工程机械底盘.ppt

工程机械底盘,第1节 工程机械底盘的基本构造,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。传动系行走系转向系制动系,第1节 工程机械底盘的基本构造,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。根据动力传递形式分为机械式、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。在挖掘机上采用全液压式传动系统较多。（为什么？）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，但尚未全面推广应用。（450kw）,第1节 工程机械底盘的基本构造,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。,第1节 工程机械底盘的基本构造,转向系转向系用以保证工程机械行走时改变行走方向。履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。,第1节 工程机械底盘的基本构造,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（紧急）制动装置以及辅助制动装置。轨行式工程机械的制动装置与机车车辆的制动装置类似。,第2节 传动系统功用及组成,传动系统的功用动力装置和驱动轮之间的所有传动部件总称为传动系统。工程机械为什么需要传动系统？由于柴油机或汽油机的输出特性具有转矩小、转速高和转矩、转速变化范围小的特点，这与工程机械运行或作业时所需的大转矩、低速度以及转矩、速度变化范围大之间存在矛盾。所以不能把柴油机或汽油机与驱动轮直接相连接。传动系统的功用：将发动机的动力按需要适当降低转速、增加转矩后传到驱动轮上，使之适应工程机械运行或作业的需要。此外，传动系统还具有切断动力的功能，以满足发动机不能有载起动和换档的要求。,第2节 传动系统功用及组成,机械式传动系统的组成,轮式工程机械传动系统简图1-主离合器；2-变速器；3-万向节；4-驱动桥；5-差速器；6-半轴；7-主传动器；8-传动轴,第2节 传动系统功用及组成,机械式传动系统的组成 主离合器：位于发动机和变速器之间，由驾驶员操纵，可根据机械运行作业的实际需要切断或接通传递给变速器总成的动力，以满足机器起步、换档以及不熄火停车的需要。变速器：可以改变机器的行驶速度，或改变方向。万向传动装置：变速器动力输出轴与其他装置的动力输入轴不共线，而且其相对位置在行驶过程中也是变化的，万向传动装置可以满足这个场合的需要。主传动器由一对或两对齿轮组成，除了进一步降低转速、增大扭矩外，还将动力方向改变90度，传递给差速器。差速器：连接两个半轴，实现左右轮不等速滚动。主传动器、差速器和半轴装在同一壳体内，形成一个整体，称为驱动桥。,第2节 传动系统功用及组成,传动系统的组成机械式传动系统的组成,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,第2节 传动系统功用及组成,液力机械式传动系统液力机械式传动系统愈来愈广泛地用在工程机械上。目前，国产ZL系列装载机全部采用液力机械式传动系统。液力机械式传动系统与机械式传动系统相比，主要有以下几个优点：能自动适应外阻力的变化，使机械能在一定范围内无级调节输出轴的转矩和转速。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；液体工作介质能吸收来自内燃机以及外部的冲击和振动，从而提高了机械的寿命；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。