工程机械底盘设计第二章传动系设计概述1.传动系的类型、特点、适用①机械传动优点：成本低廉、传动效率高、传动准确、利用了惯性；缺点：负荷冲击大、有级变速、换挡动力中断、操纵费力；适用：常用于小功率的工程机械和负荷比较平稳的连续式作业机械。

②液力机械传动优点：操纵方便、自适应性强、负载冲击小、寿命长、生产率高、起步平稳快速； 缺点：效率低、零部件成本高、行驶速度稳定性差；适用：常用于功率较大、负荷变化剧烈的工程机械。

③液压传动优点：可无级变速、传动系统简单、可实现原地转向、利用液压系统制动、易于过载保护； 缺点：元件制造精度高、工艺复杂成本高、传动效率低、元件易发热、工作噪声大。

适用：主要用于大中功率的工程机械传动系。

④电传动优点：传动效率高、便于控制、便于布置、易于实现多轮驱动等优点；缺点：笨重，成本高；适用：电传动主要用于大功率履带挖掘机、装载机（电动铲）及重型载重车辆等机械中。

2.传动比传动系的总传动比i Σ是变速箱的输入轴转速与驱动轮转速之比，i Σ=n ’e /n K各部件传动比的分配：f o K i i i i =∑i k 变速箱的传动比；i 0中央传动的传动比；i f 最终传动的传动比传动比分配的基本原则：由于发动机一般为机器中转速较高的部件，所以为了减少传动系中零件所承受的转矩，根据动力传递的方向，后面的部件应该取尽可能大的传动比。

也就是说，先取尽可能大的i f ，其次取尽可能大i 0，最后按i Σ的需要确定i k 。

中间传动比的确定：①速度连续原则：发动机应该始终工作于设定功率Ne′以上的围，当由于工况变化使机器工作于设定围的端点时换档，换档后机器立刻工作于设定围的另一端点，而且换档前后机器的理论速度应该不变。

按速度连续原则确定变速箱中间档传动比时，应该使各档位的传动比成等比级数。

②充分利用发动机功率原则：其思路是：在换档时机恰当的条件下，机器在全部工作围应该获得尽可能大的平均输出功率。

按照这一原则确定中间档的传动比的方法是，通过调整中间档的传动比，使所有档位曲线下面的面积最大。

(1)速度连续原则：在确定了最高档、最低档的传动比和档位数后，就可以很容易地计算出中间各档的传动比，而且结果比较理想，在新产品设计的初级阶段使用较好。

(2)充分利用发动机功率原则：结果相当理想，设计时还需要知道发动机的功率特性曲线，需要采用计算机的专门程序，可以用在机器改进完善阶段。

第三章主离合器1.主要参数：①离合器的摩擦力矩M m ：Zk PR MZk M p m μ==，若认为压紧力P 在摩擦面上均匀分布 ：P=qA ，对于工程机械来说，由于离合器使用频繁，而且载荷较大，一般取较小的[q]值。

②摩擦片直径：摩擦片的径系数 C=R1 / R 2 )1(32)1(32)(323323231323132C qR R R qR R R q M -=-=-=πμπμπμ由于减小C 值对M 的增大作用不明显，而且过小的C 值还会导致摩擦片外线速度差值加大，造成温升不一致和翘曲现象。

通常，在结构允许的条件下，取较大的C 值；干式离合器一般为0.55～0.68，湿式的为0.71～0.83。

③转矩储备系数β：为保证离合器能可靠地传递发动机最大转矩并有一定的使用寿命，必须使离合器的摩擦转矩有一定的储备量，这个储备量的程度用转矩储备系数β 衡量 max e mM M =β第四章人力换挡变速箱1.平面三轴变速箱：用于倒退不太频繁的机械（如汽车），以及液压驱动的传动系（其后退一般利用液压马达的反转来实现，变速箱不需要布置倒档，如稳定土拌和机）2.空间三轴变速箱：1、 输入轴、输出轴、中间轴呈三角形布置2、这类变速箱的输入轴、输出轴和中间轴都直接支承在变速箱箱体上，刚度好。

