【正文】 力輸出軸連接的圓錐齒輪副組成，其中與變速箱動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)向液壓馬達動力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，行星排Ⅲ的齒圈固定在轉(zhuǎn)動機構(gòu)的殼體上，且三個行星排的太陽輪安裝在共用軸上。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)。研究開發(fā)性能優(yōu)良的機械 液壓連續(xù)無級轉(zhuǎn)向機構(gòu)、優(yōu)化匹配該類轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)是目前車輛工程領(lǐng)域的重點課題。它能保證在連續(xù)無級輸出轉(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，并且其傳動效率遠遠超過純液壓轉(zhuǎn)向機構(gòu)的傳動效率。 總之，采用液壓元件的無級變速特性來實現(xiàn)履帶車輛的無級轉(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。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行無級轉(zhuǎn)向，助力偶合器在轉(zhuǎn)向液壓馬達力矩不足時及時提供助力矩。這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)不能實現(xiàn)整個半徑范圍的無級變化。 機械液壓復(fù)合方案該方案在采用雙流液壓轉(zhuǎn)向的同時，保留一套機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)。 復(fù)合轉(zhuǎn)向機構(gòu) 為克服純液壓轉(zhuǎn)向機構(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。在變速機構(gòu)掛空檔轉(zhuǎn)向的情況下，發(fā)動機所發(fā)出的功率全部由轉(zhuǎn)向路的液壓元件傳遞，可實現(xiàn)車輛原地轉(zhuǎn)向。純液壓轉(zhuǎn)向機構(gòu)通過泵的正反兩向無級變量調(diào)節(jié)，實現(xiàn)發(fā)動機動力經(jīng)雙功率流傳動轉(zhuǎn)向路到匯流行星排間的無級變化的傳動比，最終實現(xiàn)車輛向左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向半徑可連續(xù)無級變化。這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)不但具有結(jié)構(gòu)性好、沒有摩擦元件、壽命長、效率高、工作可靠、布置簡便、維修和調(diào)整方便及降低能耗等特點外，而且在工作性能上它不是通過部分或全部切斷一側(cè)履帶的動力來制動一側(cè)驅(qū)動輪來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的，而是兩側(cè)履帶始終傳遞動力，這樣可很好地實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)向，基本上消除了履帶的打滑現(xiàn)象，適用與進行偏載推土和切除樹根作業(yè)；在坡地轉(zhuǎn)向時不會出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，提高了車輛的安全性；由于轉(zhuǎn)向時不切斷動力，因此車輛的平均車速不降低；履帶不停駛，對土壤破壞少，在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動性，轉(zhuǎn)向平穩(wěn)；轉(zhuǎn)向時車輛能發(fā)揮與直線行駛同樣高的作業(yè)性能；容易實現(xiàn)一根操縱桿來控制進退和轉(zhuǎn)向。由于液壓泵和液壓馬達可以無級控制，因此使用這類轉(zhuǎn)向機構(gòu)既可獲得車輛兩側(cè)的速度差來實現(xiàn)無級控制，有克服了機械式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的很多缺點。機械液壓式雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) ，有發(fā)動機、變量泵、控制泵、定量馬達、多檔變速箱以及后橋轉(zhuǎn)向差動機構(gòu)組成。隨著機電液壓及人機工程技術(shù)的發(fā)展，機械式轉(zhuǎn)向機構(gòu)必將會在大功率拖拉機、推土機等工程車輛上遭到淘汰。仍然不能適應(yīng)車輛在所有不同曲率的道路上用圓滑軌跡轉(zhuǎn)向行駛的需要，也不能排除部分按合摩擦元件進行滑摩擦轉(zhuǎn)向及由滑摩擦所帶來的一系列問題。此種轉(zhuǎn)向機構(gòu)主要由兩個變速箱（一個主變速箱、一個分動箱）、行星齒輪機構(gòu)、離合器和行星機構(gòu)制動器組成，在轉(zhuǎn)向性能上較單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)有很大提高，但是它的轉(zhuǎn)向半徑仍然是有極限的。雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)將用于直駛推進的變速機構(gòu)與造成左、右側(cè)履帶速度差的轉(zhuǎn)向機構(gòu)在傳動系中并列，轉(zhuǎn)向機構(gòu)在車輛直駛時不造成兩側(cè)履帶的速度差，在轉(zhuǎn)向時，變速流提供各檔不同的直線行駛造成的兩側(cè)履帶的速度差匯流，實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。單功率轉(zhuǎn)向的缺點是明顯，車輛僅有幾個固定的轉(zhuǎn)向半徑，按非規(guī)定的轉(zhuǎn)向半徑轉(zhuǎn)向時，要靠摩擦元件的滑磨來實現(xiàn)，難以得到穩(wěn)定準確的轉(zhuǎn)向半徑；其次是在轉(zhuǎn)向過程中摩擦元件的劇烈滑磨會帶來發(fā)熱和磨損，使傳動效率降低，特別是在較大功率的轉(zhuǎn)向工作狀態(tài)下，會存在較大的功率損失，以致常需降速轉(zhuǎn)向；另外，劇烈的摩擦也使機構(gòu)容易損壞，導(dǎo)致工作可靠性差，壽命降低。