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1、第八章第八章 履带式工程机械驱动桥履带式工程机械驱动桥（二）（二）回顾:常规履带式工程机械驱动桥驱动轮最终传动转向离合器中央传动制动器一、动力差速式转向装置p实例例1：卡特彼勒：卡特彼勒推土机推土机基本构成：基本构成：1.1.行星排行星排32.2.转向液向液压马达达1（一（一（一（一）结构）结构）结构）结构 动力差速式转向装置替代多片湿式摩擦离合器的接合分离，实现转向左行星排左行星排中行中行星排星排右行右行星排星排转向马达转向马达中央传动中央传动主动齿轮主动齿轮左制动器左制动器右最终右最终传动传动右制动器右制动器左最终左最终传动传动半轴半轴驱动链轮驱动链轮一级行星轮一级行星轮二级行二级行星轮星
2、轮p实例例2：小松推土机：小松推土机转向马达左行星排右行星排中央传动主动齿轮推土机概述推土机是推土机是铲土运土运输机械机械类产品中的主要机种，广泛品中的主要机种，广泛应用用于于矿山、水利、建筑、筑路、采煤、港口、山、水利、建筑、筑路、采煤、港口、农林及国防林及国防工程等工程等领域，可完成开挖、堆域，可完成开挖、堆积、回填、平整及、回填、平整及压实等等作作业，是短距离运，是短距离运输的理想的理想设备。按功率大小按功率大小，可以分，可以分为小型（小型（37kW以下）以下）中型（中型（37250kW）大型大型（250kW以上）以上）按走行方式：按走行方式：履履带式和式和轮胎式胎式按按传动方式方式：机
3、械式、液力机械式、全液：机械式、液力机械式、全液压式和式和电气气传动提升油缸提升油缸推土板推土板刀片刀片顶推梁顶推梁斜撑杆（拉杆）斜撑杆（拉杆）松土器松土器推土机工作装置的构造推土机的工作装置：推土机的工作装置：推土板、刀片、推土板、刀片、顶推梁、斜撑杆推梁、斜撑杆和和提升提升油缸油缸，松土器松土器（大、中型推土机装（大、中型推土机装备）顶推梁推梁的后端的后端铰接在底接在底盘的台的台车架上，架上，推土板推土板在在提升油缸提升油缸作作用下可用下可绕其其铰接支点提升或下降。推土板、接支点提升或下降。推土板、顶推梁、斜撑杆推梁、斜撑杆和中央拉杆等和中央拉杆等组成一个成一个刚性构架，以承受推土作性构架
4、，以承受推土作业的的负载。p动力由中央力由中央传动进入中行星排入中行星排4后后,分分为两路：两路：（二）（二）（二）（二）动力传递动力传递动力传递动力传递左左履履带带：从从左左行行星星排排进进入入左左最最终终传传动动驱动左侧履带行走；驱动左侧履带行走；右右履履带带：从从右右行行星星排排进进入入右右最最终终传传动动驱动右侧履带行走。驱动右侧履带行走。左行星排左行星排中行中行星排星排右行右行星排星排转向马达转向马达中央传动中央传动主动齿轮主动齿轮左制动器左制动器右最终右最终传动传动右制动器右制动器左最终左最终传动传动（三）（三）（三）（三）工作原理工作原理工作原理工作原理p 各行星排各行星排转速方