由于换向齿轮可以布置在档位齿轮的前面，可以方便地获得多个倒档。

2、 适用围：空间三轴式变速箱在频繁倒退的机械上使用较多，如推土机。

3.轴在变速箱中的布置布置时要充分考虑整机布置的需要和它前后连接部件的关系。

为了便于换档，换档齿轮轴的位置要有利于布置拨叉；为了降低机器的重心，输入轴应布置于变速箱的上方；尽量避免在箱体中间布置支承；倒档惰轮轴、过轮轴、空间三轴的中间轴等零部件，应尽量布置在齿轮啮合力在轴上的合力小得一侧。

即从变速箱前面看，输入轴顺时针转时，这类轴布置在右边合理。

4.档位齿轮在轴上的布置各档位齿轮应按由高档位到低档位的前后顺序排列，将啮合力最大的齿轮靠近箱体布置。

采用斜齿轮时，如果同一轴上既有齿轮输入动力又有齿轮输出动力时，同时工作的两个轮齿的倾斜方向应相同，以抵消一部分轴向力。

为了减少变速箱轴向长度，应该尽量采用重叠的轴向空间,有利于缩小变速箱的轴向尺寸。

5. 倒档齿轮的布置两种布置形式：1）在输出轴之前布置倒档齿轮，平面三轴；2）在输入轴之后布置倒档齿轮，空间三轴。

对一种类型的变速箱，倒档也可以有多种的不同方案，设计原则是在保证所需倒档传动比的条件下，方便操纵，尽量减小轴向尺寸。

第五章液力传动1.循环圆：通常把液力传动器件轴向断面构成（使液体循环流动）的环状空腔，称为循环圆。

由循环圆所构成的回转体空间则是变矩器油液进行循环的空间。

循环圆的最大外径叫做有效直径。

2. 液力变矩器的外特性液力变矩器的外特性是指在泵轮转速nB一定的条件下，变矩器的输入转矩MB、输出转矩MT、效率η与变矩器涡轮转速nT的关系。

液力变矩器的外特性也称为涡轮输出特性。

液力变矩器的基本类型：a）向心涡轮式b）轴流涡轮式c）离心涡轮式3. 透穿性：液力变矩器的泵轮转速nB一定时，载荷MT的变化引起泵轮转矩MB变化的性能称为液力变矩器的透穿性。