,第2节 传动系统功用及组成,液力机械式传动系统的组成,ZL50装载机传动系统简图1-液力变矩器；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,第2节 传动系统功用及组成,全液压式传动系统全液压传动具有结构简单、布置方便、操纵轻便、工作效率高、容易改型换代等优点；近年来，在公路工程机械上应用广泛。例如，具有全液压式传动系统的挖掘机，目前已基本取代了机械式传动系统的挖掘机。,第2节 传动系统功用及组成,全液压式传动系统的组成,全液压式传动系示意图1-辅助齿轮泵；2-双向变量柱塞泵；3-齿轮箱；4-行走轮；5-减速器；6-柱塞式液压马达；7-齿轮式液压泵；8-分动箱；9-柴油机,第3节 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两种。主离合器安装在发动机和变速器之间的飞轮壳内，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。按主、从动元件接合情况的不同，可分为凸爪式、齿轮式、摩擦式和液力式四种。,第3节 主离合器,凸爪离合器又称牙嵌式离合器。大多用于转速不高且不经常进行离合动作之处；常用于分离合器。,细节：主从动轴的结构可否互换？,第3节 主离合器,齿轮式离合器带内齿的齿轮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。,第3节 主离合器,摩擦式离合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。摩擦式离合器通过传动件的摩擦力来连接两轴，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。因此，在传动中使用较广泛。在工程机械上使用较普遍的摩擦离合器有单片式和多片式两种。,第3节 主离合器,1）单片式摩擦离合器单片式摩擦离合器多用作主离合器，它是连接于发动机的第一道传动装置。单片式摩擦离合器工作原理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,第3节 主离合器,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，故传递的扭矩较大。多片式摩擦离合器原理与单片式摩擦离合器相同。传递扭矩的大小与摩擦片的数量成正比。但摩擦片数量过多将不利于离合器的彻底分类。,多片式摩擦离合器 1-主动盘；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；15-销子；16-压盘,第4节 机械变速器,变速器的作用及工作原理主要作用：改变机械的牵引力和行驶速度，以适应外界负荷变化；在发动机旋转方向不变的情况下，使机械前进或后退行驶；在发动机不熄火时，使发动机和传动系保持分离。机械变速器是利用齿轮传动进行工作的。齿轮传动的传动比为：式中：n1、n2主、从动齿轮的转速；z1、z2主、从动齿轮的齿数。,第4节 机械变速器,为了增加齿轮传动的传动化，通常采用多级齿轮传动；其总传动比等于各从动齿轮齿数的连乘积和各主动齿轮齿数的连乘积之比。,如图所示的两级齿轮传动中，其总传动比为：,第4节 机械变速器,动力换档变速器:通过相应换档离合器分别将不同档位的齿轮和轴连接，从而实现换档；一般靠液压操纵，换档动力由发动机提供，所以称为动力换档；优点：切断动力时间短，换档快，操纵轻便，并且可以带负荷不停车换档，从而提高生产率；缺点：结构复杂，传动效率低，但是其优点非常适合工程机械换档频繁的复杂工况。