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1、第一章 施工机械基础施工机械从动力装置（也称发动机）得到原动力，通过中间设备（或零部件）把动力传给工作装置、行走装置、操纵机构和控制装置等。这些用来把动力传递到需要动力处的中间设备通常叫做传动机构或传动系统。传动机构的作用除传递动力外，还能改变施工机械的行驶速度、牵引力、运动方向和运动形式等。现代施工机械上常用传动机构的类型主要有：机械传动、液压传动、液力传动和电力传动四种。第一节 机械传动机械传动机构在施工机械中应用最广泛，它的基本形式有两种：一种是零件直接接触的传动，如齿轮、蜗轮、摩擦轮和摩擦盘传动；另一种是通过挠性件的间接传动，如皮带、链条等的传动。这两类传动按传动件相互作用的方式不同，
2、可分为摩擦传动和啮合传动。摩擦传动是利用传动件之间所产生的摩擦力来传递动力的。工程机械常用的摩擦传动有摩擦轮传动和皮带传动。啮合传动是依靠传动件的刚性啮合来传递转矩的。它一般可分为直接啮合的齿轮传动和通过挠性件间接啮合的链传动两种形式。一、带传动 带传动是利用绕跨并张紧在主动轮和从动轮（主、从带轮）上的传动带，借助带和轮之间的摩擦或啮合（齿形带）来传递运动和扭矩的，如图1-1-1所示。带传动具有传动平稳、构造简单、造价低廉、不需润滑和能缓冲吸振等优点，故在施工机械中广泛应用。根据传动原理不同，带传动可分为摩擦传动和啮合传动两大类。摩擦传动是依靠传动带和带轮之间的摩擦力传递运动和动力，传动带具有
3、弹性，可缓冲、吸振，噪声小，结构简单、传动平稳、过载可打滑，但传动比不准确；啮合传动指同步带传动，它靠同步带表面的齿和同步带轮的齿槽的啮合来传递运动，它综合了带和齿轮传动的优点，可以保证传动同步，己经得到了广泛的应用，如图1-1-2d)所示。图1-1-1 带传动1-主动轮；2-从动轮；3-挠性带图1-1-2 带传动的类型a)平行带传动；b）三角带传动；c）圆形带传动；d）同步齿形带传动二、链传动 链传动是具有中间挠性件的啮合传动，利用主、从两个链轮及套于其上的封闭式链条通过链条与轮齿相啮合进行传动的，兼有齿轮传动与带传动的一些特点，用于两轴较远地平行布置且又要求有精确传动比的传动机构上，两轴的
4、旋转方向相同。链传动由两个链轮1、2和一根链条3所组成，如图1-1-3所示。图1-1-3 链传动1-小链轮；2-大链轮；3-链条 链传动具有结构简单、传动功率大、效率高、传动比准确、环境适应性强、耐用和维修保养容易等优点。链传动按照工作性质分：链条有起重链、牵引链和传动链三种类型。起重链是由许多椭圆形圆环相互套连起来的，用来悬挂和提升重物。牵引链用来牵引重物，多用于输送机和升降机上。传动链用于驱动装置上。 传动链所用的链条有滚子链、齿形链和钢制工程链3种类型，如图1-1-4所示。 链传动的基本参数是链节的节距，它是相邻套筒或滚子轴心线之间的距离。此节距应与链轮上的轮齿周节（圆周上的节距）相等。
5、但在工作中由于链条各个关节处的磨损，会使链条拉长，其节距就会大于链轮轮齿的周节，使得链传动产生传动不均匀现象。链节磨损越大，链条拉伸越长，传动就越不均匀。因此，要经常保养。另外，链传动对动载荷很敏感，不宜用于周期性的间歇或反向传动。这是因为链条的节距不可能与链轮齿的周节完全一致，而有啮合间隙，便其工作时会伴随有较大冲击载荷，导致链传动机构使用寿命下降。图1-1-4 链条的结构a)滚子链；b）齿形链；c）钢制工程链三、齿轮传动 齿轮传动由主动齿轮和被动齿轮组成，利用齿轮之间的啮合来传递运动和动力，是各类机械传动中应用最广泛的一种。与其他机械传动相比较，具有传动比准确，工作可靠，传动平稳，结构紧凑