5、程式：速方程式：p 关系式关系式p 由方程由方程组可得：可得：p1.直直线行行驶条件条件转向转向马达不转动时机器直马达不转动时机器直线线行驶行驶即即：nm=0时，时，nL=nR机器机器直线行驶条件直线行驶条件：k k1 1= =k k3 3p2.转向向对称条件称条件转向转向马达转动时，一边履带速度增加量与另一边履带马达转动时，一边履带速度增加量与另一边履带速度减少量相等；当机器停止时，机器能原地速度减少量相等；当机器停止时，机器能原地转向转向即即：n0=0时时,nL=-nR机器机器转向对称条件：转向对称条件：k k2 2= =k k3 3 +1+1p3.机器机器转向向时两两侧履履带平均速度平均
6、速度机器转向时的平均速度仅与机器转向时的平均速度仅与中央传动速度中央传动速度n0有关，有关，而与转向马达的速度而与转向马达的速度nm无关。无关。123zt302430zx233023zq758475k2.53.52.5p4.实例例（CaterpillarD8推土机）推土机）齿数齿数行星排行星排（四）总结（四）总结（四）总结（四）总结p动力差速式力差速式转向装置的特点向装置的特点1.1.每次每次转向向时，皆以全功率、比，皆以全功率、比较高的速度将高的速度将连续的的动力力传向向左右履左右履带；2.2.使一使一侧履履带增速，另一增速，另一侧履履带相相应减速，减速，实现转向；向；3.3.使每使每侧履履
7、带不失不失动力地平力地平稳、精确地、精确地单手柄操手柄操纵，带负载时可提高可提高转弯速度弯速度50%；4.4.减少减少单侧履履带传动转向向时，可能，可能发生的打滑生的打滑现象。象。p优点点：1.1.由于液由于液压马达达转速的无速的无级控制与双向控制与双向传动，可，可对左右履左右履带速速差差进行无行无级精确控制，改善作精确控制，改善作业性能；性能；2.2.转向向时两两侧履履带始始终传力，可以不降低平均力，可以不降低平均车速。速。（四）总结（四）总结（四）总结（四）总结独立式转向装置(常规)动力差速式转向装置p单流传动系统：单流传动系统：变速机构和转向机变速机构和转向机构构串联串联，发动机动力经变
8、速机构后，发动机动力经变速机构后进入转向机构进入转向机构p双流传动系统：双流传动系统：变速机构和转向机变速机构和转向机构构并联并联，发动机动力经分流机构分，发动机动力经分流机构分流为流为转向功率流转向功率流和和直驶功率流直驶功率流，经，经转向机构和变速机构后汇流传递入转向机构和变速机构后汇流传递入驱动轮驱动轮二二 高高驱驱动动式式驱驱动动桥桥概概述述卡特大型履带式推土机卡特大型履带式推土机D8R发动机液力变矩器分动箱转向液压泵转向操纵阀转向液压马达制动器变速箱右驱动链轮左驱动链轮最终传动传动系系统示示意意图动力差速转向装置中央传动1.1.动力传递动力传递动力传递动力传递（1 1）中央传动）中央
9、传动）中央传动）中央传动差速转向和制动器差速转向和制动器差速转向和制动器差速转向和制动器组组组组左最终传动左最终传动左最终传动左最终传动33左驱动链轮左驱动链轮左驱动链轮左驱动链轮（2 2）中央传动）中央传动）中央传动）中央传动行星减速器与行星减速器与行星减速器与行星减速器与制动器制动器制动器制动器右最终右最终右最终右最终传动传动传动传动88右驱动链轮右驱动链轮右驱动链轮右驱动链轮2.2.特点特点特点特点（1）驱动链轮与中央传动在一条直线上，位置较高，）驱动链轮与中央传动在一条直线上，位置较高，故称为故称为高驱动式驱动桥高驱动式驱动桥高驱动式驱动桥高驱动式驱动桥。（2）结构复杂，制造难度大，成
