推土機(jī)轉(zhuǎn)向離合器

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1、工程機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書推土機(jī)轉(zhuǎn)向離合器的設(shè)計(jì)長(zhǎng)沙學(xué)院目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒論11.1 推土機(jī)介紹.11.1.1 推土機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介11.2 推土機(jī)發(fā)展趨勢(shì)2第2章 推土機(jī)總體設(shè)計(jì).42.1 總體設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求.42.2 總體參數(shù)選擇.42.2.1 推土機(jī)的使用重量.52.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率.52.2.3 工作裝置.52.2.4 傳動(dòng)系.62.2.5 行走裝置.62.2.6 懸架.62.2.7 推土機(jī)的最大牽引力Pmax.62.2.8 推土機(jī)的檔數(shù)與車速.72.2.9 履帶接地長(zhǎng)度L和履帶板寬度B82.2.10推土機(jī)的軌距B和離地間隙h.92.3 推土機(jī)的鏟土阻力計(jì)算.

2、92.3.1 切線切削阻力PQ的計(jì)算102.3.2 鏟刀前積土的推移阻力Pt的計(jì)算.102.3.3 鏟刀刃與土的摩擦阻力Pm1的計(jì)算.112.3.4 土屑沿鏟刀上升時(shí)的摩擦阻力的水平分力Pm2的計(jì)算.112.3.5 離地間隙、駛?cè)虢呛碗x去角.122.3.6 推土鏟提升高度及切削深度.122.3.7 推土鏟升降速度.132.3.8比推力及比壓入力.132.4 履帶推土機(jī)總體布置.142.4.1 重心布置的原則.152.4.2 推土機(jī)重心坐標(biāo)的確定.152.5 推土機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算.162.5.1 推土機(jī)切土作業(yè)的穩(wěn)定性.172.5.2 推土機(jī)坡道運(yùn)行的穩(wěn)定性.19第3章 轉(zhuǎn)向離合器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)223

3、.1 轉(zhuǎn)向離合器系統(tǒng)設(shè)計(jì).223.2 轉(zhuǎn)向離合器的原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).233.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).243.3.1 設(shè)計(jì)原始參數(shù).243.3.2 轉(zhuǎn)向離合器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)與校核.25第 4 章 轉(zhuǎn)向離合器液壓系統(tǒng)324.1 液壓操縱的分類與要求.324.2 D80、D85A-18推土機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng).324.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).34附 錄錯(cuò)誤！未定義書簽。致 謝38IV第1章 緒論1.1 推土機(jī)介紹推土機(jī)是目前世界上用途最廣泛的土石方作業(yè)機(jī)械之一，在大型礦山、煤田、建筑、道路、機(jī)場(chǎng)、市政、農(nóng)田水利等建筑工程的機(jī)械化施工中發(fā)揮著重要作用。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，綜合國力的增強(qiáng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的增大，對(duì)推

4、土機(jī)的需求量也將增大。推土機(jī)可以按以下幾個(gè)方面進(jìn)行分類：按發(fā)動(dòng)機(jī)的功率分：小型推土機(jī)，中型推土機(jī)，大型推土機(jī)。按行走方式分：履帶式推土機(jī)，輪胎式推土機(jī)。按用途分：普通型推土機(jī)，專用型推土機(jī)。按推土板安裝形式分：固定式鏟刀推土機(jī)，回轉(zhuǎn)式推土機(jī)。按鏟刀操縱方式分：鋼索式，液壓式。按傳動(dòng)方式分：機(jī)械傳動(dòng)式，液力機(jī)械式，全液壓傳動(dòng)式，電傳動(dòng)式。1.1.1 推土機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介推土機(jī)的總體構(gòu)造：主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、主機(jī)架、工作裝置等部分組成。（1） 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是“心臟”部件，其性能的先進(jìn)與否和可靠性的高低直接影響到整機(jī)的性能和壽命。一般選用柴油機(jī)。（2） 液力變矩器液力變矩器不僅能

5、傳遞力矩，而且能在泵輪力矩不變的情況下，隨著渦輪轉(zhuǎn)速的不同，改變渦輪輸出的力矩?cái)?shù)值。（3） 動(dòng)力換檔變速箱液力傳動(dòng)的履帶式推土機(jī)常采用行星動(dòng)力換檔結(jié)構(gòu)，前進(jìn)后退各三擋，以得到不同的擋速。（4） 轉(zhuǎn)向箱轉(zhuǎn)向箱總成包括中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器。中央傳動(dòng)由一對(duì)錐齒輪組成，用以增大扭矩和改變旋轉(zhuǎn)方向。變速箱輸出動(dòng)力的小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，再經(jīng)左右轉(zhuǎn)向離合器，將轉(zhuǎn)矩傳向終傳動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)大彎時(shí)，操作一側(cè)轉(zhuǎn)向離合器即可；轉(zhuǎn)小彎時(shí)，除分離離合器切斷一側(cè)履帶的動(dòng)力外，還要操作該側(cè)的制動(dòng)器使該側(cè)履帶剎住。（5） 終傳動(dòng)終傳動(dòng)用以把最終輸出的力矩經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈輪傳給履帶。由于履帶式推土機(jī)運(yùn)行速度低，傳動(dòng)系統(tǒng)總的減速

6、比大，所以終傳動(dòng)一般采用二級(jí)減速。（6） 行走裝置支承全機(jī)并執(zhí)行行駛?cè)蝿?wù)，包括臺(tái)車架、驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支承輪、托鏈輪及懸掛機(jī)構(gòu)等。（7） 機(jī)架機(jī)架是全機(jī)的骨架，用于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)部件、行走機(jī)構(gòu)與工作裝置等。（8） 工作裝置是指執(zhí)行推土作業(yè)的部分，主要是鏟刀。 1.2 推土機(jī)發(fā)展趨勢(shì)推土機(jī)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的自走式鏟土運(yùn)輸機(jī)械。它具有操作靈活，使用方便，應(yīng)用廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。過去推土機(jī)都是專門設(shè)計(jì)的，主要用在建筑工程、采礦、筑路運(yùn)輸、國防建設(shè)等施工中，可進(jìn)行鋪壓和平整場(chǎng)地、填筑溝壕、堆集泥土、碎石等松散物料的多項(xiàng)作業(yè)。目前，世界各國生產(chǎn)的推土機(jī)仍以履帶式為多。隨著建筑工程規(guī)模的日益擴(kuò)大，土石方工

7、作量急劇增加，大型履帶式推土機(jī)發(fā)展很快。在鏟刀型式中，回轉(zhuǎn)式的使用范圍較廣，固定式的已逐漸減少。固定式的直鏟現(xiàn)也改制成傾斜式的，如日本小松制作所生產(chǎn)的D85A-12型推土機(jī)即為這種型式，這種推土機(jī)特別適宜推挖硬土。此外，國外尚有由兩臺(tái)拖拉機(jī)并聯(lián)組成的裝用一架加寬鏟刀，由一名駕駛員操縱的寬推土板推土機(jī)，這可以減少送土?xí)r的損失，提高生產(chǎn)率。履帶式推土機(jī)所用發(fā)動(dòng)機(jī)正向著大功率的柴油機(jī)發(fā)展。目前履帶式推土機(jī)的最大功率已達(dá)770馬力，采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。大型推土機(jī)的生產(chǎn)效率高經(jīng)濟(jì)效果好，適合于大型土石方工程使用。鏟刀的操縱型式，近年來已由液壓式操縱系統(tǒng)逐漸取代了機(jī)械-鋼絲繩的操縱方式。有的鏟刀操縱系統(tǒng)還配