6、，传递功率和圆周速度范围大，传动效率高，使用寿命长等优点。因此，齿轮传动也是施工机械传动机构中应用最为广泛的一种传动形式。 齿轮传动的类型很多，按照一对齿轮轴线的相互位置以及齿形可按表1-1-1和图1-1-5所示分类。齿轮传动的类型 表1-1-1 两轴线平行齿轮传动（圆柱齿轮）直齿传动外啮合 图1-1-5a)内啮合 图1-1-5b)齿轮齿条 图1-1-5c)两轴线不平行齿轮传动圆锥齿轮传动（两轴线相交）直齿 图1-1-5f)斜齿曲齿 图1-1-5g)斜齿传动外啮合 图1-1-5e)内啮合齿轮齿条两轴线交错的齿轮传动螺旋齿轮 图1-1-5h)蜗杆传动 图1-1-5i)双曲线齿轮人字齿传动 图1-
7、1-5d)图1-1-5 齿轮传动的类型a）外啮合；b）内啮合；c）齿轮齿条；d）人字形传动；e）外啮合；f）直齿；g）曲齿；h)螺旋齿轮；i）蜗杆传动四、蜗杆传动 蜗杆传动用以传递空间交错的两轴之间的动力和运动。通常采用的轴交角为90，多数作为减速传动，蜗杆和蜗轮的螺旋方向一般取为右螺旋，如图1-1-6所示。 蜗杆上的螺旋线可以有1至数根，通常24根用得最多。同一条螺旋线在节圆柱上相邻两点间的轴向距离称为螺旋线的导程。当蜗杆转一周时，可驱使蜗轮转过一个相当的角度，此角度在蜗轮节圆上的弧长等于导程。蜗杆传动可以获得很大的传动比。此外，蜗杆传动结构尺寸小，传动平稳，振动、冲击和噪声均比较小，且具有
8、自锁作用。自锁作用就是在外力作用于蜗轮上不可能反过来驱动蜗杆旋转。这一性能对于起重机构是很重要的。也就等于它能起到自行制动的作用。 蜗杆机构的缺点是传动效率较低以及连续持久工作时易发热。在施工机械中大多用于非长期连续工作而又要求有自锁安全作用的场合，例如起重机的起升机构等。图1-1-6 蜗杆传动1-蜗杆；2-蜗轮五、轮系 由一对齿轮组成的传动机构是齿轮传动的最简单形式。为了增大齿轮传动的传动比，施工机械通常需要在主动轴和从动轮(或动力输入轴与输出轴)之间采用多级齿轮来传递运动。这种由多级齿轮所组成的齿轮传动系统称为轮系，轮系分为定轴轮系和周转轮系两类。当轮系运转时，各齿轮轴线均为固定不动，称为
9、定轴轮系，如图1-1-7所示。图1-1-7 多级齿轮传动系统 当轮系运转时，至少有一轮的几何轴线是绕另一齿轮的几何轴线回转，称为周转轮系，如图1-1-8所示。图1-1-8 周转轮系a）周转轮系结构；b）差动轮系；c）行星轮系；d）定轴轮系1、2、3-齿轮；4-连接杆六、机械传动机构的主要部件1轴轴大多为一根圆截面的实心或空心杆件，它的作用是支承机械中旋转部件并传递转矩。因此，轴是施工机械上重要零件之一。根据轴所受的载荷情况，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种类型。(1)心轴 工作时只承受弯矩而不传递转矩。心轴可以是转动的，如图1-1-9a)所示的转动心轴;也有不转动的，如图1-1-9b)所示的固定
10、心轴。图1-1-9 心轴a）转动心轴；b）固定心轴(2)传动轴 工作时主要传递转矩，不受弯曲作用或所受弯曲很小的轴称为传动轴，如图1-1-10所示汽车变速器与后桥之间传动轴。图1-1-10 传动轴（3）转轴 工作时能同时承受弯矩和传递转矩，如齿轮轴、带轮轴等，如图1-1-11所示。按轴的几何形状不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴。曲轴应用于回转运动和往复直线运动互相转换的机构，如内燃机、冲床和钢筋切断机等机械。挠性轴具有良好的挠曲性，用于混凝土振捣器、下水管道疏通器等传动。图1-1-11 转轴2轴承轴承是支承轴的零件，承受来自轴上的全部作用力。根据轴承工作面的摩擦性质不同，轴承可分为滑动轴承和滚