10、本高；传动部件模块）结构复杂，制造难度大，成本高；传动部件模块化装配，许多较大的构件可以在施工现场更换，易于化装配，许多较大的构件可以在施工现场更换，易于拆装及维修。拆装及维修。（3）驱动链轮高置，履带呈三角形布置，驱动链轮脱）驱动链轮高置，履带呈三角形布置，驱动链轮脱离行走架，完全消除了地面直接传递到驱动链轮的垂直离行走架，完全消除了地面直接传递到驱动链轮的垂直载荷。载荷。（4）制动器以）制动器以湿式多片常制动离合器湿式多片常制动离合器湿式多片常制动离合器湿式多片常制动离合器代替带式制动，代替带式制动，减少了制动能耗，提高了行走及作业安全性。减少了制动能耗，提高了行走及作业安全性。（5）机器
11、转向时可走出一条光滑的轨迹，其平均速度）机器转向时可走出一条光滑的轨迹，其平均速度与直行时相同，且转向时两侧履带的驱动力能保证，生与直行时相同，且转向时两侧履带的驱动力能保证，生产率得到提高。产率得到提高。发动机液力变矩器分动箱转向液压泵转向操纵阀转向液压马达动力差速转向装置制动器变速箱右驱动链轮左驱动链轮最终传动传动系系统示示意意图中央传动液力机械液力机械变矩器变矩器变速箱变速箱最终传动最终传动最终传动最终传动制动器制动器中央传动中央传动制动器制动器转向转向马达马达（一（一（一（一）液力变矩器）液力变矩器）液力变矩器）液力变矩器1.1.1.1.齿圈齿圈齿圈齿圈 2.2.2.2.飞轮飞轮飞轮飞
12、轮 3.3.3.3.太阳轮太阳轮太阳轮太阳轮 4.4.4.4.行星轮行星轮行星轮行星轮 5.5.5.5.涡轮涡轮涡轮涡轮 6.6.6.6.泵轮泵轮泵轮泵轮 7.7.7.7.输出轴输出轴输出轴输出轴pp外功率分流外功率分流外功率分流外功率分流液力机械变矩器液力机械变矩器液力机械变矩器液力机械变矩器pp单级单相液力变矩器单级单相液力变矩器单级单相液力变矩器单级单相液力变矩器和和和和单行星排单行星排单行星排单行星排（一（一（一（一）液力变矩器）液力变矩器）液力变矩器）液力变矩器pp动力传递路线：动力传递路线：动力传递路线：动力传递路线：第一路，飞轮第一路，飞轮第一路，飞轮第一路，飞轮齿圈齿圈齿圈齿圈
13、泵轮泵轮泵轮泵轮涡轮涡轮涡轮涡轮齿圈齿圈齿圈齿圈( ( ( (行星排行星排行星排行星排) ) ) )；第二路：飞轮第二路：飞轮第二路：飞轮第二路：飞轮太阳轮，太阳轮，太阳轮，太阳轮，二者合流至行星架将动力传到从动轴二者合流至行星架将动力传到从动轴二者合流至行星架将动力传到从动轴二者合流至行星架将动力传到从动轴p分析分析分析分析1. 1.关系式关系式关系式关系式2. 2.工况工况工况工况1 1：无负荷：无负荷：无负荷：无负荷 发动机运转，输出轴发动机运转，输出轴发动机运转，输出轴发动机运转，输出轴/ /行星架无旋转阻力，行星架无旋转阻力，行星架无旋转阻力，行星架无旋转阻力，因此，因此，因此，因此
14、，n泵轮= n涡轮； 输入轴输入轴输入轴输入轴、泵轮、太阳轮、齿圈、涡轮、行星架、输出轴以、泵轮、太阳轮、齿圈、涡轮、行星架、输出轴以相同速度相同速度转动。转动。3. 3.工况工况工况工况2 2：有负荷：有负荷：有负荷：有负荷输出轴输出轴/ /行星架行星架受到阻力而受到阻力而转速下降转速下降，太阳轮和泵轮依然以发动机，太阳轮和泵轮依然以发动机的转速旋转，保持不变；齿圈的转速降低，的转速旋转，保持不变；齿圈的转速降低，涡轮的转速随之降低，涡轮的转速随之降低，使泵轮与涡轮的使泵轮与涡轮的转速差增大转速差增大，泵轮转矩增大，涡轮转矩也同步增大，泵轮转矩增大，涡轮转矩也同步增大，增大的转矩通过齿圈和行