8、備自動(dòng)調(diào)整設(shè)備，可自動(dòng)調(diào)整鏟刀的位置。日本小松制作所生產(chǎn)的D80A-12型液壓操縱式斜鏟推土機(jī)的鏟刀可平斜25最大可傾斜5554毫米。在動(dòng)力傳遞方面，液力-機(jī)械傳動(dòng)已在大功率推土機(jī)上廣泛采用；而液壓泵-液壓馬達(dá)的液壓傳動(dòng)型式在推土機(jī)上亦有應(yīng)用。對(duì)于履帶式推土機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，現(xiàn)在國外制造廠大多在同一規(guī)格的機(jī)械上提供兩種傳動(dòng)系統(tǒng)，由用戶選購：一種是普通濕式摩擦離合器配用常嚙合齒輪式變速箱；另一種是液力變矩器配用動(dòng)力變速箱?，F(xiàn)在國外生產(chǎn)的履帶式推土機(jī)都在不斷地采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新材料、新工藝。如采用具有體積小、重量輕、效率高、自動(dòng)調(diào)速、維修簡(jiǎn)便的燃?xì)廨喿鲃?dòng)力裝置；預(yù)計(jì)5001000馬力的燃?xì)廨啓C(jī)將成

9、為工程機(jī)械的主要?jiǎng)恿ρb置之一。另外能根據(jù)工作阻力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)行駛速度、牽引性能好的柴油機(jī)-電力傳動(dòng)裝置，在大功率的履帶式推土機(jī)上已開始應(yīng)用。為了開發(fā)海底資源及港灣，在深水海底工程施工中，國外已有用無線電遙控的水陸兩用和深水作業(yè)的水下推土機(jī)。同時(shí)，為了適應(yīng)在高溫、粉塵、有害氣體、危險(xiǎn)地帶和放射性等工作環(huán)境下進(jìn)行施工作業(yè)，還采用了微波遙控裝置。我國已開始研制水下工程機(jī)械，現(xiàn)已能自制無線電遙控水陸兩用推土機(jī)。此外，國外在研制適應(yīng)沼澤地帶作業(yè)的濕地推土機(jī)，廣泛采用了三角形斷面的寬履帶，接地比壓很小，擴(kuò)大了履帶式濕地推土機(jī)的使用范圍。我國現(xiàn)在也已能夠生產(chǎn)中型的濕地推土機(jī)。同時(shí)一種能適應(yīng)新型施工方法的爆破

10、推土機(jī)，在我國也已取得初步實(shí)驗(yàn)成果。這種推土機(jī)的鏟刀后面裝有六個(gè)燃燒室，將5兆帕左右的燃?xì)鈴溺P刀下緣排出口噴出，將土壤剝離。這種推土機(jī)較一般推土機(jī)的生產(chǎn)率高2030倍，是一種很有發(fā)展前途的新型施工機(jī)械。第2章 推土機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求任務(wù)與要求總體設(shè)計(jì)的任務(wù)，主要是確立整機(jī)的參數(shù)，對(duì)各部件進(jìn)行尺寸布置和有關(guān)性能匹配的計(jì)算?？傮w設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列一些要求：1 整機(jī)的外廓尺寸應(yīng)當(dāng)與配套的工作裝置相協(xié)調(diào)。2 整機(jī)的外廓尺寸與松土器的配置外，還應(yīng)考慮到其他用途的工作裝置的更換。3 各部件的布置，應(yīng)當(dāng)保證推土機(jī)履帶支承面上的壓力分布均勻，并考慮到作業(yè)時(shí)有較好的穩(wěn)定性與操縱性。4 推土機(jī)有較

11、好的轉(zhuǎn)向性能，并且操縱簡(jiǎn)單輕便。5 保證駕駛員乘坐舒適，并有良好的視野。6 修理 保養(yǎng)方便。7 努力實(shí)現(xiàn)三化，即系列化，通用化和標(biāo)準(zhǔn)化?？傮w設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)起著決定性的作用，如果設(shè)計(jì)中對(duì)整機(jī)的性能和參數(shù)缺乏通盤考慮，對(duì)各部件的結(jié)構(gòu)和尺寸缺乏協(xié)調(diào)，缺乏經(jīng)濟(jì)分析，即使各部件設(shè)計(jì)比較先進(jìn)，合在一起卻不一定得到滿意的結(jié)果。2.2 總體參數(shù)選擇總體參數(shù)是指那些決定履帶推土機(jī)的牽引動(dòng)力性能，作業(yè)性能，通過性能，轉(zhuǎn)向性能和穩(wěn)定性等基本特性的整機(jī)參數(shù)。這些參數(shù)包括：推土機(jī)的使用重量，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率，最大驅(qū)動(dòng)力，速度與檔數(shù)，推土鏟容量，鏟刀最大推壓力，與極限升力，鏟刀的最大提升高度與提升時(shí)間，履帶平均接地壓力，履帶接

12、地長(zhǎng)度和履帶板寬度，推土機(jī)離地間隙，接近角，和離去角等。總體參數(shù)的選擇，很難用一個(gè)確切的公式測(cè)定每個(gè)參數(shù)，它在很大程度上依賴于設(shè)計(jì)積累的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)研究。因此，弄清仟總體參數(shù)間的相互關(guān)系，利用統(tǒng)計(jì)分析的方法，借鑒已有的性能優(yōu)良的推土機(jī)的設(shè)計(jì)，仍然是重要的手段。在確定總體參數(shù)時(shí)，必須以一個(gè)參數(shù)為主參數(shù)，由它導(dǎo)出相關(guān)的其他參數(shù)。通常有兩種方式：一種是根據(jù)推土機(jī)的系列型號(hào)，按照推土機(jī)的重量等級(jí)，以使用重量為主參數(shù)，另一種是根據(jù)選用發(fā)動(dòng)機(jī)的可能，以發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為主參數(shù)。2.2.1 推土機(jī)的使用重量使用重量G決定了在一定路面條件下所能發(fā)揮的最大牽引力。因此，它的值主要取決于配套工作裝置作業(yè)時(shí)的總阻力。

13、在本次設(shè)計(jì)中，推土機(jī)的使用重量參考TY320系列推土機(jī)的使用重量，見表2.1：表2.1 TY320系列推土機(jī)的使用重量型號(hào)TY320BTY320CTMY320使用重量Kg372003600037200初取推土機(jī)的使用重量為：36500Kg。2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率根據(jù)推土機(jī)的工作特點(diǎn)，宜選取12小時(shí)功率作為發(fā)動(dòng)機(jī)裝車的標(biāo)定功率。同時(shí)應(yīng)滿足下列條件：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不宜過低，否則會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)體積增大自重增加；但其轉(zhuǎn)速也不能太高，否則會(huì)加重傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。履帶推土機(jī)所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)，一般選擇在18002000r/min之間，發(fā)動(dòng)機(jī)的速度適應(yīng)系數(shù)應(yīng)在1.351.55的范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)，應(yīng)保證推土

14、機(jī)在3035的縱坡上，15的橫坡上工作時(shí)，能獲得可靠的潤(rùn)滑，推土機(jī)在高原地帶工作，優(yōu)先考慮增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)對(duì)環(huán)境溫度的變化，要具有良好的適應(yīng)能力，能保證在+40-40的條件下可靠的工作。綜合上述條件，通過參考TY320B,TY320C,TMY320的動(dòng)力裝置，采用NTA855-C400柴油機(jī)，常用功率kW/rpm:265/1900最大扭矩/rpm:1627/1400，燃油消耗率205g /kwh。2.2.3 工作裝置本次設(shè)計(jì)中選用固定式鏟刀，推土機(jī)鏟刀的操縱裝置，有鋼絲繩操縱式和液壓缸操縱式兩種。液壓缸操縱式推土機(jī)，是通過液壓缸的作用，使推土鏟刀能強(qiáng)制切入土內(nèi)，并且操縱靈活 ，易于

