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1、 2014 届毕业设计说明书 推土机设计（转向离合器设计） 院 部： 机械工程学院 学生姓名： 付静 指导教师： 陈丰峰 职称 副教授 崔晓东 职称 工程师 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机本1004班 完成时间： 2014年5月20日 摘 要 推土机是一种多用途的自行式施工机械，能单独完成挖土、运土和卸土工作，具有操作灵活、转动方便、所需工作面小、行驶速度快等特点。其主要适用于一至三类土的浅挖短运，如场地清理或平整，开挖深度不大的基坑以及回填，推筑高度不大的路基等。 由于履带推土机具有良好的越野性能及牵引性能，所以，近几十年来推土机的发展一直保持着重要的生产地位，技术性能得到不
2、断的改善。随着我们科学技术的发展以及同国外技术交流的不断扩大，推土机新产品的设计、研制水平也在不断提高。研制推土机新产品，设计师第一道工序就是它的总体设计，而总体设计又关系到推土机设计成败的关键。而另一项对推土机总体性能起决定性作用的装置就是转向离合器，履带推土机的应用之所以比轮式的更广泛，就是因为它的行走装置能适应更多的、更恶劣的工作环境，然而履带推土机的行走装置又必须通过转向离合器来控制，所以，设计转向离合器也是非常重要的一步。关键词：履带推土机；液力机械传动；转向离合器ABSTRACT Caterpillar bulldozers have a wide range of applica
3、 tions , which is one of thebasic equipment of earth moving machines. It can shovel, transport , dump soil,backfill, clea n up and formate the construction site, eradicate the roots and any otherworks independently, and so on. Bulldozers are not only widely used in civilengineering, also it has been
4、 fully used in transportation, water conservancy, mining,agriculture, forestry, and defense projects.As our science and technology development and technology excha nge withforeign countries , the design of new bulldozers and the level of development is risingall the time .For the designers ,the firs
5、t step of the development of new bulldozers is theovera ll design, which is related to the key to success of the bulldozers design. Anotherelement is the design of the steering clutch which pla ys a decisive role in the overa lldesign of bulldoze s.The caterpillar bulldozers can be more extensive th
6、a n the wheel,because its running device which it can be adapted to more and more poor workingconditions, and the running device of crawler bulldozers must be turned to control thesteering clutch, so the design of the steering clutch design is also an important step.Key words: caterpillar bulldozer;
7、 hydraulic machine transmission system; steering clutch 目 录1 绪 论11.1 推土机概述11.2 推土机国内外发展概况12方案设计42.1全液压推土机底盘系统的组成42.1.1摆轴式台车架42.1.2 工作装置操纵42.1.3行驶操纵及停车制动系统52.1.4 传动系统52.1.5悬架62.1.6 行走装置62.2发动机的选择63 液压马达的设计计算83.1液压马达的分类83.2液压马达特性83.3液压马达的选择94 行走液压泵设计计算114.1液压泵的分类114.2行走液压泵的选择125 转向离合器设计135.1 履带式车辆的转向原