,第4节 机械变速器,动力换档变速器:定轴式动力换档变速器：,离合器3、4都处于分离状态：空档；离合器3闭合：齿轮2和齿轮10配合输出动力，同时带动齿轮5、6、7、8空转；离合器4闭合：切换至另一档位。,第4节 机械变速器,行星式动力换档变速器：,第4节 机械变速器,第5节 液力机械变速系统,液力传动原理：液力传动实际上是一个离心泵涡轮机系统。离心泵：将发动机的机械能转化为液体的动能；涡轮机：将液体的动能转会为涡轮轴的机械能；,第5节 液力机械变速系统,优点:非机械连接，允许有转速差；输出转速和扭矩范围广；发动机不易熄火；变速器结构简化；吸收和减少振动及冲击，故起停平稳，工作舒适；随着外界负荷的变化，可以自动调节其扭矩。目前使用较多的液力传动元件有液力偶合器和液力变矩器两种。,第5节 液力机械变速系统,液力偶合器:由固定在主动轴上的泵轮3（主动轮）和固定在从动轴上的涡轮2（从动轮）两大部分组成。两轮成碗状，其径向排列有许多叶片，两轮面对面地连接安装，并有34mm的间隙。环形空腔：循环圆。,液力偶合器及其装配图(a)外貌图(b)原理图 1-主动轴；2-涡轮；3-泵轮；4-从动轴；5-接盘,第5节 液力机械变速系统,工作原理工作液既绕泵轮轴做圆周运动，同时又在离心力的作用下从叶片的内缘向外缘流动。外缘压力高于内缘，压力差取决于泵轮的半径和转速。泵轮转速大于涡轮转速时，液体的流向；流动路线是个螺旋线。环流运动：传递动能。只能用来传递扭矩，不能改变扭矩的大小，故目前工程机械的传动系中应用很少。,第5节 液力机械变速系统,液力变矩器:三个轮的内腔共同构成一个液体循环路线。液力变矩器工作时，工作液在三个轮内作环形运动。在环形运动中，由于导向轮3的影响，使涡轮输出的扭矩大于泵轮输入的扭矩，以实现变矩作用。涡轮的总扭矩等于泵轮扭矩和导轮反作用扭矩之和。液力变矩器输出的扭矩与输入的扭矩之比称为变矩系数，通常用“K”来表示。,液力变矩器简图1-泵轮；2-涡轮；3-导向轮,第6节 驱动桥,轮胎式万向传动装置：万向节、传动轴主传动器差速器履带式转向离合器制动器及其操纵机构终传动,第6节 驱动桥（轮胎式）,（一）万向传动装置1、作用及组成变速器都被固定在车架上。主传动器的后桥是通过钢板弹簧与车架连接的。,万向节传动装置的作用 1-变速器；2-万向传动装置；3-驱动桥；4-后悬架；5-车架,变速器的第二轴1与主传动器主动轴2不在同一轴线上，而有一定的交角，由于钢板弹簧的弹性变形，这个交角及变速器与主传动器之间的距离还要经常变化。如果变速器与主传动器之间用一根整体轴刚性的连接，显然是不行的。因此，必须采用万向传动装置。,第6节 驱动桥（轮胎式）,2、万向传动装置构造及工作原理万向传动装置是由万向节和可伸缩的传动轴组成。前者解决角度变化的问题；后者解决轴距变化的问题。,普通万向节示意图 1-主动轴；2,4-万向节叉；3-十字轴；5-从动轴,十字轴刚性万向节结构图,1520度,第6节 驱动桥（轮胎式）,（1）万向节 一个万向节传动中，当主动叉等速度旋转时，从动叉是不等速的。角速度周期性变化，引起扭转振动。,第6节 驱动桥（轮胎式）,为了达到等速传动的目的，可采用两个万向节串联安装的方法，在两个万向节2和3之间用传动轴将其连接。理论和实践证明：只要传动轴两端的万向节叉位于同一个平面，并且主动轴和从动轴与传动轴的夹角相等，那么就可以使从动轴和主动轴的角速度相等。,双向万向节等速传动布置图1，3-主动叉；2,4-从动叉,第6节 驱动桥（轮胎式）,(2)传动轴转速相当高的长轴；一般制成空心；钢板卷制焊接；动平衡：贴焊平衡片；平衡精度：离心力；最简单的传动轴：由一根可伸缩传动轴和两个万向节组成。