15、控制，提高了施工質(zhì)量，所以，我們采用液壓缸操縱。參考TY320B,TY320C,TMY320的鏟刀尺寸：表 2.2 TY320B,TY320C,TMY320的鏟刀尺寸型號(hào)TY320BTY320CTMY320鏟刀 寬高mmmm413015603725131543001590初定TY320D的鏟刀尺寸寬高mmmm：40001500。2.2.4 傳動(dòng)系推土機(jī)的傳動(dòng)形式，小型的多采用機(jī)械傳動(dòng)，大型的則宜采用液力機(jī)械傳動(dòng)。變速器主要有機(jī)械換檔和動(dòng)力換檔兩種型式。采用液力機(jī)械動(dòng)力換檔變速器，可以改善推土機(jī)的使用性能。主傳動(dòng)多采用螺旋圓錐齒輪。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用濕式轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器。最終傳動(dòng)通常有二級(jí)直齒輪

16、減速和行星齒輪減速。在本次設(shè)計(jì)的推土機(jī)中采用后者，具有傳動(dòng)速比大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小等特點(diǎn)。2.2.5 行走裝置根據(jù)履帶行走裝置工作條件的特點(diǎn)，采用組合式履帶，使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距的單筋高履刺的軋制履帶板，用直銷軸連接。行走裝置的張緊緩沖機(jī)構(gòu)，采用調(diào)節(jié)方便、省力的油壓調(diào)節(jié)式。履帶行走裝置的密封，采用端面浮動(dòng)油封，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封可靠，使用壽命長(zhǎng)，允許支撐件與旋轉(zhuǎn)件之間有一定的浮動(dòng)量。2.2.6 懸架履帶推土機(jī)的懸架通常采用半剛性懸架和彈性懸架，在本次設(shè)計(jì)的推土機(jī)中選用前者，具有履帶接地壓力均勻，附著性能好，推土平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。2.2.7 推土機(jī)的最大牽引力Pmax推土機(jī)的切線牽引力 ，是用來克服工作過程中

17、的滾動(dòng)阻力和最大鏟土阻力的，即 （2.1）式中 滾動(dòng)阻力，可按下式確定，； （2.2） 推土機(jī)使用重量，對(duì)正在設(shè)計(jì)中的推土機(jī)，可參照同類型推土機(jī)并按具體情況予以選取；滾動(dòng)阻力系數(shù)，見表（2.3）表2.3 履帶在不同路面上滾動(dòng)阻力系數(shù)和附著系數(shù)道路和土的性質(zhì)鋪石路面0.050.060.80.9干土路0.060.070.91.0濕土路0.080.11.01.1滾壓的路0.060.070.40.6草荒地0.070.081.01.2休耕閑地0.080.090.91.1已耕地0.090.10.60.8種前耕地0.10.120.60.7泥土地0.120.150.40.6沼泥地0.120.180.40.6在

18、表中查得=0.060.07，在本次設(shè)計(jì)中，取=0.065已知，Gs=36500Kg，將所求的參數(shù)值代入公式（2.1）得：=215102.2.8 推土機(jī)的檔數(shù)與車速履帶推土機(jī)的檔數(shù)，服從于作業(yè)要求。例如為了進(jìn)行松土、推土、平地與運(yùn)輸最少不得低于三個(gè)檔。由于履帶推土機(jī)在作業(yè)中要頻繁使用倒擋，并根據(jù)不同情況采用快速或慢速倒駛。因此常取倒檔的數(shù)F目與前進(jìn)檔相間。統(tǒng)計(jì)各種結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)型推土機(jī)，較多采用五進(jìn)四遲的檔如對(duì)液力機(jī)械傳動(dòng)型推土機(jī)，較多采用三進(jìn)王退或四進(jìn)四退的檔數(shù)。 履帶推土機(jī)I。檔的外業(yè)邊度，直接影響到作業(yè)生產(chǎn)率，因此，提高車速有利于提高生產(chǎn)卒。但是，作業(yè)速度的提高，受到作業(yè)質(zhì)量的限制，也即

19、受推土鏟卷土性能和松土器裂土性能的限制。另外，推土到滿鏟時(shí)，往往發(fā)生超負(fù)荷工況，如作業(yè)速度太高，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)型推土機(jī)，有時(shí)會(huì)因來不及操縱而發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。液力機(jī)械傳動(dòng)型推土機(jī)，無超載熄火問題因此作業(yè)速度可選得比機(jī)械傳動(dòng)型高一些。推土機(jī)倒退行駛是在空載下進(jìn)行的，為了提高生產(chǎn)率，各檔的倒檔速度都比前進(jìn)擋為高，供平地兼運(yùn)輸用的檔速度，主要受路面條件與履帶行走部分緩沖性能好壞的限制。參考TY320B,TY320C,TMY320的行使速度，在設(shè)計(jì)中，取推土機(jī)的行使速度如表2.4：表2.4 推土機(jī)各檔位的行駛速度檔 位速度(km/h)檔 位速度(km/h)前進(jìn)檔03.6后退檔04.4前進(jìn)檔06.6后退檔07

20、.8前進(jìn)檔011.5后退檔013.52.2.9 履帶接地長(zhǎng)度L和履帶板寬度BL，b是兩個(gè)互有聯(lián)系的參數(shù)。在問樣的接地面積L.b的情況下，L大b小履帶就狹長(zhǎng)，相反，L小b大履帶就短寬。根據(jù)試驗(yàn)，在粘性土壤上，狹長(zhǎng)型履帶有較好的附著性能。但是，履帶接地長(zhǎng)度L太大，會(huì)伎機(jī)身變長(zhǎng)，轉(zhuǎn)向半徑增大，轉(zhuǎn)向阻力也相應(yīng)增加。相反，履帶按地長(zhǎng)度L太小，雖然推土機(jī)的機(jī)動(dòng)性與轉(zhuǎn)向性能有所提高，但附著性能將降低，同時(shí)會(huì)使推土機(jī)的行駛平穩(wěn)性變壞，作業(yè)質(zhì)量不易控制和增加司機(jī)疲勞。因此，在設(shè)計(jì)中必須使履帶推土機(jī)的bL有一個(gè)合適的比例。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代一般用途履帶推土機(jī)bL017一019。履帶接地長(zhǎng)度L及履帶寬度B是根據(jù)推土機(jī)接

21、地面積上的單位壓力p來確定的。小型履帶推土機(jī)平均接地壓力為，中型為，大型為。因此，履帶支撐面積可按下式計(jì)算： （2.3） 履帶接地面積確定后，履帶的接地長(zhǎng)度及寬度的選擇應(yīng)考慮到對(duì)推土機(jī)附著性能、轉(zhuǎn)向性能、滾動(dòng)阻力、推土機(jī)行使平順性、作業(yè)質(zhì)量的影響以及履帶行走裝置系列化標(biāo)準(zhǔn)等因素，的比值一般為0.170.19。取=，代入公式得：= =3040 b=540 2.2.10推土機(jī)的軌距B和離地間隙h推土機(jī)的軌距B對(duì)于轉(zhuǎn)向性能，以及在橫向坡道上作業(yè)的穩(wěn)定性，有很大影響。B的尺寸主要結(jié)合推土鏟的橫向?qū)挾却_定。履帶授地長(zhǎng)度L與軌距B之比稱為轉(zhuǎn)向性能系數(shù)，為使履帶推土機(jī)在松軟土壤上有必要的轉(zhuǎn)向能力，一般要求L