如果MT增大时MB也增大，则称该变矩器有正的透穿性。

如果MT增大时MB减小，则称该变矩器有负的透穿性。

如果MT变化时MB不变化，则称该变矩器没有透穿性。

4.液力变矩器的输入特性：输入特性是变矩器泵轮转速nB与泵轮转矩MB的关系。

对于给定的λB来说， MB与nB的关系是一条抛物线；变矩器输入特性是许多抛物线组成的曲线族。

5. 向心涡轮变矩器：当变矩器涡轮进口处的半径大于出口处的半径时，涡轮的液流是流向变矩器轴心的，这种型式的变矩器称为向心涡轮变矩器。

与其它型式比较，向心涡轮变矩器有以下优点：①、正透穿性：负荷增加时，涡轮转速减小，涡轮离心力对液流阻力减小，循环圆流量增大，使泵轮负荷增加；反之亦然。

空载功耗小，也有利于操纵控制。

②、能容量大：泵轮、涡轮均在最大半径处，工作液的动能最大；传递功率相同的条件下，向心涡轮变矩器的体积小。

③、最高效率ηmax高：涡轮叶片工作面积大，能量转换彻底；传动比增加时，循环圆流量减少，变矩器部能耗减少，于是效率增加，最高效率时的传动比增加。

最大缺点是起动工况（i=0）的变矩系数K0较小。

6.相——液力变矩器工作轮的工作状态数。

级——泵轮与导轮之间或导轮与导轮之间刚性相连的涡轮数目称为变矩器的级。

变矩器的涡轮被泵轮和导轮分为几个部分，变矩器就有几个级。

7.液力变矩器的选型①结构型式：采用向心涡轮变矩器。

对于类似于推土机的机器，行驶速度低，行驶阻力大，变矩器工作于传动比 i 较大的时候不多，优先选用单相变矩器。

如装载机这样的机器，行驶时速度高，行驶阻力也不大，工作于传动比 i 大的时候较多，在铲掘过程中牵引力大，而且变化剧烈，最好选用多相变矩器。

②变矩性能：为了便于机器起步，液力变矩器应有较高的起动工况变矩系数。

但实际上，配有动力换档变速箱后，向心涡轮变矩器的变矩系数能满足大多数工程机械的需要。

③透穿性能：液力变矩器应有正的透穿性。

为保证柴油机不熄火，变矩器与发动机工作时的工作点在任何情况下都不宜越过柴油机的最大转矩点。

④效率：从理论上讲，液力变矩器的效率越高、高效区越宽，变矩器的质量就越好。

多相变矩器的高效区宽，但成本高。

⑤速度变化：涡轮转速变化围应该有一个限制，通常涡轮的最高工作转速应该小于最高效率时转速的1.5倍。

8. 液力变矩器与柴油机共同工作特性分为共同的输入特性和输出特性。

发动机与变矩器的合理匹配。

共同工作的输入特性：将柴油机的调速外特性曲线与变矩器的输入特性曲线画在一起，就得到了液力变矩器与柴油机共同工作的输入特性曲线，它反映了柴油机的工作点与变矩器传动比的关系。

用共同工作的输入特性来评价二者的匹配是否合理，要从共同工作区的大小及其位置所处柴油机特性的区段是否合理来综合考虑。

影响因素：变矩器透穿性影响共同工作输入特性的围大小。

变矩器有效直径影响共同工作输入特性的位置高低。

9.发动机与变矩器的合理匹配原则①、最大牵引功率原则：为了获得最大牵引功率，要求共同工作的输入特性曲线上，液力变矩器最高效率时的传动比（i*）所对应的负荷抛物线通过柴油机额定工作点MeH，这样机器可以获得最大的功率。

②、柴油机额定点与变矩器高效区中点匹配原则③、最高平均牵引功率原则第六章动力换挡变速箱1.单行星排传动的转速方程：)1(=±-±jqtnnnαα单行星轮行星排取“＋”号，双行星轮行星排取“－”号。

2.行星传动的闭锁: 在行星传动中如果某一行星排的太阳轮、行星架、齿圈三个元件任意两个的转速相等，第三件的转速也必然与前两个相等。

实际设计中，常利用这个方法(闭锁离合器)实现直接档。

3.行星变速箱的传动分析（计算题，见课本）①、自由度分析每组行星的自由度Y为： Y=m-nm—行星旋转构件数（不计行星轮）；n—行星行星排②、档位数分析变速箱有确定运动的条件是只有一个自由度，每操纵一个操作件系统便减少一个自由度。

所以，二自由度变速箱有几个操作件就可以实现几个档位4.循环功率：应该指出：存在循环功率的方案，只要循环功率的数值与传递功率数值相比很小，方案和其他方案相比又有某些显著优点，例如结构布置方便，行星排特性参数合理，或者该档位不常用等，仍可采用。

特点：只在部循环往复，对外不表现。

与主功率同生同灭。

存在及大小仅取决于行星排结构。

危害：使齿轮传动负荷增大，啮合损失增加，传动效率下降。

使某些零件负荷增大，导致尺寸、重量加大，成本增加。

引起的机械能损失转换成热能，导致系统温度上升。

5.行星传动的配齿条件：①传动比条件②同心条件：为了保证太阳轮、行星架、齿圈的轴心线相重合，太阳轮与行星轮的中心距应该等于齿圈与行星轮的中心距。

R q-R t=2*R x 即Z q-Z t=2*Z x③装配条件装配件条公式：(Z q+Z t)*θj/360=N 或(Z q-Z t)*θj/360=N为了使行星传动各构件所受径向力平衡，在结构布置上一般使行星轮均匀分布，这是装配条件公式为：（Z q-Z t）/n=Nn—行星排上行星轮的数目④相邻条件：为保证不干涉并减少搅油损失，一般相邻两行星轮的齿顶间隙应大于5~8μm。