【文章內(nèi)容簡介】 （）若設(shè)轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸入的大錐齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)的n8為正，則有n1n14，機(jī)械向右轉(zhuǎn)向；反之，大錐齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)的n8為負(fù)，則有n1n14，機(jī)械向左轉(zhuǎn)向。可見液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向決定了推土機(jī)轉(zhuǎn)向的方向。另外通過控制轉(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。 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 （） （） （）式中M18，M4，M2——行星排Ⅰ中行星輪分別對(duì)太陽輪、齒圈、行星架作用的理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩。式中M16，M6，M8——行星排Ⅱ中行星輪分別對(duì)太陽輪、齒圈、行星架作用的理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩。式中M15，M11，M13——行星排Ⅲ中行星輪分別對(duì)太陽輪、齒圈、行星架作用的理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩1，2，3——分別為行星排Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的特性參數(shù)(行星排齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比)1=3=21。由機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件得靜力平衡方程 （） （） （） （） （）式中 MA——變速箱輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩； MB——轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩； 1, 2——錐齒輪副9，17的傳動(dòng)比；M1 , M14——左、右輸出軸輸出轉(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。 這里著眼于討論兩輸入轉(zhuǎn)矩MA , MB對(duì)于左、右兩輸入端轉(zhuǎn)矩的分配情況，附帶給出行星排Ⅲ齒圈與殼體固定連接處的轉(zhuǎn)矩。 解此聯(lián)立方程組并整理得 （） （） （） （） （） （） （）外轉(zhuǎn)矩分析 （）式中 (行星排Ⅲ齒圈與殼體固定連接處的轉(zhuǎn)矩)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)各種工況分析（1）行駛動(dòng)力源單獨(dú)工作 當(dāng)變速箱輸入轉(zhuǎn)矩M1，而轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)無轉(zhuǎn)矩輸入(即MB)時(shí)、行走裝置直線行駛。若左、右兩側(cè)地面條件相同。由公式()，()得知。此時(shí)M1=M14，機(jī)構(gòu)左、右兩端的輸出轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值相等，方向相同。 由公式（），（）得M2 , M16 , M4=0，此時(shí)行星排Ⅰ不參與傳動(dòng)。 由公式（），（）得 （） 因1=21，故此時(shí)行星排Ⅲ齒圈固定連接處承受的轉(zhuǎn)矩111MA由公式()、()、()、()知，此時(shí)機(jī)構(gòu)將變速箱輸入軸提供的轉(zhuǎn)矩扣除行星排Ⅲ齒圈連接處的轉(zhuǎn)矩部分而平均分配給左、右輸出軸，以實(shí)現(xiàn)最終傳動(dòng)，故該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)具有輪胎式機(jī)械中采用普通行星齒輪式差速器平均分配轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)。 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。勢(shì)必影響到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的改變，使得M1M14，左、右輸出轉(zhuǎn)矩不等。此時(shí)行星排Ⅰ參與傳動(dòng)、動(dòng)力經(jīng)行星輪7傳遞給齒圈6。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。由公式（）、（）得若 則M1M14；反之M1M14。由于這一特點(diǎn)，當(dāng)一側(cè)地面附著條件差時(shí)，可使地面附著條件好的一側(cè)獲得較大轉(zhuǎn)矩，提高了機(jī)械的通過性能。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。與此同時(shí)，因則故此時(shí)轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)由動(dòng)力源轉(zhuǎn)化為負(fù)載。 （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)，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M1M14。左、右兩側(cè)輸出轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值相等，方向相反，機(jī)械繞自身中心原地轉(zhuǎn)向。 由公式()、()知行星排Ⅱ不參與傳動(dòng) 。由公式()得 （）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。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。M1與M14數(shù)值不等。此時(shí)行星排Ⅱ參與傳動(dòng)。動(dòng)力經(jīng)行星排Ⅰ從某一端傳遞到需要?jiǎng)恿^大的另一端。