15、星轮被传递到输出轴上。增大的转矩通过齿圈和行星轮被传递到输出轴上。n太阳太阳轮 +kn齿圈圈 -(1+k)n行星架行星架 =0n输入入轴 =n太阳太阳轮= n泵轮n齿圈圈 = n涡轮涡轮涡轮泵轮泵轮导轮导轮输入轴输入轴输出轴输出轴p分析分析分析分析1. 1.关系式关系式关系式关系式2. 2.工况工况工况工况1 1：无负荷：无负荷：无负荷：无负荷 发动机运转，输出轴发动机运转，输出轴发动机运转，输出轴发动机运转，输出轴/ /行星架无旋转阻力，行星架无旋转阻力，行星架无旋转阻力，行星架无旋转阻力，因此，因此，因此，因此，n泵轮= n涡轮； 输入轴输入轴输入轴输入轴、泵轮、太阳轮、齿圈、涡轮、行星架
16、、输出轴以、泵轮、太阳轮、齿圈、涡轮、行星架、输出轴以相同速度相同速度转动。转动。3. 3.工况工况工况工况2 2：有负荷：有负荷：有负荷：有负荷随着推土机负荷不断增大，输出轴随着推土机负荷不断增大，输出轴/ /行星架阻力相应增大，行星架阻力相应增大，转速继转速继续降低续降低。当负荷增大到一定程度时，当负荷增大到一定程度时，输出轴输出轴/ /行星架的转动停止，行行星架的转动停止，行星轮的自转速度达到最大，齿圈与涡轮会停止转动（或出现反向缓星轮的自转速度达到最大，齿圈与涡轮会停止转动（或出现反向缓转），此时液力变矩器和行星排放大的转矩也处于转），此时液力变矩器和行星排放大的转矩也处于最大值最大值
17、。 n太阳太阳轮 +kn齿圈圈 -(1+k)n行星架行星架 =0n输入入轴 =n太阳太阳轮= n泵轮n齿圈圈 = n涡轮涡轮涡轮泵轮泵轮导轮导轮输入轴输入轴输出轴输出轴（二二二二）自自自自动动动动变变变变速速速速箱箱箱箱RF输入输入/ /液力液力变矩器输出变矩器输出p 三三进进三三退退行行星星式式动动力力换换挡挡变变速速箱箱p 五五个个操操纵纵元元件件实实现现进进退退六六个个档档位位变速箱输出变速箱输出（三）动力差速式转向装置（三）动力差速式转向装置（三）动力差速式转向装置（三）动力差速式转向装置中央传动锥齿轮转向液压马达左驱动链轮右驱动链轮三三 浮浮动动密密封封浮动油封驱动轮轮毂浮动油封p
18、实例：最终传动实例：最终传动（一（一（一（一）概述）概述）概述）概述p旋转密封装置旋转密封装置p优优点点：结结构构简简单单、安安装装方方便便、技技术术含含量量高高、密密封封性性能能好好、使用寿命长使用寿命长动环O形密封圈定环轮毂迷宫式密封（二）组成（二）组成（二）组成（二）组成密封端面p浮封环浮封环（马鞍形金（马鞍形金属环）属环）p浮封座浮封座pO O形密封圈形密封圈转轴箱体油封盖O形密封圈浮封环密封端面复习思考题：复习思考题：1.试述履带式工程机械驱动桥的类型及其特点。试述履带式工程机械驱动桥的类型及其特点。2.履带式机械的转向离合器有何类型？各有何应用？履带式机械的转向离合器有何类型？各有何应用？3.履带式机械的转向制动器有何类型？各有何特点？履带式机械的转向制动器有何类型？各有何特点？4.试述动力差速式转向装置的工作原理。试述动力差速式转向装置的工作原理。5.履带式工程机械常用的最终传动有什么类型？履带式工程机械常用的最终传动有什么类型？