直接选用汽车传动轴（贵阳WL60型挖掘机）,解放CA141型汽车的传动轴总成,第6节 驱动桥（轮胎式）,(2)传动轴计算：强度计算：临界转速：,第6节 驱动桥（轮胎式）,主传动器由万向传动装置输入驱动桥的动力，首先传给主传动器2，然后经差速器3分配给左、右两根半轴4，最终传至轮毂5，使安装在轮毂上的驱动轮行驶。主传动器的作用是降低转速、增大扭矩及改变旋转轴线的方向。,驱动桥示意图1-驱动桥壳；2-主减速器；3-差速器；4-半轴；5-轮毂,第6节 驱动桥（轮胎式）,主传动器的形式单级式双级式：传动比大，多用于中型和大型汽车。,主传动器型式1-主动锥齿轮（与传动轴相连）；2-从动锥齿轮；3-主动圆柱齿轮；4-从动圆柱齿轮；5-半轴,第6节 驱动桥（轮胎式）,差速器1、差速器的作用轮式机械在行驶过程中，经常需要使左、右两侧驱动轮以不同的速度旋转。车轮在路面上的滑动会使轮胎的磨损加剧，转向困难，燃料消耗增加。当轮式机械在不平的道路上行驶，或左、右驱动轮因气压不等、磨损程度不同以及负荷不等时，也会发生类似的车轮滑移现象。为了消除滑移现象，必须要在轮式机械左、右驱动轮两根半轴之间安装差速器。差速器的作用是向两半轴传递相同的扭矩，并允许两半轴以不同的转速旋转。,第6节 驱动桥（轮胎式）,2、差速器工作原理,第6节 驱动桥（轮胎式）,3、差速器的构造及原理目前应用最多的差速器是锥形行星齿轮式差速器，差速器壳2用螺栓与主传动器从动锥形齿轮3连接成一体，差速器壳内装有行星齿轮5（两个或四个）、行星齿轮轴4、半轴齿轮7和8，它们可以随差速器壳一起旋转。行星齿轮5与左右两个半轴齿轮7和8啮合。,锥形行星齿轮式差速器1-左半轴；2-差速器壳；3-主传动器从动锥形齿轮；4-行星齿轮轴；5-行星齿轮；6-右半轴；7-右半轴齿轮；8-左半轴齿轮,第6节 驱动桥（轮胎式）,4、差速器工作过程当轮式机械沿平路直线行驶时，两驱动轮在同一时间内驶过相同的路程。这时，差速器壳2与两个半轴齿轮7和8以及两驱动车轮同速旋转。当机械转弯时，内侧的驱动车轮阻力较大，因而与其相连的半轴齿轮就旋转得比差速器壳慢。这时行星齿轮不但随差速器壳作圆周运动（公转），而且还绕其自身的轴4转动（自转），于是就加速了另一个半轴齿轮的转速，从而使两侧的驱动轮转速不等（外侧大于内侧），保证了机械的顺利转弯。当一侧的驱动轮由于附着力不足而打滑时，它就飞快空转，另一侧的驱动轮就停转，这时机械便停驶。打滑一侧的半轴齿轮其转速为差速器壳转速的两倍。差速锁：凸爪离合器形式。,第6节 驱动桥（履带式）,履带式驱动桥：传动系中由变速器至驱动轮之间所有部件的总称。功能：降低转速，增大扭矩，将旋转轴线改变90度；利用转向离合器和制动器的配合实现转向。,第6节 驱动桥（履带式）,转向原理：较大半径转向：部分分离或完全分离内侧的转向离合器；原地转向：完全分离，同时将内侧履带制动。离合器压紧方式：弹簧，液压或弹簧液压；分离方式：液压分离，杠杆分离。,第6节 驱动桥（履带式）,转向离合器的操纵机构：机械式：操纵力大，仅用于小型工程机械；液压式：适用于大型工程机械；液压助力式：适用于大型工程机械；,第6节 驱动桥（履带式）,制动器：主要功能是配合转向离合器控制转向半径；在斜坡上实现停车制动。结构：多采用带式制动器，可以利用转向离合器的从动鼓作为制动鼓，从而使结构简单紧凑。根据作用方式的不同：单向作用式制动器，浮式制动器。,第6节 驱动桥（履带式）,带式制动器工作原理：单向作用式制动器,固定端,活动端,结合杠杆,自行增力作用制动带的拉紧方向与制动鼓的旋转方向一致时，摩擦力F1可以促使制动带沿其转动方向自行拉紧；方向相反时，摩擦力F2与拉紧力方向不同，会阻碍制动带的拉紧。