工程机械底盘之传动系解析

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1、工程机械底盘 传动系、行走系、转向系和 制动系的作用、分类、组成和结 构特点。 底盘的作用： 工程机械底盘是整机的支承，并能使整机以 作业所需要的速度和牵引力沿规定方向行驶。 底盘的分类 按行走系的特点分： （1）轮式底盘：传动系，制动系，转向系，行 走系 （2）履带式底盘：传动系，转向系（包括制动 ），行走系，回转支承装置（承载型） 工程机械底盘 工程机械底盘一般由传动系、行走系、转向系和制 动系组成。 1、传动系 传动系是动力装置和行走机构之间的动力传动和操 纵、控制机构组成的系统。它将动力装置输出的功率传 给驱动轮，并改变动力装置的功率输出特性以满足工程 机械作业行驶要求。 传动系根据动

2、力传动形式分为机械式、液力机械式 、全液压式和电传动式等四种传动系统类型。 在铲土运输机械中多数为机械式与液力机械式传动 系统。 在小型工程机械上采用全液压式传动系统较多。 在大型工程机械上已出现由电动机直接装在车轮上 的电动轮式传动系统。 2、行走系 行走系用以支承工程机械底盘各部件 并保证工程机械的行驶。根据行走装置的 不同行走系可以分为履带式、轮胎式、轨 行式和步行式四种。 履带式由机架、履带架和四轮一带等组 成。 轮式由机架、悬架、桥壳与轮胎、轮辋 等组成。 轨行式由机架、转向架和轮对等组成。 步行式由机架和步行装置等组成。 3、转向系 转向系用以保证工程机械行走时改变行走 方向。 履

3、带式工程机械由操纵传动系中转向离合 器和转向制动器实现转向，或由分别操纵左右 两侧履带的传动实现转向。 轮胎式工程机械转向系由转向器、动力转 向装置和转向传动系统等组成。 轨行式工程机械由轨道引导转向。 步行式多用于有转台回转装置的工程机械 ，步行装置置于转台两侧，转台相对于底架回 转，就可实现步行方向的改变。 4、制动系 制动系用以保证工程机械行走时减速与 停止。 履带式工程机械由行走制动器实现制动 。 轮胎式工程机械因行走速度高，为确保 安全，故设有主制动装置、停放制动装置 。 轨行式工程机械的制动装置与制动系统 与机车车辆的制动装置与制动系统类似。 传动系统概述 1、传动系统的功用 工程

4、机械的动力装置和驱动轮之间的传动部件总称为传动系统。 内燃机特性与作业机械之间的矛盾： 内燃机的输出特性：转矩小、转速高和转矩、转速变化范围小 工程机械的作业要求：大转矩、低速度；转矩、速度变化范围大。 为此，传动系统的功用就是将发动机的动力按需要适当降低转 速增加转矩后传动驱动轮上，使之适应工程机械运行或作业的需要。 此外，还具有切断动力、倒行、变速和差速的功能。 增扭 减速 2、传动系统的分类、组成 机械传动；液力机械传动；液压传动；电传动。 （1）机械传动 轮式：发动机主离合器变速箱传动轴 主传动器、差速器 轮边减速器； 履带式：发动机主离合器变速箱 主传动器（中央传动）终传动装置； 优

5、点：结构简单，工作可靠，价廉，传动效率高， 可利用惯性作业等。 缺点：当外阻力变化剧烈时易熄火； 换档时动力中断时间长； 机械循环作业时频繁换档劳动强度大； 传动系零部件受到的冲击载荷大； 机械变速箱档位较多，结构复杂。 1、离合器 2、变速箱 3、万向节 4、驱动桥 5、差速器 6、半轴 7、主减速器 8、传动轴 履带式工程机械传动系统简图 1-内燃机；2-齿轮箱；3-主离合器；4-变速器；5-主传动齿轮； 6-转向离合器；7-终传动装置；8-驱动链轮； A-工作装置液压油泵；B-离合器液压油泵；C-转向离合器液压油泵 履带式机械传动与轮式机械传动 有何不同？ 转向方式不同： 即履带式工程机

