入的大錐齒輪轉(zhuǎn)速； nB為由轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸入的大錐齒輪轉(zhuǎn)速； n1為左端輸出軸轉(zhuǎn)速； n14 為右端輸出軸轉(zhuǎn)速。 式中 M15， M11， M13——行星排 Ⅲ 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 a 1， a 2， a 3——分別為行星排 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 的特性參數(shù) (行星排齒圈齒數(shù)與太陽(yáng)輪齒數(shù)之比 )a 1=a 3=a 21。 由公式（ ），（ ）得 M2 , M16 , M4=0，此時(shí)行星排 Ⅰ 不參與傳動(dòng)。故該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有差速性能并能起到差速鎖的效果。此時(shí)行星排 Ⅱ 參與傳動(dòng)。 （ 3）兩動(dòng)力源同時(shí)工作 當(dāng)變速箱輸入力矩 MA，液壓馬達(dá)輸入力矩 MB時(shí)，行駛裝置轉(zhuǎn)向行駛?？蓪?shí)現(xiàn)行駛裝置不同的半徑左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。 （ ） d x d ybLFyx xdFF ziDiL DiL bAi bAiyiyi ?????? ? ??? ? ?? ?? )( 2239。 c o s)(c o s ???? ?? ?? ?? ?? （ ） 式中： yiF39。39。 將公式 ()、 ()、 ()、 ()式分別代入公式 ()、 ()式得： )4(1 39。 此時(shí) 0?BM 、 2M 、 4M 、 5M 、 18M 均為 0 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 ? ? 5114112 2 ?????? ????? MMMia aM A Nmm 551418 10864 ????? aMM N查參考文獻(xiàn) [1]得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ?HZ （ 5） 齒數(shù)比 ??iu （ 6） 取齒寬系數(shù) ?R? （ 7） 許用接觸應(yīng)力 HHNH SZ lim][ ?? ? () 由參考文獻(xiàn) [1]查得 lim1 710H? ? MPa lim2, 560H? ? MPa。查參考文獻(xiàn) [1]得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ?HZ （ 5） 齒數(shù)比 52 ??iu （ 6） 取齒寬系數(shù) ?R? （ 7） 許用接觸應(yīng)力 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 27 HHNH SZ lim][ ?? ? () 由參考文獻(xiàn) [1]查得 lim1 1470H? ? MPa lim 2, 1180H? ? MPa。 5 ???? Rb R? mm 取 48?b mm 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 ? ?FSFRtF YYbm KF ][ ??? ??? () 式中各計(jì)算參數(shù)： （ 1） K、 b、 m、 R? 同前； （ 2） 圓周力 tF ? ? ? ? 2511 ??? ?????Rt dTF ?N （ 3） 齒形系數(shù) FY 和應(yīng)力修正系數(shù) SY 90 o s 221 ????? u u?， 01 ?? 4 2 9 111c o s 222 ????? u?， 02 ?? 錐齒當(dāng)量齒數(shù) 22c o s 111 ??? ?zZ V 47c o s 222 ??? ?zZ V 查參考文獻(xiàn) [1]中相關(guān)表得 21 21 ?? ?? SS FF YY YY （ 4） 許用彎曲應(yīng)力 ??F? ? ?FFNF SY lim?? ? () 由參考文獻(xiàn) [1]查得彎曲疲勞極限應(yīng)力 lim1590F? ? MPa lim 2 410F? ?MPa 查參考文獻(xiàn) [1]得壽命系數(shù) ?? NN YY 查參考文獻(xiàn) [1]得安全系數(shù) ?FS 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 ? ?? ?1 l im 1