8、理135.2 转向离合器的工作原理145.3 转向离合器的操纵机构145.4 基本尺寸参数选择155.5 压缩弹簧的设计175.5.1 几何参数计算175.5.2 特性曲线196 结论21参考文献22致 谢231 绪 论1.1 推土机概述 推土机是一种多用途的自行式施工机械，能单独完成挖土、运土和卸土工作，具有操作灵活、转动方便、所需工作面小、行驶速度快等特点。其主要适用于一至三类土的浅挖短运，如场地清理或平整，开挖深度不大的基坑以及回填，推筑高度不大的路基等。与轮胎式推土机相比，履带式推土机具有附着性能好，牵引力大，更能适应恶劣的工作环境，具有优越的作业功能，所以是重点发展的机种，它可以用于
9、铲土，运土，卸土，回填，清理施工现场，平整场地等多种作业。推土机不但在土方施工中应用广泛，它在交通，水利，采矿，农林以及国防工程中也被充分的使用。20 世纪8 0 年代液压传动作为大功率的牵引传动还很不完善, 随着时间的推移, 在世界范围内新技术革命对传统机械工业的改造与渗透日益加强, 使得液压技术得到了迅速发展。在工程机械行业内,大量不以牵引功能而以恒速调节为主要功能的路面与压实机械几乎全面采用了液压传动和液压控制技术, 同时对于以牵引功能为主的铲土运输机械, 传统的液力机械传动出现了被液压传动取代的趋势, 特别是功率在2 0 0 kw 以下的中小型铲土运输机械, 电液控制技术应用及智能控制
10、研究已取得了一定成就。1.2 推土机国内外发展概况20世90年代末, 小松首次在D155AX一3型推土机上使用HMT 液压机械传动系统, 它由机械传动、液压传动、动力合成3 部分组成。发动机输出动力由分动箱分成两路, 一路为机械力, 通过离合器直接传给行星架; 另一路为液压动力, 通过液压传动传给太阳轮, 然后动力经差动轮合成后由齿圈输出, 可实现在l挡工作时采用液压传动, 使推土机原地启动平稳, 发动机性能好, 在其他挡工作时,由于机械和液压传动相结合, 可实现在很大转速范围内无级变速, 电子控制系统由信号输入传感器、电子控制器和执行元件3 部分组成, 结合元件换挡控制, 可实现发动机恒速控
11、制。HMT系统适宜大率推土机采用。 图1 全液压推土机 国内有鞍山第一工程机械股份有限公司技术中心正在从事全液压推土机电液控制系统和全液压大功率推土机研制工作,它是国内最早生产、研发全液压推土机的工程机械制造商, 1 9 9 6 年与德国利勃海尔公司合作开发全液压推土机, 并引进了3 个系列多种规格的利勃海尔推土机制造技术, 分别推出了PR751、PR742、PR732型全液压推土机样机, 而且国产化率可以达到8 0 % ; 河北宣化工程机械股份有限公司也研究了静液压传动技术在履带推土机上的应用; 黄河工程机械集团技术中心也正在从事静液压传动技术研究与应用;三一重工先后研制开发出T O 1 6
12、 O、T Q 2 3 0、TS Q I6 0 、T Q 2 3 0 H 型全液压推土机, 其中丁Q 2 3 0 H 型高性能全液压推土机顺利通过国家工程机械质量监督检验中心的型式试验鉴定, 其牵引效率、工作效率、油耗、噪声等性能指标明显优于国内品牌的液力机械式推土机。 三一重工股份概述推出了TQ160A、TQ190、TQ230H全液压推土机，是我国推土机行业产品的技术水平提高了一个档次。图为三一TQ230型推土机。 图2 TQ230H静液压驱动履带式推土机国内的推土机生产厂家、工程机械科研部门和高等院校近年来对推土机技术的发展也做出了突出贡献。如天津工程机械研究所和上海彭浦机器厂联合开发研制的
13、上海410型履带式推土机是我国目前自行研制开发的最大功率推土机，发动机功率达到306KW。在研制过程中成功解决了大功率推土机传动系统的匹配，大功率变矩器的设计，重型结构件的焊接，低速大扭矩行星终传动齿轮、三角锥形花键的选材、加工、热处理等关键技术。 2方案设计2.1全液压推土机底盘系统的组成2.1.1摆轴式台车架如图所示，台车架采用摆轴式结构，它与平衡梁通过专用铰接机构相连，充分满足推土机工作中对台车架的摆动要求；与机架之间通过相互独立的枢轴固定，枢轴为可拆卸式结构，整机大部分重量通过枢轴直接传递给机架，大大减轻了推土机在工作时传动系统所受到的冲击力，延长了传动系统的使用寿命；摆轴结构省去传统
14、结构台车架的斜支撑，简化了结构、改善了加工工艺性、降低了生产成本、提高了刚性；由于终传动与台车架分开，可以在不拆卸台车架的情况下直接维修终传动，便于维修保养。 图3 台车架采用摆轴式结构2.1.2 工作装置操纵 工作装置操纵采用先导控制系统，铲刀所有动作：提升、下降、左右倾斜及浮动，通过一个手柄完成，操纵非常省力，轻便灵敏，准确可靠。图所示为推土铲操纵手柄。同时，该机所配松土器也采用了先导液压控制系统。2.1.3行驶操纵及停车制动系统 图4 控制手柄行驶操纵采用液压比例伺服控制系统，该系统由专用的先导齿轮泵供油，把前进、后退、左右转向及静液压驱动特有的原地转向性能集中于一个手柄，同时该手柄还集成了行车喇叭、快慢挡切换及倒车报警等，从而大大简化