一端減少的數(shù)量等于另一端增加的數(shù)量。由公式()、()得若則反之，則。由于左右兩側(cè)輸入轉(zhuǎn)矩的差異、機(jī)械將不嚴(yán)格繞其自身中心回轉(zhuǎn)。與此同時(shí)、由于行星排Ⅱ參與轉(zhuǎn)動(dòng)。行星排Ⅱ的行星架將輸出一轉(zhuǎn)矩。通過大錐齒輪向變速箱輸出軸傳遞，此時(shí)變速箱由動(dòng)力源轉(zhuǎn)化為負(fù)載。 （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。 由公式()+()得因2,所以M1+M141MA。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)變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)方向的不同。MA的數(shù)值和方向也不同。由公式()、()知，通過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。 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。控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)方向?？蓪?shí)現(xiàn)行駛裝置不同的半徑左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。 功率分析 左側(cè)：，將（）、（）代入 ，得： （）右側(cè)：將 (25)、(218)代入 ，得 ： （）其中，M8n8為變速器輸出功率，M4n4為轉(zhuǎn)向馬達(dá)輸出功率，其余兩項(xiàng)為耦合項(xiàng)。 由公式()、()得，變速器的輸出功率為： （）由公式()、()得，轉(zhuǎn)向馬達(dá)的輸出功率為： （） 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。 原地轉(zhuǎn)向時(shí)，將M8=0,M1=M14代入公式()、()、()、()，可得： （） （） （） （） 本章小結(jié)本章通過對(duì)動(dòng)力差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的組成和工作原理的介紹，了解差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的構(gòu)成及采用的主要原件，明確三個(gè)行星排之間所起到的相互作用。通過對(duì)差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率的分析，充分了解差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能。 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。 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上有微小摩擦力作用，方向與該點(diǎn)絕對(duì)速度方向相反，有： （）式中： μ——履帶與地面的摩擦系數(shù)； P——接地比壓，； ——作用在第i條履帶上的載荷。dFi在軸和軸的分量為 （） （）由此可得牽引力及側(cè)向力為 （） （）地面對(duì)履帶的轉(zhuǎn)向阻力矩（繞履帶接地面中心）為 （） 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： （）式中：——土壤的變形系數(shù)； ——土壤的內(nèi)聚模量；——土壤的摩擦變形模量。履帶兩側(cè)任一單位長度上的推土阻力R可從力的平衡式中得到 （）式中：——土壤容重。由上式解得 （）由于R是的函數(shù)，R的最小值Rmin對(duì)應(yīng)著一定的值，在此值時(shí)地面破壞，故側(cè)面推土阻力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向阻力矩為 （）式中：——側(cè)面推土產(chǎn)生的測向力。 （）所以由公式（）、（）得履帶在軟路面上行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向阻力為 （）利用一臺(tái)單履帶試驗(yàn)裝置，通過試驗(yàn)測試數(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 轉(zhuǎn)向阻力矩的偏心距 由理論和實(shí)驗(yàn)，我們可以得知履帶最大的轉(zhuǎn)向阻力矩應(yīng)該發(fā)生在履帶繞一側(cè)履帶中心位置轉(zhuǎn)向時(shí)。為方便計(jì)算，我們可以借鑒經(jīng)驗(yàn)公式： 式中：——轉(zhuǎn)向阻力矩系數(shù)； ——履帶接地長度。、我們把轉(zhuǎn)向半徑大于二分之一、小于二分之一分別考慮。 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： （） （）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： （） （） 其中：——分別為左輪前進(jìn)阻力和驅(qū)動(dòng)力； ——為右輪前進(jìn)阻力和驅(qū)動(dòng)力； ——轉(zhuǎn)向阻力矩。為簡便計(jì)算，我們考慮機(jī)械的重心在中心位置，此時(shí)履帶的前進(jìn)阻力為： （）式中：G——為機(jī)械總質(zhì)量； f——履帶滾動(dòng)阻力系數(shù)。將公式()、()、()、()式分別代入公式()、()式得： （） （）其中：——為履帶與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率。 （） （） 本章小結(jié)本章通過對(duì)動(dòng)力差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)履帶理論轉(zhuǎn)向阻力矩的分析，了解了履帶與路面摩擦引起的力及履帶側(cè)面推土產(chǎn)生的力，明確了該機(jī)構(gòu)工作時(shí)的履帶理論轉(zhuǎn)向阻力矩。第4章 動(dòng)力差速式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 各傳動(dòng)比的選擇變速箱在履帶推土機(jī)工作時(shí)提供傳動(dòng)比選擇，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min則 即r/min變速