,第6节 驱动桥（履带式）,带式制动器工作原理：浮式制动器,逆时针,顺时针,浮式制动臂,两端都固定于浮式制动臂上；固定端可以根据制动鼓的旋转方向改变；始终保持“自行增力”作用广泛应用于大型工程机械,第6节 驱动桥（履带式）,终传动：是指转向机构之后，驱动轮之前的传动机构，即装于驱动桥外侧的齿轮减速器。功能：将中央传动传来的动力做最后的减速和增矩，传给驱动轮。一般采用二级减速：二级外啮合式圆柱齿轮：结构简单，体积大；一级外啮合圆柱齿轮与一级行星齿轮组合：减速比大，结构紧凑，但结构复杂，加工调整要求高。,第6节 驱动桥（履带式）,二级综合终传动,第7节 车架与行驶系统,一、典型车架结构二、履带式走行系统三、轮式走行系统四、轮式底盘制动系统五、轮式底盘转向系统,第7节 车架与行驶系统,一、典型车架结构车架是整个机械的基础，机械的大部分部件和总成都通过它来固定位置；车架的构造必须满足整机布置和整机性能的要求；此外，机械的各种受力以及行驶和作业中的冲击，最后都传到车架。为保证整机的正常工作，车架还必须具合足够的强度和刚度，同时质量要小。车架的构造根据机种、要求的不同，其形式也不相同。轮式工程机械的车架，一般分为整体式和铰接式两大类；,第7节 车架与行驶系统,(一)整体式车架整体式车架由两根纵梁和若干根横梁采用铆接或焊接的方法连接成框架。纵梁由钢板冲压而成，断面一般为槽形。对于重型机械的车架，为了提高车架的抗扭强度，纵梁断面可采用箱形结构。横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向荷载，而且还用来支承机械的各个部件。因此，横梁在车架上的位置、形状及其数量应由架的受力情况及机械的总体布置要求来决定。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,(二)铰接式车架铰接式车架一般由前、后车架通过车架之间销轴铰接而成，并通过转向机构使前车架相对后车架转动；铰接式车架具有较小的转弯半径；铰接式车架的铰点一般采用销套式、球铰式和滚锥轴承式等形式。销套式具有结构简单，工作可靠等优点，但上、下铰点销孔的同心度要求高，上、下铰点间距离不宜过大。一般适用于中、小型工程机械上；球铰式可改善铰销的受力情况，增加上、下铰销之间的距离，一般适用于大型装载机上；滚锥轴承式能使前后车架偏转更为灵活，但结构较为复杂，成本较高。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,二、履带式走行系统(一)履带式走行系统的功用和构造履带式走行系统的功用是支持机体，并将驱动链轮上的转矩变成牵引力，使机械进行作业和行驶。,第7节 车架与行驶系统,特点：与轮式走行系统相比，履带式走行系统的支承面积大，接地比压力小(一般小于0.1MPa)适合在松软或泥泞的场地进行作业，通过性能较好。另外，履带支承面上有履齿，不易打滑，牵引附着性能好。但是，履带式走行系统结构复杂，质量大，减振功能差，“四轮一带”磨损严重，维护费用高，因此行驶速度低，机动性较差。,第7节 车架与行驶系统,(二)台车架及悬架1台车架台车架是走行机构的主体。,T220型推土机：加强槽钢的箱形断面纵梁；前端焊有导向板条，供引导轮支架移动用；下面焊有弹簧箱；内侧焊有斜撑臂。具有足够的强度，可承受工作时的巨大冲击载荷。,第7节 车架与行驶系统,2悬架车架和台车架之间的连接元件。功能：将机体重量的全部或部分传给支重轮，再由支重轮传给履带。同时还具有缓冲作用，可以减轻走行装置产生的冲击振动。类别：弹性悬架，半刚性悬架，刚性悬架。工程机械多采用半刚性悬架和刚性悬架。,第7节 车架与行驶系统,(三)四轮一带1履带功用：支承整机重量；保证产生足够的牵引力。经常在泥水砂石中工作，工作环境恶劣，是最容易磨损的部件。