22、B的值小于2。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代大型履帶推土機(jī)的LB=135150，中小型履帶推土譏的LB1.20一1.35。為了降低推土機(jī)的重心，以提高爬坡能力和坡道作業(yè)的穩(wěn)定性，推土機(jī)的離地間隙h要比一般車輛的為小，其所以有可能，是因?yàn)橥仆翙C(jī)主機(jī)在推土鏟之后，作業(yè)時(shí)是在已開拓的路面上行走。另外，當(dāng)推土機(jī)要作長(zhǎng)距離作業(yè)地點(diǎn)轉(zhuǎn)移時(shí)，可用平板拖車把它運(yùn)走。但是離地間隙h過小，當(dāng)推土機(jī)在松軟潮濕的土壤上工作時(shí)，也可能由于推土機(jī)下陷，使護(hù)板貼地而無法作業(yè)?，F(xiàn)代中小型履帶推土機(jī)的離地間隙，約為h300一450mm，大型履帶推土機(jī)約為h600一700M M。2.3 推土機(jī)的鏟土阻力計(jì)算推土機(jī)的鏟土阻力，以推土機(jī)在水平地段切

23、土結(jié)束，即將提升鏟刀的瞬間，所產(chǎn)生的最大鏟土阻力工況為準(zhǔn)。作用在鏟刀上的鏟土阻力有：切線切削阻力PQ、鏟刀前積土的推移阻力Pt、刀刃與土的摩擦阻力Pm1和土屑沿鏟刀上升時(shí)的摩擦阻力的水平分力Pm2 圖 2.1 推土機(jī)鏟土阻力計(jì)算圖2.3.1 切線切削阻力PQ的計(jì)算假設(shè)PQ的作用點(diǎn)在鏟刀刃前，其作用方向是沿著鏟刀切削角底邊并與推土機(jī)前進(jìn)方向相反的。PQ的大小，取決于鏟刀寬度B(cm)，平均切削深度hp(cm)以及土的切削比阻力Kb。PQ=100BhpKb ( N ) (2.4)參考TY320B,TY320C,TMY320的外形尺寸：表2.2 TY320B,TY320C,TMY320的外形尺寸型號(hào)

24、TY320BTY320CTMY320外形長(zhǎng)寬高mmmmmm688041303725688039553500680043003725初定推土機(jī)的外形尺寸長(zhǎng)寬高mmmmmm：688040003600（1）式中B=400cm；hp=75cm；土的切削比阻力Kb的值參考工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-7，Kb的取值范圍為0.030.06，在本次設(shè)計(jì)中，取Kb=0.045把參數(shù)值代入公式 (2.4) 得：PQ=100BhpKb=135103 （N）2.3.2 鏟刀前積土的推移阻力Pt的計(jì)算推移阻力Pt按下式計(jì)算： (N) （2.5）式中 鏟刀前積土重力（N） 土與土之間的摩擦系數(shù)由下式計(jì)算： （2.6）式中 密實(shí)土在

25、自然濕度下的平均重度（N/m3）； 土的自然坡度角； 鏟刀寬度（m）； 鏟刀高度（m）； 平均切削深度（m）。密實(shí)土在自然濕度下的平均重度可由工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2.2查得：土的自然坡度角可由工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-3查得：把參數(shù)值代入公式（2.6）得：=47.9103 (N)土與土之間的摩擦系數(shù)可由工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-4查得：=0.8把參數(shù)值代入公式（2.5）得：=38.32103 (N)2.3.3 鏟刀刃與土的摩擦阻力Pm1的計(jì)算鏟刀刃與土的摩擦阻力，等于土對(duì)鏟刀刃的垂直反力與摩擦系數(shù)之積，即 （N） （2.7）式中 土與鋼鐵的摩擦系數(shù)； 土的最大容許比壓（MPa）； 考慮磨損后鏟刀刃與地面接觸長(zhǎng)度，近

26、似計(jì)算，取=0.71.0cm土與鋼鐵的摩擦系數(shù)可由工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-4查得：=0.35土的最大容許比壓可由工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-6查得：的范圍： 0.3 MPa0.5MPa 在本次設(shè)計(jì)中取 =0.4 Mpa由上面 =0.71.0cm在本次設(shè)計(jì)中取 =0.85cm把參數(shù)值代入公式(2.7)得:=4.76103 (N)2.3.4 土屑沿鏟刀上升時(shí)的摩擦阻力的水平分力Pm2的計(jì)算Pm2值按下式計(jì)算: (N) (2.8)式中 鏟刀的切削角,對(duì)于大多數(shù)土來說,切削角的最佳值為2030在本次設(shè)計(jì)中取: =25把參數(shù)值代入公式(2.8)得:=13.747103 (N)綜上所述,推土機(jī)的最大鏟土阻力可用下式表示:

27、 (N) (2.9)把參數(shù)值代入公式（2.9）得：=191.827103 (N)2.3.5 離地間隙、駛?cè)虢呛碗x去角為了防止在松軟地面推土機(jī)下陷過深而增大行駛阻力，影響作業(yè)，推土機(jī)的離地間隙常在300460mm。本次設(shè)計(jì)取400mm。當(dāng)鏟刀提升到極限位置時(shí)，從切削刃向推土機(jī)履帶前緣所做的切線與地平面的夾角稱為駛?cè)虢牵鐖D3.2所示。駛?cè)虢堑倪x擇應(yīng)考慮鏟刀的最大提升高度及爬坡性能要求，一般固定式鏟刀推土機(jī)取。推土機(jī)的離去角是指松土器提升到極限位置，從松土齒齒尖向推土機(jī)履帶后緣所做的切線與地平面的夾角，見圖2.2所示，一般取。圖2.2 推土機(jī)的駛?cè)虢羌半x去角2.3.6 推土鏟提升高度及切削深度推土

28、鏟的提升高度應(yīng)大于推土機(jī)離地間隙，并達(dá)到或超過規(guī)定的駛?cè)虢?。推土鏟提升以不碰機(jī)頭為限，推土鏟與機(jī)頭俯視間距一般不大于0.1m。經(jīng)計(jì)算得，推土鏟的最大提升高度可達(dá)1200mm。若切削深度過大，由于切削阻力加大引起牽引力不足；而切削深度過小，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率得不到充分發(fā)揮，降低了生產(chǎn)率。因此，切削深度的確定原則為：鏟刀降至最低位置，切削刃和推土機(jī)壓力中心之間的連線與地面夾角不小于20。2.3.7 推土鏟升降速度推土鏟的升降速度與推土鏟的操縱方式有關(guān)，液壓操縱的推土鏟升降速度在0.2m/s以上。2.3.8比推力及比壓入力比推力是單位切削刃寬的頂推力。比推力大說明推土機(jī)推土力大、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)率高?？砂聪?/p>

29、式計(jì)算： （2.10）式中 推土機(jī)的有效牽引力推土機(jī)的軌距將參數(shù)值代入公式（2.10）得： 比壓入力是鏟刀單位支地面積的垂直壓力。按下式計(jì)算（MPa） （2.11）式中 F切削刃接地面積（m2）,F=Bx,x的含義見公式（2.7）；推土機(jī)在油缸力作用下，抬頭處于極限情況的推土鏟垂直壓力，如下圖2.3所示，可以由下式計(jì)算： （2.21）圖2.3 鏟斗垂直壓力確定式中 G推土機(jī)使用重量（N）；整機(jī)重心至傾翻點(diǎn)水平距離；推土鏟切削刃至傾翻點(diǎn)的水平距離。表2-6 推土機(jī)的比推力和比壓入力名稱土的級(jí)別比推力/（N/m）1500020000300004000045000060000比壓入力/(MPa)1.