6、械在驱动桥内设置了转向离合器。 另外，在动力传至驱动链轮之前，为进一步减速增矩， 增设了终传动装置，以满足履带式机械较大牵引力的需 求。 （2）液力机械传动 轮式： 发动机变矩器（动力换档）变速箱 传动轴主传动器、差速器轮边减速器 履带式： 发动机变矩器（动力换档）变速箱 中央传动终传动装置 优点： 变速箱档位少，动力换档轻，简化结构； 发动机功率利用好，防熄火，换档次数少，劳动强度低； 传动系振动小，机械零部件寿命长； 机械可实现零起步，起步平稳。 缺点：（与机械传动系比较）成本相对较高，传动效率较低。 适用范围：中、大型施工机械（推土机、装载机、铲运机）， 高级轿车，重型汽车等。 1-液力

7、变矩器 2-单向离合器 3-行星变速器 4-换档离合器 5-脱桥机构 6-传动轴 ZL50装载机传动系统简图 液力机械式传动系统与机械式传动 系统相比有何优点？ （1）能自动适应外阻力的变化，使机械能在一定范围内 无级地变更其输出轴转矩与转速，当阻力增加时，则 自动降低转速，增加转矩，从而提高机械的平均速度 与生产率； （2）因液力传动的工作介质是液体，所以能吸收并消除 来自内燃机及外部的冲击和振动，从而提高了机械的 寿命； （3）因液力装置自身具有无级调速的特点，故变速器的 档位数可以减少，并且因采用动力换档变速器，减小 了驾驶员的劳动强度，简化了机械的操纵。 （3）液压传动（静液压式和液压

8、机械式） 静液压式：发动机 液压泵 液压马达 轮边减速器 液压机械式：发动机 液压泵 液压马达 减速箱 轮边减速器 优点：无级变速，速度变化范围大，可实现微动； 系统元件少，布置方便，维护和操作简单； 液压系统本身可实现制动。 缺点：液压元件加工精度和密封要求高，国产件的寿命 短，使用维护要求高。 静液式传动系示意图 驱动桥 液压马达 油泵 发动机 液压自动控制装置变速操纵杆 挖掘机的全液压式传动系示意图 1-辅助齿轮泵；2-柱塞泵；3-齿轮箱；4-行走 轮；5-减速器；6-柱塞式液压马达；7-液压泵； 8-分动箱；9-柴油机 （4）电传动 组成：内燃机 发电机 电动机 减速装置 驱动 轮 优

9、点：动力装置与车轮间无刚性联系，易总体布置和 维修； 无级变速，功率利用好； 电动轮通用性好，易组合成多种驱动形式； 可采用电制动，制动器寿命长， 系统易实现自动化，操作方便。 缺点：价高，耗有色金属量大，自重大。 适用于大型、重型作业机械。 传动系主要部件之离合器 一、主离合器 离合器的作用是按工作需要随时将两轴连接或分开 。 按其安装位置的不同，可分为主离合器和分离合器。 主离合器安装在发动机和变速器之间的飞轮壳内， 它是传动系力流的枢纽，其主要用途是临时切断动力， 使变速器能顺利挂档和换档，利用打滑保护传动系统避 免过载。 离合器的分类 根据离合器的工作原理，离合器可分为摩擦式、液力式和

10、 电磁式等几种。广泛使用的是摩擦式离合器。 根据从动摩擦盘片数可分为：单片、双片和多片等。 根据摩擦片的工作条件又可分为：干式和湿式（在油中工 作）。 按照离合器压紧弹簧的数目和布置方式，离合器分为周布 弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧离合器等。 根据根据离合器的驱动方式可分为机械式、动力式和助 力式等三种。 根据离合器自然状态下的结合与分离情况，又可分为经常 结合式离合器和非经常结合式离合器。 摩擦式离合器按主、从动元件接合方式，可分为凸爪 式、齿轮式、盘式等。 1、凸爪离合器 凸爪离合器又称牙嵌式离合器 ,当离合器 啮合时，连接两轴而传递动力；而当离合器分 离时，分开两轴而切断动力。这种离合器

11、大多 用于转速不高且不经常进行离合动作之处，它 用于分离合器。 2、齿轮式离合器 如图，带内齿的齿轮2空套 在轴3上，带外齿的齿轮1通过 导向平键或花键安装轴3上，当 右移齿轮1时，则1、2两齿轮的 内外齿正好啮合，动力从轴4经 齿轮5和2传给齿轮1，使轴3旋 转；当左移齿轮1时，则1、2两 齿轮的内外齿便分开，动力被切 断，轴3停止转动。 通常用于变速器的换档齿 轮上，一般称为啮合套或同步器 。汽车变速箱，换档采用这种同 步器。 上述两种离合器的缺点: 接合动作应在两轴同时不回转或两轴的转速差很小时才能进行，并在接 合时会产生冲击。 3、摩擦式离合器 摩擦式离合器是通过传动件的摩擦力来连接两