因此，除了要求良好的附着性能外，还要求有足够的强度、刚度和耐磨性。履带板履带销；履带板的结构：整体式，组合式；,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,整体式：结构简单，拆装方便，质量轻；但履带销与销孔的间隙较大，容易进入泥沙，磨损较快，一旦损坏只能整块更换；多用于行驶速度低、作业地带好的场合；组合式：密封性能好，能适应恶劣的施工环境，可单独更换易损件，广泛应用于推土机、装载机等。,第7节 车架与行驶系统,2、驱动轮安装在最终传动的从动轴或从动轮毂上；用来卷绕履带，使终传动传来的驱动力矩变成驱动力；组合式：齿圈（整体或分段），轮毂；整体式；,第7节 车架与行驶系统,3、支重轮支承机体重量；导向作用，夹持履带，使其不沿横向滑脱；转弯时迫使履带在地面上滑移；工作条件差，承受强烈冲击，要求转轴部分密封可靠，轮缘耐磨。4、托轮托住履带，防止履带下垂过大，以减小履带在运动中的振跳现象；防止履带横向滑落；形状与支重轮相似，但承受载荷小，工作条件也较好，所以尺寸较小。,第7节 车架与行驶系统,5、引导轮支撑履带，并引导履带的正确运动；与张紧装置配合，使履带保持一定的张紧度，并缓和从地面传来的冲击力；履带张紧可防止在运动中脱落。,第7节 车架与行驶系统,三、轮式走行系统轮式机械的走行系统是用来支持整机的重量和荷载，并保证机械的正常行驶和进行各种作业。轮式走行系统通常由车架、车桥、悬架和车轮等组成。,第7节 车架与行驶系统,对于行驶速度较低的轮式工程机械，为保持其作业时的稳定性，一般不装悬架，而将车桥直接与车架连接，仅依靠低压的橡胶轮胎缓冲减振；对于行驶速度高于4050 kmh的工程机械，则必须装有弹性悬架装置。悬架装置有用弹簧钢板制作的，也有用气一油为弹性介质制作的。后者的缓冲性能较好，但制造技术要求高。,第7节 车架与行驶系统,（一）车桥车桥是一根刚性的实心梁或空心梁，它的两端装有车轮，用来支承机械的重量，并将车轮上的牵引力、制动力和侧向力传给车架。车桥一般分为驱动桥、转向桥和转向驱动桥三种。驱动桥只传递动力，其车轮不相对车桥偏转；转向桥只偏转车轮完成转向，但不传递动力；转向驱动桥既要传递动力，又要偏转车轮。,第7节 车架与行驶系统,1转向桥通过操纵机构使转向车轮偏转一定角度，以实现车辆的转向。除承受垂直反力外还承受制动力、侧向力以及这些力引起的力矩。主要由前梁、转向节和轮毂等三部分组成。,第7节 车架与行驶系统,2转向驱动桥在一些铲土运输机械中，为了获得最大的牵引力，多采用全轮驱动，即前后桥都是驱动桥。对于具有整体式车架、用偏转车轮转向的铲土运输机械，必须有转向驱动桥才能使驱动轮兼有传递动力与转向的功能。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,(二)车轮与轮胎承受整机重量和载荷，实现滚动行驶；传递车辆和路面之间各种力和力矩；轮胎和悬架一起共同缓和与吸收不平路面所产生的振动和冲击。1车 轮车轮由轮毂、轮辋以及这两个元件之间的连接部分组成。按连接部分构造的不同，车轮可分为盘式和辐式两种，盘式车轮应用最广。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,2轮胎(1)轮胎的构造：目前工程机械中常用的多为有内胎的轮胎。它由外胎、内胎、衬带三部分组成。,内胎：环形软橡胶圈；衬带：带状橡胶环，在内胎下面，隔离开轮辋和外胎的硬胎圈；外胎：具有一定强度的弹性外壳，保护内胎。