30、01.22.02.53.53.5經(jīng)計(jì)算得 =0.99（MPa）2.4 履帶推土機(jī)總體布置采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置，驅(qū)動(dòng)輪后置。這種布置方案使傳動(dòng)系布置容易，履帶傳動(dòng)效率較高，但視野較差。2.4.1 重心布置的原則重心布置的基本原則是：保證推土機(jī)主要工況接地壓力均勻分布，其他工況接地壓力不均勻程度不能太大，并保證推土機(jī)的縱向及橫向穩(wěn)定性。在推土機(jī)作業(yè)時(shí)，若土壤對(duì)鏟刀的反作用力有垂直向下的分力，則接地壓力分布不均勻，前面大后面小，如圖3.4a所示；若土壤對(duì)鏟刀的作用力有垂直向上的分力，則接地壓力分布如圖3.4b所示。為了使推土機(jī)在作業(yè)過程中，避免上述情況的出現(xiàn)，對(duì)于a的情況，應(yīng)使整機(jī)重心布置在推土機(jī)的接地中

31、心軸線后方；對(duì)于b的情況，則應(yīng)使整機(jī)重心布置在推土機(jī)接地中心軸線的前方。因此，重心布置中起決定性因素的是土壤對(duì)推土鏟反力的方向和大小，這個(gè)因素掌握越準(zhǔn)確，越能對(duì)重心坐標(biāo)提出較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。圖2.4 鏟刀作用力的大小和方向?qū)拥乇葔悍植嫉挠绊?.4.2 推土機(jī)重心坐標(biāo)的確定為了使液壓推土機(jī)推土鏟具有良好的強(qiáng)制入土性能，重心布置以強(qiáng)制入土為基本工況。要求此時(shí)接地比壓均布，壓力中心位于接地中心上，如下圖2.5示。以驅(qū)動(dòng)輪與地面交點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系。重心位置離O點(diǎn)為，地面對(duì)履帶支反力的合力N離O點(diǎn)的距離為接地長(zhǎng)度的一半，即。由得 （2.13）由得 （2.14）式中 土壤對(duì)推土鏟的垂直反力作用點(diǎn)到

32、驅(qū)動(dòng)輪中心線的距離由式（2.13）、（2.14）可得 ： 代入?yún)?shù)值得 =3940mm圖2.5 推土機(jī)中心位置的確定為了使履帶推土機(jī)有良好的牽引附著性能、通過性及穩(wěn)定性，壓力中心的位移不能過大，通常壓力中心距接地中心的位移量前后均不超過，否則可能造成履帶一端接地比壓迅速增加，推土機(jī)的使用性能變壞。經(jīng)驗(yàn)算， 符合要求。2.5 推土機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算推土機(jī)的穩(wěn)定性包括防止推土機(jī)前傾翻、后傾翻、側(cè)向傾翻以及橫向滑移等現(xiàn)象的出現(xiàn)。以下討論幾種典型工況。2.5.1 推土機(jī)切土作業(yè)的穩(wěn)定性推土機(jī)的作業(yè)條件為：推土機(jī)水平運(yùn)行、用最大牽引力等速切土，同時(shí)提升推土鏟。計(jì)算該工況穩(wěn)定性是防止推土機(jī)出現(xiàn)向前傾翻的現(xiàn)象。

33、如下圖2.6所示，穩(wěn)定性的判斷式為 （2.15）式中 最前端支重輪下的履帶接地點(diǎn)到驅(qū)動(dòng)輪中心線的距離支撐履帶的土壤法向反力的合力N至驅(qū)動(dòng)鏈輪中心的水平距離可用下面的方法求得：由得： （2.16）圖2.6 推土機(jī)的作業(yè)穩(wěn)定性式中： 推土機(jī)的使用重量 =365 （KN）土壤對(duì)推土鏟反力的垂直分量推土鏟的切削角 =25土壤與鋼鐵的摩擦角 =25=191.827KNcot50=161 (KN)土壤的剪切阻力土壤的內(nèi)摩擦系數(shù) =0.8土壤的單位內(nèi)聚力查工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-2得：=0.06 MPaB=2170 mm=348.8 (KN) 推土鏟帶起的土堆重量推土鏟前的積土重量 (KN) 土壤的法向反力合力=

34、946.5 (KN)把參數(shù)值代入公式（2.16）得：=2984 mm3040 mm所以： 推土機(jī)的作業(yè)穩(wěn)定性通過驗(yàn)證。2.5.2 推土機(jī)坡道運(yùn)行的穩(wěn)定性推土機(jī)坡道運(yùn)行的穩(wěn)定性包括推土機(jī)在坡道上的縱向運(yùn)行穩(wěn)定性和橫向運(yùn)行穩(wěn)定性?？v向穩(wěn)定性圖2.7a為上坡時(shí)推土機(jī)的極限坡度角。設(shè)整機(jī)重心位置在O點(diǎn)，此時(shí)機(jī)重GS的作用線不能越出履帶支撐點(diǎn)C，否則推土機(jī)就會(huì)繞C點(diǎn)向后傾翻；同理，在圖b中，推土機(jī)下坡時(shí)GS的作用線不能超過點(diǎn)，否則，推土機(jī)將繞點(diǎn)向前傾翻。所以有：上坡傾翻極限角 下坡傾翻極限角 式中 中心離地面高度。推土機(jī)在坡道上行駛，還受發(fā)動(dòng)機(jī)功率、地面附著條件等限制。為了使推土機(jī)在坡道上不滑移，應(yīng)按地

35、面附著條件計(jì)算不滑移的極限坡度角。若不計(jì)滾動(dòng)阻力，由，則不滑移的極限坡度角為式中 橫向附著系數(shù)查工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-4得 =0.8把參數(shù)值代入上式得 =37.2考慮到行駛安全性，要求推土機(jī)在坡道上行駛時(shí)傾翻后于滑移，即上（下）坡傾翻極限角應(yīng)大于不滑移的極限坡度角。因此，履帶推土機(jī)縱向行駛穩(wěn)定條件為：上坡時(shí)，下坡時(shí)，把參數(shù)值代入驗(yàn)算得，成立。所以，推土機(jī)得縱向穩(wěn)定性通過驗(yàn)證。圖2.7 推土機(jī)的縱向穩(wěn)定性（1）橫向穩(wěn)定性橫向穩(wěn)定性反映了推土機(jī)在坡道上，橫坡行駛及停放不傾翻的能力。橫向穩(wěn)定性的極限角也稱橫向臨界坡角。如下圖2.8所示，令高側(cè)履帶接地面積上的垂直反力，則 （2.17） （2.18） 式中