11、动轴承。（1）滑动轴承 滑动轴承与轴颈成面接触，工作时二者产生滑动摩擦。滑动轴承工作平稳可靠、无噪声，能承受较大的冲击载荷。它主要用于高精度或重载、受冲击载荷等轴颈的支承上。滑动轴承有整体式和剖分式两种，见图1-1-12所示。a） b）图1-1-12 滑动轴承a）整体式向心滑动轴承；b）剖分式滑动轴承图1-1-13 滚动轴承1-外圈；2-内圈；3-滚动体；4-保持架（2）滚动轴承 滚动轴承是一种常用的标准件，见图1-1-13所示。它与滑动轴承相比较，具有阻力小、效率高、径向尺寸大、轴向尺寸小、拆装及润滑方便等特点。3联轴器与离合器联轴器是用来将两轴端头连接起来并传递转矩的，用于永久连接者称为联
12、轴器，用于随时可以连接和分离者称为离合器。3.1 联轴器联轴器有凸缘联轴器、弹性柱销联轴器和万向联轴器等。（1）凸缘联轴器凸缘联轴器是由两个带凸缘的半联轴器所组成，如图1-1-14所示。两个圆盘分别用键与轴相联接而装在轴端，靠几个螺栓将它们锁紧联成一体。荷载由主动轴通过键、半联轴器和螺栓等传给从动轴。凸缘联轴器一般用于荷载平稳、低速、无冲击振动及对中性要求高的两轴的联接。（2）弹性圆柱销联轴器弹性圆柱销联轴器是一种可移式弹性联轴器，它主要由柱销1、弹性圈2和两个半联轴器3、4等组成，如图1-1-15所示。主动轴的运动通过半联轴器、柱销和弹性圈传递给从动轴。弹性圈的作用是利用其弹性补偿两轴偏斜和
13、位移，而且能够缓冲和吸振。弹性圆柱销联轴器常用于起动频繁，高速运转，经常反向和两轴不便于严格对中的联接。图1-1-14 凸缘联轴器 图1-1-15 弹性圆柱销联轴器图1-1-16 十字轴式万向节1、2-节叉；3-十字轴（3）万向联轴器万向联轴器用来连接在空间斜交成一定角度的两轴，如图1-1-16所示。由两个相同的节叉1、2和一个十字轴3组成。因此，这种联轴器也称为十字轴联轴器。十字轴的4个轴颈通过滚针分别装于两个节叉的轴承孔内，十字轴的中心与两轴线交点重合。因此，当一轴位置固定另一轴可以在任意方向偏斜，万向节即因此得名。万向联轴器多用于施工机械的行走机构的传动中。3.2离合器图1-1-17 牙
14、嵌式离合器1-左半离合器；2-对中环；3-右半离合器；4-拨叉；5-轴离合器的类型很多，根据工作原理不同，主要有啮合式和摩擦式两类。啮合式是利用牙齿的啮合传递转矩，摩擦式是依靠工作面的摩擦来传递转矩。（1）牙嵌式离合器如图1-1-17所示，它由在两个结合端面上具有凸牙的半离合器组成。其中半离合器1固定在主动轴的末端，半离合器3和从动轴采用导向平键联接，可以轴向移动。操纵杆的拨叉4卡人半离合器3的环槽内，控制结合或分离。为使两轴对中，在主动轴的半离合器1内装有对中环2，从动端可以在对中环中自由转动。牙嵌式离合器结构简单，外廓尺寸较小。工作时无滑动，能传递较大转矩， 应用比较广泛。主要缺点是只能在
15、低速或不运转的时候接合。（2）摩擦式离合器图1-1-18 单圆盘式摩擦离合器1-主动轴；2-从动轴；3、4-圆盘；5-滑环摩擦式离合器分为单圆盘式、多片式和圆锥式三种。a）单圆盘式摩擦离合器单圆盘式摩擦离合器如图1-1-18所示，圆盘3固定在主动轴1上，圆盘4装在从动轴2上，滑环5操纵圆盘4轴向移动，以实现两盘结合或分离。轴向压力Q使两圆盘的工作面产生摩擦力。b）多片式摩擦离合器图1-1-19 多片式摩擦离合器1-外壳；2-外摩擦片；3-内摩擦片；4-调节螺母；5-弹簧；6-杠杆；7-滑环；8-套筒多片式摩擦离合器如图1-1-19所示，有两组摩擦片，一组外片和一组内片。外壳1上开有槽与一组外摩擦片2外圆上的凸齿形成花键式联接，套筒8的花键齿与另一组内摩擦片3的花键孔形成花键联接。内、外摩擦片交错排列，外壳1与主动
