【正文】 動主要尺寸按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計 ()式中各計算參數(shù)：（1）小齒輪1傳遞的轉(zhuǎn)矩 N mm 取 mm校核齒根彎曲疲勞強度 ()式中各計算參數(shù)：（1）K、b、m、同前；（2）圓周力 N（3）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) ， ，錐齒當(dāng)量齒數(shù) 查參考文獻[1]中相關(guān)表得 （4）許用彎曲應(yīng)力 ()由參考文獻[1]查得彎曲疲勞極限應(yīng)力 MPaMPa查參考文獻[1]得壽命系數(shù) 查參考文獻[1]得安全系數(shù) 滿足齒根彎曲疲勞強度。查參考文獻[1]中表得由 mm故 m/s按8級精度查參考文獻[1]得動載系數(shù) 查參考文獻[1]得齒向載荷分布系數(shù) ，故（2）修正小齒輪分度圓直徑 mm（3）選齒數(shù) 取，則 在允許范圍內(nèi)（4）大端模數(shù) ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（5）大端分度圓直徑 mm（6）錐頂距。查參考文獻[1]得節(jié)點區(qū)域系數(shù)（5）齒數(shù)比 （6）取齒寬系數(shù)（7）許用接觸應(yīng)力 ()由參考文獻[1]查得MPaMPa。初步計算傳動主要尺寸按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計 ()式中各計算參數(shù)：（1）小齒輪1傳遞的轉(zhuǎn)矩 Nmm各軸轉(zhuǎn)速 選擇提供給履帶行駛速度為1m/s，此時r/min，r/minr/minr/min，r/min。mmNmmNmmNmm各軸的轉(zhuǎn)速r/minr/minr/min由 得r/min此時變速箱輸出功率為 由可得rad/s所以W 車輛繞一側(cè)履帶中心轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)矩分析 帶入數(shù)據(jù)得Nmm N此時、均為0NN第4章 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計 各傳動比的選擇變速箱在履帶推土機工作時提供傳動比選擇，電動機轉(zhuǎn)速r/min則 即r/min變速箱輸入端錐齒輪的傳動比選擇1。將公式()、()、()、()式分別代入公式()、()式得： （） （）其中：——為履帶與驅(qū)動輪之間的傳動效率。 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，兩側(cè)履帶都向前運動，此時兩側(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，此時兩側(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：——分別為左輪前進阻力和驅(qū)動力； ——為右輪前進阻力和驅(qū)動力； ——轉(zhuǎn)向阻力矩。為方便計算，我們可以借鑒經(jīng)驗公式： 式中：——轉(zhuǎn)向阻力矩系數(shù)； ——履帶接地長度。 （）所以由公式（）、（）得履帶在軟路面上行駛時的轉(zhuǎn)向阻力為 （）利用一臺單履帶試驗裝置，通過試驗測試數(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。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。 履帶與路面摩擦引起的力以履帶接地面瞬心Osi為原點，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微元dxdy上有微小摩擦力作用，方向與該點絕對速度方向相反，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。通過對差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率的分析，充分了解差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的運動學(xué)性能。 由公式()、()得，變速器的輸出功率為： （）由公式()、()得，轉(zhuǎn)向馬達的輸出功率為： （） 當(dāng)直線行駛(n2=n13)或兩側(cè)附著力相等(M1=M14)時，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)向馬達不輸出功率?？蓪崿F(xiàn)行駛裝置不同的半徑左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。 根據(jù)液壓馬達輸出軸的轉(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中的一個增加，而另一個減少，但增加量和減少量數(shù)值相等。MA的數(shù)值和方向也不同。由此可知，總輸出力矩大于輸入力矩，故該轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有一定降速增扭的功能。 （3）兩動力源同時工作 當(dāng)變速箱輸入力矩MA，液壓馬達輸入力矩MB時，行駛裝置轉(zhuǎn)向行駛。行星排Ⅱ的行星架將輸出一轉(zhuǎn)矩。由于左右兩側(cè)輸入轉(zhuǎn)矩的差異、機械將不嚴(yán)格繞其自身中心回轉(zhuǎn)。一端減少的數(shù)量等于另一端增加的數(shù)量。此時行星排Ⅱ參與傳動。若左、右路面條件存在明顯差異時，基于前工況所述相同原因。 由公式()、()知行星排Ⅱ不參與傳動 。 （2）轉(zhuǎn)向動力源單獨工作 當(dāng)變速箱處于空擋位置(即MA)，液壓馬達輸入轉(zhuǎn)矩MB時，行駛裝置原地轉(zhuǎn)向：若左、右兩側(cè)地面條件相同時，由公式()、()得M1M14。故該轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有差速性能并能起到差速鎖的效果。由公式（）、（）得若 則M1M14；反之M1M14。此時行星排Ⅰ參與傳動、動力經(jīng)行星輪7傳遞給齒圈6。 若左、右路面條件存在明顯差異時，由于驅(qū)動輪受附著條件限制，兩側(cè)驅(qū)動輪負(fù)荷不等。 由公式（），（）得M2 , M16 , M4=0，此時行星排Ⅰ不參與傳動。由公式()，()得知。 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)向機構(gòu)各種工況分析（1）行駛動力源單獨工作 當(dāng)變速箱輸入轉(zhuǎn)矩M1，而轉(zhuǎn)向液壓馬達無轉(zhuǎn)矩輸入(即MB)時、行走裝置直線行駛。