36、 e推土機(jī)重心離縱向中心線的偏移量，近似計(jì)算時(shí)，可以取e=0；b履帶寬度。將參數(shù)值代入式（2.18）得：=39同理，推土機(jī)在坡道上橫向行駛也受地面附著條件的限制，橫坡安全行駛的條件為： （2.19） 式中 側(cè)向附著系數(shù)將參數(shù)值代入公式（2.19）得：查工程機(jī)械設(shè)計(jì)表2-4得：=0.8因?yàn)?0.910.8所以 推土機(jī)的橫向穩(wěn)定性通過驗(yàn)證。第3章 轉(zhuǎn)向離合器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 轉(zhuǎn)向離合器系統(tǒng)設(shè)計(jì)履帶式推土機(jī)轉(zhuǎn)向方式與輪胎機(jī)械不同，它不是靠行走機(jī)構(gòu)相對(duì)機(jī)體的偏移來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，而是靠轉(zhuǎn)向離合器的分離與結(jié)合來改變兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力矩來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。履帶推土機(jī)的轉(zhuǎn)向原理如圖3.1所示。直線行駛時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)向離合器

37、處于完全結(jié)合狀態(tài)，傳動(dòng)系均等地向左右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪傳遞轉(zhuǎn)矩；當(dāng)向一側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)，將該側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器徹底分離，即切斷該側(cè)的動(dòng)力傳遞，使該側(cè)的驅(qū)動(dòng)力為零，機(jī)械就會(huì)沿著較大的半徑轉(zhuǎn)向；若將一側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器分離，同時(shí)將該側(cè)制動(dòng)器加以制動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械就會(huì)以較小的半徑轉(zhuǎn)向，甚至以一側(cè)履帶的接地中心圓心作原地轉(zhuǎn)向。圖3.1 履帶式推土機(jī)轉(zhuǎn)向原理轉(zhuǎn)向離合器型式與結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)離合器使用的工作條件，選擇離合器的結(jié)合元件。履帶式推土機(jī)中的轉(zhuǎn)向離合器應(yīng)滿足能傳遞經(jīng)兩次減速增矩的動(dòng)力，要求緩沖，吸收峰值力矩，所以選擇半剛性接合元件，即摩擦元件。根據(jù)推土機(jī)的要求選擇離合器的操縱方式 離合器的操縱方式有機(jī)械式、電磁式、

38、液壓式、氣壓式、超越式、離心式等。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用液壓操縱系統(tǒng)。綜上，我們采用濕式摩擦離合器。摩擦離合器的型式又有單片式、多片式、圓錐式、漲圈式和扭簧式，通過查閱相關(guān)資料，比較各種型式的特點(diǎn)和應(yīng)用，最終選用濕式多片摩擦離合器。3.2 轉(zhuǎn)向離合器的原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)推土機(jī)中轉(zhuǎn)向離合器安裝在傘齒輪軸的兩端，可以切斷從傘齒輪到終傳動(dòng)的動(dòng)力傳動(dòng)，改變行駛方向。圖3.2為推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖：圖3.2 推土機(jī)液力機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖1-發(fā)動(dòng)機(jī)； 2-動(dòng)力輸出箱； 3-液力變矩器；4-聯(lián)軸節(jié)；5-動(dòng)力換擋變速箱；6-中央傳動(dòng)裝置；7-轉(zhuǎn)向離合器與轉(zhuǎn)向制動(dòng)器；8-最終傳動(dòng)裝置；9-驅(qū)動(dòng)輪；A-工作裝置油泵

39、；B-變矩器與動(dòng)力換擋變速器油泵；C-轉(zhuǎn)向離合器油泵；D-排油油泵其中的轉(zhuǎn)向離合器部分結(jié)構(gòu)原理如圖3.3：圖3.3 轉(zhuǎn)向離合器構(gòu)造簡(jiǎn)圖1-轉(zhuǎn)向內(nèi)鼓；2-深溝球軸承；3-座；4-密封圈；5-活塞壓盤；6-碟行彈簧；7-轉(zhuǎn)向外鼓；8-主動(dòng)軸；9-從動(dòng)軸；10-外齒片；11-內(nèi)齒片；12-端蓋在主動(dòng)軸上裝有主動(dòng)鼓，主動(dòng)鼓外圓上加工有齒狀花鍵槽，主動(dòng)摩擦片以相應(yīng)內(nèi)花鍵齒裝在主動(dòng)鼓上。燒結(jié)摩擦襯片的從動(dòng)摩擦片以其外花鍵與從動(dòng)鼓內(nèi)圓上的齒狀花鍵槽相配合。主、從動(dòng)片交錯(cuò)安裝。主、從動(dòng)摩擦片的壓緊力由碟形彈簧產(chǎn)生。動(dòng)力由主動(dòng)軸通過摩擦片之間產(chǎn)生的摩擦力傳到從動(dòng)軸上。壓板在右端起定位作用；當(dāng)座內(nèi)部的油道通油時(shí)，

40、可使碟型彈簧壓縮，摩擦片和外齒片分開，動(dòng)力不再傳遞。3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3.3.1 設(shè)計(jì)原始參數(shù)1. 整機(jī)重量：推土機(jī)使用重量：36500Kg 2. 整機(jī)尺寸：長(zhǎng)寬高mmmmmm：6880400036003. 履帶中心距：2100mm4. 接地長(zhǎng)度：3040 mm5. 離地間隙：400 mm6. 性能參數(shù) 接地比壓 0.11MPa 最小轉(zhuǎn)彎半徑 3.3m推土鏟容量 10m3各檔前進(jìn)速度10. 推土鏟最大提升高度 1200 mm11. 最大切土深度 590 mm12. 最大傾斜量 1000 mm13. 終傳動(dòng) 型式 行星齒輪減速，飛濺潤(rùn)滑 速比 -21.63.3.2 轉(zhuǎn)向離合器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)與校核在

41、進(jìn)行離合器設(shè)計(jì)時(shí)，要滿足以下三方面基本要求： 結(jié)合平穩(wěn)，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。 質(zhì)量輕，外形小，慣性小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全。 操作方便，省力，散熱性好，壽命長(zhǎng)。摩擦片參數(shù)的確定先由摩擦面的材料和結(jié)構(gòu)要求初步定出摩擦結(jié)合面的內(nèi)徑（即外齒片內(nèi)徑）D1和外徑（即內(nèi)齒片外徑）D2：在油中工作的離合器： D1=（35）d；對(duì)于鏟土運(yùn)輸機(jī)械： D2=（1.01.5）D1查得，離合器軸孔的尺寸為4889(mm)，參考TY320轉(zhuǎn)向離合器的軸徑尺寸。取軸徑d=80mm,得 D1=240400 mm, 取D1=330 mmD2=330496.5 mm, 取D2=400 mm此類型的轉(zhuǎn)向離合器是由中間的內(nèi)齒片和

42、兩側(cè)的摩擦襯片組成，摩擦襯片采用銅基粉末冶金材料，內(nèi)齒片的主要尺寸計(jì)算如下：選取內(nèi)齒片： 模數(shù)m=3 齒數(shù) z=106 厚度=3 mm則齒的分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 摩擦襯片的尺寸由內(nèi)齒片決定。由摩擦片單位壓力q的計(jì)算公式 （3.1）式中 摩擦面上所受的壓力 摩擦面內(nèi)徑 摩擦面外徑面積利用系數(shù) =0.8對(duì)于濕式，鋼對(duì)燒結(jié)金屬摩擦的離合器，許用比壓(1) 確定摩擦面數(shù)目由附著條件所決定的轉(zhuǎn)向離合器所傳遞的最大摩擦力矩，根據(jù)公式： (3.2)式中 儲(chǔ)備系數(shù) 濕式=1推土機(jī)的使用重量（N）附著系數(shù) =1驅(qū)動(dòng)鏈輪半徑（mm） =500最終傳動(dòng)傳動(dòng)比 =21.6最終傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)效率 =0