,第7节 车架与行驶系统,外胎：胎面，胎体，胎圈；胎面：胎冠，胎侧，以及两者之间的胎肩；要求具有较高的耐磨性能，并且具有一定形状的花纹，以提高附着力；胎体：帘布层，缓冲层；帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，并承受轮胎受压时胎内的张力；缓冲层位于胎面和帘布层之间，由较稀的挂胶布组成，用于吸收胎面的冲击，保护帘布层；胎圈：钢丝圈，帘布层包边，胎圈包布；用以使外胎牢固的安装在轮辋上。,第7节 车架与行驶系统,胎面,胎体,胎圈,第7节 车架与行驶系统,(2)轮胎的类型：按充气压力：高压胎（0.50.7MPa），低压胎（0.150.45MPa），和超低压胎（小于0.15MPa）；按帘布线排列的不同：斜交胎（普通胎）、子午胎、带束斜交胎；斜交胎：各层帘布线交角为4854度；转向和制动性能良好，胎体坚固，胎壁不易损伤，生产成本低；但在耐磨性、滚动阻力、减震性以及附着性能方面较差；子午胎：各层帘布线与轮胎圆周的交角为90度，帘线受力与轮胎变形方向一致，因此承载能力大而层数少。优点是附着性能好，滚动阻力小，承载能力大，耐磨性与耐扎刺性好；缺点是轮胎臂薄，变形大，生产成本高；带束斜交胎：帘布线排列类似于斜交胎，缓冲层类似于子午胎，在结构上介于二者之间，综合了斜交胎胎体坚固、稳定性好以及子午胎耐磨性能、附着性能好等优点。,第7节 车架与行驶系统,四、轮式底盘制动系统,第7节 车架与行驶系统,上述制动系统包括两大部分：制动器和制动驱动机构。用来直接产生制动力矩迫使车轮转速降低的部分称为制动器；它的主要部件是由旋转元件和固定元件组成的摩擦副；制动踏板、制动总泵和制动分泵等传力、助力机构，总称为制动驱动机构；其作用是将来自驾驶员的作用力传到制动器，使其中的摩擦副互相压紧，产生制动力矩。,第7节 车架与行驶系统,制动器根据工作原理的不同可分为机械摩擦式制动器和液力式制动器两类。机械摩擦式制动器制动力的获得是靠摩擦副的相互摩擦产生的。按其结构形式的不同又分为蹄式、盘式和带式三种。液力式制动器靠连接在传动轴上的泵轮叶片搅动液体，产生阻尼来进行制动的。,第7节 车架与行驶系统,1蹄式制动器蹄式制动器根据受力不同：非平衡式平衡式自动增力式,第7节 车架与行驶系统,非平衡式制动器紧蹄和松蹄效应；由于N1N2、F1F2，不但两制动蹄的制动效能不同，而且对制动鼓的作用力也不平衡，两制动蹄摩擦衬片的磨损也不相同。所以称为非平衡式制动器。如果制动鼓按顺时针转动，则右蹄为紧蹄，左蹄为松蹄，仍然为非平衡式。,第7节 车架与行驶系统,平衡式制动器无论制动鼓正转还是反转，两制动蹄受力均相同，制动效能也相同，所以称为平衡式制动器。但多增加了一个分泵，结构较复杂。,第7节 车架与行驶系统,自动增力式制动器若制动鼓按逆时针旋转，则左制动蹄显然是紧蹄，右蹄在传力杆的推动下，以上端销轴为支点也成为紧蹄，而且比左制动蹄的增势作用还大，称为增力紧蹄。所以这种制动器称为自动增力式制动器。,其特点是制动效能高；但制动力矩增加过猛，制动的平顺性较差。而且摩擦系数稍有降低，制动力矩将急剧下降。这种制动器多用于手制动器，或用于不宜采用加力器又要求制动力矩大的机械上。,第7节 车架与行驶系统,凸轮张开式制动器凸轮的外形是以轴心为对称的；当凸轮转过一定角度时，对两制动助产生推力P1、P2；若制动鼓为逆时针旋转，则左制动蹄为紧蹄，右制动蹄为松蹄。,在使用一段时间之后，受力大的紧蹄必然磨损大。由于两制动蹄顶端推开的距离相等，最终导致N1N2、F1F2，制动器由非平衡式变为平衡式。如果制动鼓顺时针转动则右制动蹄成为紧蹄、左制动蹄成为松蹄。制动原理和上述完全相同。,第7节 车架与行驶系统,2盘式制动器盘式制动器是以圆盘的两端面作为制动面来进行制动的。按结构的不同，可分为：钳盘式制动器全盘式制动器,第7节 车架与行驶系统,(1)钳盘式制动器钳盘式制动器是以带摩擦衬块的夹钳从两边夹紧旋转圆盘来进行制动的。