12、轴的， 接合动作平稳，同时可以在两轴不停转和不减速的情况下 进行接合或分离动作。 （1）单片式摩擦离合器 1-飞轮；2-曲轴；3-从动盘；4 -摩擦衬片；5-压盘； 6-螺钉；7-离合器盖； 8-压紧弹簧；9-踏板； 10-滑动套；11-从动轴 离合器的组成 主动部分：飞轮、离合器盖、压盘 从动部分：从动盘（带摩擦片）、从动轴 （变速箱输入轴） 压紧机构：压紧弹簧 分离机构；踏板、分离拨叉、分离套筒、 分离轴承、分离杠杆 摩擦式离合器的工作原理 分离过程： 踏板踩下，经 拉杆使分离轴承前 移，因而克服了弹 簧力后移，结果出 现分离状态，动力 被分离。 结合过程： 踏板松掉，在 弹簧作用下，压盘

13、 前移，将从动盘紧 压在飞轮上，结果 出现结合状态 分离状态接合状态 摩擦式离合器的结构 汽车离合器处于经常啮合的状态； 弹簧压紧使主从动件结合，利用摩擦传递动力； 当分离时，踩下踏板，克服弹簧压紧力； 再结合时，松开踏板，弹簧作用：开始时，主从 动件转速不同，离合器处于打滑状态，随着结合 程度的增加，二者转速相等，完全结合； 离合器传递的最大转矩取决于摩擦面间的最大静 摩擦力矩（对一定的离合器是一定值，输入转矩 超过此值，离合器即打滑，从而防止了超载）； 影响离合器最大转矩的因素：压紧力、摩擦系数 、摩擦面数目、摩擦面尺寸。 摩擦离合器的工作特点 主动部分 飞轮、压盘，传 动片 从动部分 从

14、动盘 压紧机构 16个螺旋弹簧 传力路线： （1）飞轮、摩擦 片、从动片； （2）飞轮、8个螺 钉、离合器盖、 四组传动片、压 盘、摩擦片、从 动片 操纵机构 踏板、分离叉、分 离轴承、分离杠杆 内端、外端、压盘 后移 离合器的调整 离合器的间隙 正常结合时，分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，在分离轴承与分离杠杆 内端应留有的一定量的间隙（3-4mm）。 离合器踏板的自由行程 从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程是自由行程（30-40mm ）。 离合器踏板的工作行程 消除自由间隙后，继续踩下离合器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行程是 工作行程。 间隙的调整 离合器在使用

15、过程中，从动盘会因磨损而变薄，使自由间隙 变小，最终会影响离合器的正常接合，所以离合器使用过一段时 间后需要调整。 离合器调整的目的是保证合适的自由间隙；离合器调整的部 位和方法依具体车型而定（如拧动分离拉杆上的调整螺母，以改 变拉杆的有效长度）。 jxtz （2）双片式摩擦离合器 结构特点：主动部 分增加了一个中间 压盘；从动部分采 用两个从动盘。 性能特点：可传递 较大的扭矩；难于 彻底分离；结构复 杂、散热差。 双 片 弹 簧 离 合 器 特点：双压盘、双从动盘，限位螺钉 （2）多片式摩擦离合器 多片式摩擦离合器由数量较多的摩擦盘组成，由于摩擦面较多，故传递的扭 矩较大。履带式推土机上常

16、用作转向离合器。 1-主动盘；2-压紧弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-弹簧杆；6-螺帽；7-主动鼓；8-从动 鼓；9-从动盘；10-松放圈；11-接盘；12-短半轴；13-分离轴承；14-轴承座；15 -销子；16-压盘 膜片弹簧式离合器 工作原理： 根据摩擦原理，通过薄弹簧钢板制成的带有锥度的膜片式压紧弹 簧将与变速器连接的从动盘和与发动机连接的主动盘压紧在一起，从 而以摩擦的形式传递发动机的转矩。 优点： 膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使得离合器结 构大为简化质量减小，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。 膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的 接触良好，磨损均匀。 膜片弹簧具有非线性的弹性，所以在从动盘磨损后，仍能可靠 地传递发动机的转矩，而不产生滑磨。此外，在使离合器分离时，还 能使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。 膜片弹簧是一种