43、.982履帶驅(qū)動(dòng)效率 =0.97將參數(shù)值代入公式(3.2)得 =10.7535770010.5/21.60.9820.97 =6674（NM）又由轉(zhuǎn)向離合器的扭矩公式： (3.3)式中 M轉(zhuǎn)向離合器所能傳遞的扭矩（NM）考慮花鍵摩擦造成扭矩傳遞能力損失的修正系數(shù)，查表取=0.945轉(zhuǎn)向離合器摩擦片的摩擦系數(shù)，查表取=0.22轉(zhuǎn)向離合器工作時(shí)摩擦面所受的壓力（N）D1、D2摩擦面的內(nèi)徑，外徑D1 =330mm D2=400mm 因摩擦片上開有油槽的扭矩 =0.8所以 =40006674/0.9450.2243407（330+400）0.8 =5.1為了更安全可靠，取Z=10（2）轉(zhuǎn)向離合器摩擦片

44、單位面積上潤(rùn)滑油流量的校核本機(jī)采用濕式轉(zhuǎn)向離合器，潤(rùn)滑良好，根據(jù)有關(guān)資料介紹，可不必對(duì)滑摩功和發(fā)熱校核，只對(duì)單位面積上的潤(rùn)滑油流量進(jìn)行校核計(jì)算。已知，由轉(zhuǎn)向泵進(jìn)入橫軸的潤(rùn)滑油實(shí)際流量約為：轉(zhuǎn)向離合器摩擦片總面積： （3.4）式中 摩擦面數(shù) =20摩擦面外徑 =400mm 摩擦面內(nèi)徑 =330mm 將參數(shù)值代入公式（3.4）得：?jiǎn)挝幻娣e上的潤(rùn)滑油流量：由資料介紹潤(rùn)滑油最小流量為 因?yàn)?，所以?rùn)滑油流量的校核通過。(2) 離合器外齒片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒的擠壓應(yīng)力P校核由外齒片內(nèi)徑為330mm及摩擦片尺寸，選取外齒片 模數(shù) m=3 齒數(shù)Z1=140厚度=3 齒的分度圓直徑 則齒頂圓直徑為 齒根圓直徑為 根據(jù)

45、公式: (3.5)式中 轉(zhuǎn)向離合器所傳遞的最大摩擦力矩 載荷分布不均勻系數(shù) 取=0.8花鍵齒數(shù) =140花鍵齒的工作高度，對(duì)于漸開線花鍵 a外齒片數(shù)目 a=5外齒片厚度 =3mm齒的分度圓直徑 將參數(shù)值代入公式（3.5）得：=20006674/0.8140353420=6.3（N/mm2）P許用比壓（N/mm2）,按鋼導(dǎo)向連接，具有輕微沖擊，取P=39.2N/mm2因?yàn)镻P,所以，擠壓應(yīng)力通過。（5） 轉(zhuǎn)向內(nèi)鼓結(jié)構(gòu)尺寸的確定轉(zhuǎn)向內(nèi)鼓的內(nèi)孔與軸配合，尺寸由軸確定；外表面的齒與內(nèi)齒片配合，尺寸由內(nèi)齒片確定。（6） 轉(zhuǎn)向外鼓結(jié)構(gòu)尺寸的確定轉(zhuǎn)向外鼓的內(nèi)齒部分與外齒片相配合，尺寸由外齒片確定。（7） 端

46、蓋、座、活塞壓盤的結(jié)構(gòu)尺寸確定端蓋內(nèi)孔與轉(zhuǎn)向內(nèi)鼓配合，外表面與轉(zhuǎn)向外鼓表面平齊；座的內(nèi)孔由軸承卡在轉(zhuǎn)向內(nèi)鼓上，座內(nèi)的油孔由通入的分離油量決定；活塞內(nèi)部與座配合，外表面的結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要自由確定。（8） 碟形彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分離間隙、強(qiáng)度的校核本離合器采用的是兩個(gè)對(duì)合碟形彈簧壓緊，用于把壓力通過活塞傳向摩擦副。碟形彈簧的結(jié)構(gòu)如圖4.4所示，根據(jù)離合器的設(shè)計(jì)要求，為了使離合器能徹底分離，每個(gè)摩擦副間至少要有0.4mm的間隙，因該離合器有10個(gè)摩擦副，所以最小分離行程，所以單個(gè)碟形彈簧變形為。設(shè)計(jì)單個(gè)碟形彈簧壓縮2mm時(shí)所需的壓力P圖3.4 碟行彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖根據(jù)公式： （3.6）式中 碟形彈簧支撐面負(fù)

47、荷（N）相當(dāng)于無支撐面時(shí)的變形（mm） 對(duì)應(yīng)于P時(shí)的變形，由前面分析可知杠桿比值根據(jù) 385/245=1.57 K=D/b=385/2=192.5其中 D碟片外徑； d碟片內(nèi)徑； b支撐面寬度。查圖得：=1.061所以 碟環(huán)厚度(mm) 輔助值，由表查得 =0.61110-6(mm2/N)相當(dāng)于無支撐面時(shí)的極限變形(mm) 有支撐面時(shí)的極限變形(mm) 碟形彈簧的自由高度 (mm)所以 把參數(shù)值代入上面的公式（3.6）得: =12490(N)由液壓計(jì)算知，轉(zhuǎn)向離合器分離油壓為 液壓分離力 （3.7）式中 分離油壓 作用面積 把參數(shù)值代入公式（3.7）得 （N）因?yàn)?，所以轉(zhuǎn)向離合器在分離油壓作用

48、下能夠徹底分離。碟形彈簧強(qiáng)度校核： 確定最大拉應(yīng)力位置： 由圖查得碟形彈簧的最大拉應(yīng)力位置在頂圓上。計(jì)算碟形彈簧被壓平時(shí)頂圓上點(diǎn)的應(yīng)力碟形彈簧被壓平時(shí)： 根據(jù)公式： (3.8)式中 、為輔助值，由表查得，將數(shù)據(jù)代入公式(3.8)得 =143(N/mm2)確定許用應(yīng)力：因?yàn)榈螐椈砂惭b時(shí)的初變形為7.25mm,預(yù)加負(fù)荷下的應(yīng)力：1=109.1(N/mm2)因?yàn)殡x合器使用頻繁，所以取碟形彈簧工作循環(huán)次數(shù)N=105根據(jù)1、N查圖得許用應(yīng)力 因?yàn)?所以 碟形彈簧強(qiáng)度校核通過 第 4 章 轉(zhuǎn)向離合器液壓系統(tǒng)4.1 液壓操縱的分類與要求液壓操縱有兩種型式：一是助力式，如紅旗100推土機(jī)，在操縱系統(tǒng)中設(shè)置一

49、個(gè)液壓助力器，人操縱助力器，利用助力器去推動(dòng)轉(zhuǎn)向離合器的分離機(jī)構(gòu)；二是直接作用式，如T180、D150、CAT、D9H等推土機(jī)，在轉(zhuǎn)向離合器中設(shè)有油缸與活塞，人操縱液壓控制閥，利用壓力油推動(dòng)油缸中的活塞，使轉(zhuǎn)向離合器分離。后者廣泛應(yīng)用于液壓壓緊與液壓分離的轉(zhuǎn)向南合器中。 轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向離合器的分離程度，應(yīng)隨轉(zhuǎn)向半徑的大小而不同。因此，完善的液壓操縱系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成：(1)對(duì)轉(zhuǎn)向離合器的分離程度有操縱感覺；(2)轉(zhuǎn)向離合器的分離程度與操縱桿的移動(dòng)能保持隨動(dòng)關(guān)系。4.2 D80、D85A-18推土機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)下圖是此兩種推土機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，它與工作裝置共用一個(gè)液系圖4.1 D80、D85A-18