制动盘16用螺钉1固定在轮毂上；而两制动钳对称安装在制动盘外缘。制动时，左、右活塞在液压油的作用下分别向右、左方向移动，推动底板5使摩擦衬片6压向制动盘，产生制动力矩。同时使回位弹簧12拉伸。一旦制动液压消除，活塞在回位弹簧的作用下将回复原位。,第7节 车架与行驶系统,(2)全盘式制动器制动器外壳由外盖2和内盖1用12个长螺栓6连成一体，外壳通过螺栓与桥壳或转向节固定。长螺栓上有键，它与制动器三个固定盘7上的键槽配合，使得固定盘只能轴向移动；固定盘之间夹装的三个转动盘4用花键与花键轴套5滑动配合，花键铀套通过螺栓连接在轮毂上。扇状的摩擦片3粘结在固定盘上，并用铆钉铆紧。在制动器的内盖上装有4只制动分泵8，分泵内装有机械式活塞自动回位机构。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,五、轮式底盘转向系统(一)转向系统的作用和分类转向系统的作用是使机械按照驾驶员的意图达到转弯或直线行驶的目的。转向系统应能根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶，并能按要求灵活地改变行驶方向。轮胎式机械的转向都是通过操纵方向盘来实现的。根据转向方式的不同，可分为偏转车轮转向和铰接式转向两大类。按操纵力来源的不同，又可分为人力式(机械式)和动力式两种。,第7节 车架与行驶系统,偏转车轮转向一般用于整体式车架，它可分为前轮转向、后轮转向和全轮转向三种；铰接式转向用于铰接式车架，它是利用转向器和转向油缸使前、后车架发生相对转动来达到转向的目的。,第7节 车架与行驶系统,(二)偏转车轮式转向1转向系统的组成及工作原理,第7节 车架与行驶系统,2、动力转向为什么需要动力转向？轮式工程机械的转向阻力矩大，工作中又要求频繁转向。为了减轻司机的疲劳，多数工程机械都采用动力转向。采用动力转向，驾驶人员只需要很小的力来操纵控制元件，克服转向阻力的能量是由发动机提供的。目前，国内外用的最多的是液压常流式滑阀结构的动力转向。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,在开始转向时，由于转向阻力大转向垂臂14和转向螺母12保持不动，因而转向螺杆就必然相对螺母做轴向位移。位移的方向取决于方向盘的转动方向。这时，阀芯随之一起做轴向移动，使油路发生变化，压力油经转向阀后流入转向油缸15，推动活塞移动，使转向轮偏转。在转向轮转动的同时，转向螺母12随同活塞产生相反的轴向移动，并在转向轮转过与方向盘转角成一定比例的角度后，使阀芯回到中间位置。如果需要继续转向，则应继续转动方向盘。阀芯的位移使转向油缸产生位移，而转向油缸的位移又反过来消除阀芯的位移，从而保证了转向轮的偏转角度与方向盘的转动角度保持随动关系，因此转向阀又称随动阀。,第7节 车架与行驶系统,(三)铰接式转向前车架1与后车架6通过铰销4连成一体，由于两侧转向油缸的伸缩使前后车架相对偏转，从而达到转向的目的。与方向盘固接在一起的转向轴9与转向控制阀5(三位四通阀)连成一体，转动方向盘可以使转向控制阀处于三种不同的位置。图示为使油缸闭锁的中位，上位为右转位置，下位为左转位置。转向轴中部所制的螺杆与螺母相配，而螺母外面的“齿条”与转向垂臂10上的齿扇相啮合；此外，转向铀上部还装有两个限位板，用以限制转向轴轴向移动量的最大值。随动杆11一端与前车架相连，另一端与装在后车架上的转向垂臂相接。,第7节 车架与行驶系统,第7节 车架与行驶系统,铰接式转向的主要优点：结构简单、转向半径小、机动性强、作业效率高；如铰接式装载机的转向半径约为后轮转向装载机转向半径的70，作业效率提高20；缺点是转向稳定性差，转向后不能自动回正，且保持直线行驶的能力差。,