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。式中M15，M11，M13——行星排Ⅲ中行星輪分別對太陽輪、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。 轉(zhuǎn)矩分析理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩分析 由三個行星排得到理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩關(guān)系 （） （） （）式中M18，M4，M2——行星排Ⅰ中行星輪分別對太陽輪、齒圈、行星架作用的理論內(nèi)轉(zhuǎn)矩?？梢娨簤厚R達的旋轉(zhuǎn)方向決定了推土機轉(zhuǎn)向的方向。此時從變速箱輸入的大錐齒輪至左、右端輸出軸的速比為 （）當(dāng)變速箱在空擋，僅有轉(zhuǎn)向液壓馬達輸入動力時，此時nA=0，若取2=1+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1=3=21，則當(dāng)僅有轉(zhuǎn)向液壓馬達輸入動力時，機械繞其自身中心原地轉(zhuǎn)向。 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的運動學(xué)分析 轉(zhuǎn)速分析設(shè)n18, n4, n2為Ⅰ行星排太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速；n16, n6, n8為Ⅱ行星排太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速；n15, n11, n13為Ⅲ行星排太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速；1, 2, 3為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ行星排參數(shù)，其值等于齒圈齒數(shù)和太陽輪齒數(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。 動力由變速箱和轉(zhuǎn)向液壓馬達同時輸入時，則動力傳遞情況是上述兩種情況的綜合。如果兩側(cè)地面阻力不同，則兩側(cè)驅(qū)動輪的負(fù)荷不同，通過行星排I可將動力轉(zhuǎn)矩從一側(cè)轉(zhuǎn)換至需要動力較多的另一側(cè)。 當(dāng)轉(zhuǎn)向液壓馬達輸入動力，而變速箱在空擋時，動力由轉(zhuǎn)向液壓馬達齒輪副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)太陽輪18(高速小轉(zhuǎn)矩，其旋轉(zhuǎn)方向與齒圈相反)軸10太陽輪15行星輪12行星架13(低速大轉(zhuǎn)矩)右端輸出軸14。左、右兩端輸出軸的動力和轉(zhuǎn)速相等、旋轉(zhuǎn)方向也相同，機械直線行駛。通過差速式轉(zhuǎn)向機構(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)向液壓馬達的轉(zhuǎn)向功率傳遞及前兩種功率傳遞的復(fù)合。差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)用液壓馬達的功率輸入來增加一側(cè)履帶的速度，同時減小另一側(cè)履帶的速度，結(jié)果導(dǎo)致兩側(cè)履帶產(chǎn)生速度差，使推土機轉(zhuǎn)向。 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的組成與工作原理 D8N型履帶式推土機的差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)由3個行星排、變速箱輸入的錐齒輪副轉(zhuǎn)向液壓馬達輸入的錐齒輪副17以及左、右端輸出軸14(與終端傳動連接驅(qū)動履帶轉(zhuǎn)動)等組成。該機構(gòu)有較大的優(yōu)越性，在履帶式機械特別是大型機械上將日益受到重視。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)計計算及校核，最終完成對整個機構(gòu)的設(shè)計。 本文主要工作本文首先對動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的工作原理進行分析，了解該轉(zhuǎn)向機構(gòu)的工作過程。在這種系統(tǒng)中，人們力圖把純機械傳動的高效率和液壓傳動的無級調(diào)速能力結(jié)合起來發(fā)揮各自的優(yōu)點。由于我國的液壓水平有限，液壓元件質(zhì)量還比較差，光純液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)向機械開發(fā)利用還特別少。（2）當(dāng)變速箱的速度等于零時，轉(zhuǎn)向液壓馬達使左右輸出的速度相等但方向相反，此時履帶式推土機圍繞其中心實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，即。若液壓馬達不工作，只有來自變速箱的功率流，車輛作直線行駛；若只有來自液壓馬達的功率流，車輛可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向半徑為零的原地轉(zhuǎn)向；若同時輸入兩路功率流，由于液壓馬達可實現(xiàn)無級控制，因此車輛兩側(cè)履帶驅(qū)動論轉(zhuǎn)速差可以有無窮多個，可得到無窮多個轉(zhuǎn)向半徑，既可實現(xiàn)無級轉(zhuǎn)向，駕駛員只要操縱轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動液壓裝置，就可使車輛穩(wěn)定地沿一定的圓弧行使。 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的主要構(gòu)成本設(shè)計采用國外的行星轉(zhuǎn)向機構(gòu)，它是由美國卡特公司開發(fā)的一種新型差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)。此種轉(zhuǎn)向機構(gòu)由三個行星排（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）與變速箱動力輸出連接的錐齒輪副及轉(zhuǎn)向液壓馬達動