50、推土機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)統(tǒng)，因此系統(tǒng)中有通鏟刀工作裝置操縱閥的油路。在掖力傳動(dòng)的D85A推土機(jī)上，在轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)不工作時(shí)，壓力油通往變矩器后再徘出。在機(jī)械傳動(dòng)的D80推土機(jī)上，壓力油則通往潤(rùn)滑變速箱油路。整個(gè)系統(tǒng)由濾油器1、齒輪泵2、流量分配閥4，溢流閥5和轉(zhuǎn)向控制閥6和7組成。如前所述，履帶推土機(jī)的轉(zhuǎn)向是在分離轉(zhuǎn)向離合器的同時(shí)，用斷續(xù)制動(dòng)來控制轉(zhuǎn)向半徑的，而制動(dòng)器的液壓助力操縱，也是利用轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的油壓實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的閥和制動(dòng)器液壓助力系統(tǒng)的閥，安裝在同一平板上，構(gòu)成一個(gè)總成，然后，固定在屑后橋箱蓋上。各種閥的作用原理如下：1濫流閥溢流閥分別裝在轉(zhuǎn)向油路與制動(dòng)油路中，它們的作用是使轉(zhuǎn)向和

51、制動(dòng)油路分別保持1.25MPa和1.70MPa的工作壓力。它是一個(gè)由彈簧壓緊的單向閥，當(dāng)油路中壓力超過上述工作壓力時(shí)，溢流閥開啟泄油。因此，它也是防止油路過載的安全閥。2流量分配閥流量分配閥又稱分流閥，其作用是把主油路來的油液按一定比例的流量分配給不同的油派支路。3轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向控制閥由兩個(gè)二位三通滑閥，它們分別控制兩個(gè)轉(zhuǎn)向離合器的接合或分離。當(dāng)操縱桿處于松放位置時(shí)，在定位彈簧的作用下，兩個(gè)滑閥切斷油液通往轉(zhuǎn)向離合器油缸的油路，兩個(gè)轉(zhuǎn)向離合器保持在接合狀態(tài)。當(dāng)需要分離其中一個(gè)轉(zhuǎn)向離合器時(shí)，可以壓下相應(yīng)的操縱桿，使滑閥移動(dòng)，以開啟通往該轉(zhuǎn)向離合器的油路，使它分離。這種轉(zhuǎn)向控制閥的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單沒有

52、明顯的隨動(dòng)作用與操縱感覺。4.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖4.2 推土機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)1-磁性粗濾器 2-齒輪泵 3-細(xì)濾器 4-流量分配閥 5-主油路溢流閥 6-調(diào)壓閥 7-右轉(zhuǎn)向離合器控制閥 8-左轉(zhuǎn)向離合器控制閥 9-柱塞 10-右轉(zhuǎn)向離合器 11-左轉(zhuǎn)向離合器 12-后橋箱 E-主油路接壓力表處 F-右轉(zhuǎn)向離合器接壓力表處 G-左轉(zhuǎn)向離合器接壓力表處參考上述液壓控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了圖4.2的液壓系統(tǒng)作為本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向離合器的液壓系統(tǒng)。它是由粗濾器1和細(xì)濾器3、齒輪泵2、流量分配閥4、主油路溢流閥5、轉(zhuǎn)向離合器控制閥7和8和調(diào)壓閥6組成。當(dāng)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)不工作時(shí)壓力油通往變矩器后再排出。具體如圖4.2所

53、示：此種推土機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)與D80、D85A-18的區(qū)別，在于轉(zhuǎn)向控制閥處增加了一個(gè)調(diào)壓閥6，目的是改善轉(zhuǎn)向的平順性和減輕操縱。因?yàn)樵谇笆鯠80、D85A-18液壓系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)向拉動(dòng)操縱桿使它處于一定位置時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥開度一定，充入轉(zhuǎn)向離合器的油液壓力上升較快，轉(zhuǎn)向容易產(chǎn)生急動(dòng)現(xiàn)象。而在轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)中增設(shè)調(diào)壓閥6后，由油泵通往轉(zhuǎn)向控制閥的油路改由調(diào)壓閥控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的操縱桿處于松放位置時(shí)，兩個(gè)控制閥處于中立位置，兩個(gè)控制閥分別關(guān)閉通往左、右轉(zhuǎn)向離合器的油路，因此，轉(zhuǎn)向離合器處于接合狀態(tài)，轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的油液充滿在控制閥體中，在壓力升高到1.25MPa時(shí)主油路溢流閥開啟，油液由此泄出。在分

54、離轉(zhuǎn)向離合器時(shí)，例如需斷開右側(cè)轉(zhuǎn)向離合器，可以拉動(dòng)右操縱桿，此時(shí)操縱杠桿推動(dòng)滑閥向右移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)調(diào)壓閥向右移動(dòng)。閥開啟油泵通右側(cè)轉(zhuǎn)向離合器油缸的通路，使轉(zhuǎn)向離合器分離。同時(shí)，壓力油經(jīng)調(diào)壓閥左端的小孔充入柱塞右側(cè)的空腔，液壓對(duì)柱塞的反作用力克服回位彈簧的張力，幫助操縱力帶著控制滑閥一起右移，直至經(jīng)調(diào)壓閥右端小孔進(jìn)入柱塞左側(cè)空腔的油液壓力與它平衡為止。調(diào)壓閥的最大位移，用回位彈簧的導(dǎo)管限位。 如果將操縱桿停在一定位置，則由于調(diào)壓閥控制的來油口與出油口之間的壓力差使調(diào)壓閥處于不平衡狀態(tài)，從而使調(diào)壓閥反復(fù)左右移動(dòng)，也即斷續(xù)開閉由閥體通右側(cè)轉(zhuǎn)向離合器油缸的通路，使轉(zhuǎn)向離合器處于半接合狀態(tài)下轉(zhuǎn)向。當(dāng)釋放

55、操縱桿時(shí)，調(diào)壓閥在彈簧作用下回位，轉(zhuǎn)向離合器重新結(jié)合，轉(zhuǎn)向油缸中的油液經(jīng)閥座上的泄油孔放泄到后橋箱殼中。為了使閥體內(nèi)保持充滿油液，放泄油管頂端與閥體之間僅4mm間隙，以使僅高出管上端的油液排出。因?yàn)槿绻y體內(nèi)不保持充滿油液，拉動(dòng)操縱滑閥時(shí)壓力油得先充滿閥體，從而會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向操縱的滯后現(xiàn)象。 所使用到的液壓元件有：1、濾油器濾油器在液壓系統(tǒng)中濾掉外部混入或者系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中內(nèi)部產(chǎn)生的液壓油中的固體雜質(zhì)，是液壓油保持清潔，延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。根據(jù)要求粗濾器選擇CWU-A2560，細(xì)濾器選擇ZU-A25020FS。2、齒輪泵齒輪泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。在結(jié)構(gòu)上可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩類。本次設(shè)計(jì)選擇CB-L。3、流量控制閥流量控制閥是依靠改變閥口流通面積大小來改變液阻，控制通過閥的流量，達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的目的。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、調(diào)速閥等。選擇的型號(hào)為L(zhǎng)F3-E10B。4、溢流閥溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制