該類轉(zhuǎn)向機構(gòu)相對于轉(zhuǎn)向離合器轉(zhuǎn)向機構(gòu)能傳遞較大的轉(zhuǎn)向力矩，能夠?qū)崿F(xiàn)單自由度運動的固定軸齒輪機構(gòu)所不能實現(xiàn)的二自由度的速度分解與合成，行星機構(gòu)的行星架、太陽輪、齒圈三元件之間具有差速關(guān)系；轉(zhuǎn)向機構(gòu)多點傳遞動力，并且機構(gòu)內(nèi)部徑向力相互平衡。行星轉(zhuǎn)向機構(gòu)由一組行星輪系和制動器組成。但由于雙差速器不能完全制動一側(cè)履帶，車輛不能原地轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)向半徑的變化范圍沒有使用轉(zhuǎn)向離合器的大，轉(zhuǎn)向平順性較差，轉(zhuǎn)向時快速側(cè)履帶加速，因此發(fā)動機的附加載荷比采用轉(zhuǎn)向離合器的大。因此這種差速器轉(zhuǎn)向機構(gòu)現(xiàn)在幾乎不再使用。當要小半徑轉(zhuǎn)向時，還需借助制動器單邊制動。轉(zhuǎn)向離合器由于結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，在早期的中小型履帶式拖拉機、推土機上得到了廣泛運用。轉(zhuǎn)向離合器都是多片式摩擦離合器，靠摩擦表面的摩擦力傳遞力傳遞轉(zhuǎn)矩，當分離某一側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器時，就可以減少或切斷該側(cè)驅(qū)動輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩使車輛轉(zhuǎn)向。 單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)一般構(gòu)造方法是在變速機構(gòu)后串聯(lián)某種轉(zhuǎn)向機構(gòu)，是構(gòu)成履帶車輛轉(zhuǎn)向傳動的最為簡單的方法。依據(jù)不同的分類方法，履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)可根據(jù)車輛在轉(zhuǎn)向過程中功率流的傳遞方式分為單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)和雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu)，也可根據(jù)在轉(zhuǎn)向過程中兩側(cè)履帶的運動有無關(guān)聯(lián)而分為獨立式轉(zhuǎn)向機構(gòu)和差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)。 履帶車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)研究現(xiàn)狀履帶車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)是重要的總成之一,其性能的優(yōu)劣直接影響著車輛的轉(zhuǎn)向機動性和生產(chǎn)效率。本設(shè)計的目的便是提高履帶式推土機驅(qū)動、改進行走裝置，提高履帶式推土機的作業(yè)能力。純液壓轉(zhuǎn)向機構(gòu)通過泵的正反兩向無級變量調(diào)節(jié),實現(xiàn)發(fā)動機動力流經(jīng)雙功率流傳動轉(zhuǎn)向路到匯流行星排間的無級變化的傳動比,最終實現(xiàn)推土機向左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向半徑可連續(xù)無級變化。由于液壓泵和液壓馬達可以無級控制，因此使用這類轉(zhuǎn)向機構(gòu)可獲得車輛兩側(cè)的速度差來實現(xiàn)無級控制，又克服了光機械式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的很多缺點。在采用一套機械差速傳動裝置的同時，利用液壓裝置的無級輸出轉(zhuǎn)速特性，研究開發(fā)性能優(yōu)良的機械液壓連續(xù)無級轉(zhuǎn)向機構(gòu)。因此需要一種新型的轉(zhuǎn)向機構(gòu)來克服以上轉(zhuǎn)向機構(gòu)的缺點，為此設(shè)計一種新型轉(zhuǎn)向機構(gòu)成為必然。該機構(gòu)具有差速的同時，還具有差速鎖的效果，并具有降速增扭的功能，大大提高了履帶車輛行駛通過性和轉(zhuǎn)向性能。本設(shè)計為推土機設(shè)計采用的一套動力差速式轉(zhuǎn)向裝置。這種結(jié)構(gòu)非常簡單，同時也易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，但是要實現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向時需借助摩擦元件的打滑來實現(xiàn)，造成嚴重的功率浪費，降低摩擦元件的使用壽命。因此對性能優(yōu)良的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的研究一直是車輛工程領(lǐng)域的重要研究課題。 AutomationClass：077Supervisor：Associate Professor Chen Shuhai Heilongjiang Institute of Technology201106本科學生畢業(yè)設(shè)計動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計The Graduation Design for Bachelor39。s DegreeDesign of Dynamic Differential Steering MechanismCandidate：Shi ChuanyangSpecialty：Mechanical Design and Manufacture amp。Harbin哈爾濱遠東理工學院學士學位論文摘 要履帶車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)是重要的總成之一，其性能的優(yōu)劣直接影響著車輛的轉(zhuǎn)向機動性和生產(chǎn)效率。履帶式工程機械的轉(zhuǎn)向機構(gòu)普遍采用單功率流的轉(zhuǎn)向離合器和制動器，兩者相配合，使兩側(cè)履帶以不同速度行駛，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。同時駕駛操作費力，還不好準確把握車輛的轉(zhuǎn)向半徑。該轉(zhuǎn)向機構(gòu)主要包括一個轉(zhuǎn)向差速機構(gòu)、一個液壓泵、一個液壓轉(zhuǎn)向馬達和轉(zhuǎn)向控制器，它將轉(zhuǎn)向和差速合為一體，簡化了機械的結(jié)構(gòu)，提高了機械的使用性能。關(guān)鍵詞：差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)；轉(zhuǎn)向離合器；轉(zhuǎn)向半徑；履帶車輛；轉(zhuǎn)向控制器ABSTRACTThe steering mechanism of tracked vehicle is one important part of the unit, and its performance will directly affect the mobility and productivity of the vehicle. Therefore, the research on steering mechanism is an important subject in the field of vehicle engineering. The marching project machinery rotation gear generally uses the steering clutch and the brake which the single power flows, two coordinates which cause two sides caterpillar bands with the different speed to change the direction. This kind of structure is extremely simple, and will be also easy to realize changes, however, if you want to realize the changes of the small radius, you have to do it with the aid of rub parts slipping and it will cause the serious power waste, reduces the service life of rub parts. Simultaneously it will be in great trouble to take the operation and hold the radial turning of vehicles.The design is a set of diverting device with difference speed which uses for the bulldozer design. The steering mechanism mainly includes the differential steering mechanism, a hydraulic pump, a motor of hydraulic pressure and a steering clutch. It can make the changing direction and the difference speed into one body, simplify the machinery structure, enhanced the machinery operational performance. This structure not only has different speed, but also has the effect of differential lock, and has the function which reduces speed and increases turns and enhances passing nature of the tracked vehicle and the performance of changing direction.Key words: Differential Steering Mechanism；Steering Clutch；Radial Turning；Tracked Vehicle；Steering Controller II目 錄摘 要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 緒 論 1 履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的選題背景目的及意義 1 履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)研究現(xiàn)狀 2 單功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) 2 雙功率流轉(zhuǎn)向機構(gòu) 3 履帶車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)發(fā)展趨勢 4 純液壓無級轉(zhuǎn)向機構(gòu) 4 復(fù)合轉(zhuǎn)向機構(gòu) 5 機械液壓連接無級轉(zhuǎn)向機構(gòu) 5 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的主要構(gòu)成 6 本文主要工作 7第2章 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動學分析 8 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的組成與工作原理 8 差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的運動學分析 9 轉(zhuǎn)速分析 9 轉(zhuǎn)矩分析 11 功率分析 14 本章小結(jié) 15第3章 履帶理論轉(zhuǎn)向阻力矩分析 16 履帶與路面摩擦引起的力 16 履帶側(cè)面推土產(chǎn)生的力 17 本章小結(jié) 19第4章 動力差速式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計 20 各傳動比的選擇 20 各零件運動參數(shù)的計算 20 車輛直線行駛 20 車輛繞一側(cè)履帶中心轉(zhuǎn)向 21 零件設(shè)計 22 行走驅(qū)動錐齒輪的設(shè)計 22 轉(zhuǎn)向馬達錐齒輪的設(shè)計 26 行星排Ⅰ與行星排Ⅲ的設(shè)計 30 行星排Ⅱ的設(shè)計 34 軸的設(shè)計 39 鍵的設(shè)計 45 傳動機構(gòu)組裝