最新A工程机械底盘之传动系课件.ppt

1、底盘的底盘的作用作用：工程机械底盘是整机的支承，并能使整机以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。作业所需要的速度和牵引力沿规定方向行驶。底盘的底盘的分类分类 按行走系的特点分：按行走系的特点分：（1 1）轮式底盘轮式底盘：传动系，制动系，转向系，行：传动系，制动系，转向系，行走系走系 （2 2）履带式底盘履带式底盘：传动系，转向系（包括制：传动系，转向系（包括制动），行走系，回转支承装置（承载型）动），行走系，回转支承装置（承载型）1、离合器、离合器2、变速箱、变速箱3、万向节、万向节4、驱动桥、驱动桥5、差速器、差速器6、半轴、半轴7、主减速器、主减

2、速器8、传动轴、传动轴 履带式工程机械传动系统简图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履带式机械传动与轮式机械传动履带式机械传动与轮式机械传动有何不同？有何不同？转向方式不同转向方式不同：即履带式工程机械在驱动桥内设置了即履带式工程机械在驱动桥内设置了转向离合器转向离合器。另外，在动力传至驱动链轮之前，为进一步减速增矩，另外，在动力传至驱动链轮之前，为进一步减速增矩，增设了增设了终传动终传动装置，以满足履带式机械较大牵引力的需装置

3、，以满足履带式机械较大牵引力的需求。求。（2 2）液力机械传动液力机械传动 轮式：发动机变矩器（动力换档）变速箱 传动轴主传动器、差速器轮边减速器 履带式：发动机变矩器（动力换档）变速箱 中央传动终传动装置 优点：变速箱档位少，动力换档轻，简化结构；发动机功率利用好，防熄火，换档次数少，劳动强度低；传动系振动小，机械零部件寿命长；机械可实现零起步，起步平稳。缺点：（与机械传动系比较）成本相对较高，传动效率较低。适用范围：中、大型施工机械（推土机、装载机、铲运机），高级轿车，重型汽车等。1-液力变矩器液力变矩器2-单向离合器单向离合器3-行星变速器行星变速器4-换档离合器换档离合器5-脱桥机构脱

4、桥机构6-传动轴传动轴ZL50装载机传动系统简图装载机传动系统简图液力机械式传动系统与机械式传动液力机械式传动系统与机械式传动系统相比有何优点？系统相比有何优点？（1）能自动适应外阻力的变化能自动适应外阻力的变化，使机械能在一定范围内，使机械能在一定范围内无级地变更其输出轴转矩与转速，当阻力增加时，则无级地变更其输出轴转矩与转速，当阻力增加时，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；与生产率；（2）因液力传动的工作介质是液体，所以）因液力传动的工作介质是液体，所以能吸收并消除能吸收并消除来自内燃机及外部的冲击和振动来自内燃机及外部

5、的冲击和振动，从而提高了机械的，从而提高了机械的寿命；寿命；（3）因液力装置自身具有）因液力装置自身具有无级调速无级调速的特点，故变速器的的特点，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。了驾驶员的劳动强度，简化了机械的操纵。（3 3）液压传动液压传动（静液压式和液压机械式）（静液压式和液压机械式）静液压式：发动机 液压泵 液压马达 轮边减速器 液压机械式：发动机 液压泵 液压马达 减速箱 轮边减速器 优点：无级变速，速度变化范围大，可实现微动；系统元件少，布置方便，维护和操作简单；液压系统本身可

6、实现制动。缺点：液压元件加工精度和密封要求高，国产件的寿命 短，使用维护要求高。静液式传动系示意图静液式传动系示意图驱动桥驱动桥液压马达液压马达油泵油泵发动机发动机液压自动控制装置液压自动控制装置变速操纵杆变速操纵杆 挖掘机的挖掘机的全液压式传动系示意图全液压式传动系示意图 1-辅助齿轮泵；2-柱塞泵；3-齿轮箱；4-行走轮；5-减速器；6-柱塞式液压马达；7-液压泵；8-分动箱；9-柴油机 （4 4）电传动电传动 组成：内燃机 发电机 电动机 减速装置 驱动轮 优点：动力装置与车轮间无刚性联系，易总体布置和维修；无级变速，功率利用好；电动轮通用性好，易组合成多种驱动形式；可采用电制动，制动器

7、寿命长，系统易实现自动化，操作方便。缺点：价高，耗有色金属量大，自重大。适用于大型、重型作业机械。传动系主要部件之传动系主要部件之离合器离合器一、主离合器一、主离合器 离合器的离合器的作用作用是按工作需要随时将两轴连接或分开。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，可分为按其安装位置的不同，可分为主离合器主离合器和和分离合器分离合器。主离合器主离合器安装在发动机和变速器之间的飞轮壳内，安装在发动机和变速器之间的飞轮壳内，它是传动系力流的枢纽，其主要用途是它是传动系力流的枢纽，其主要用途是临时切断动力临时切断动力，使变速器能使变速器能顺利挂档和换档，顺利挂档和换档，利用利用打滑保护

8、打滑保护传动系统避传动系统避免过载。免过载。离合器的离合器的分类分类根据离合器的工作原理，离合器可分为根据离合器的工作原理，离合器可分为摩擦式摩擦式、液力式液力式和和电磁式电磁式等几种。广泛使用的是摩擦式离合器。等几种。广泛使用的是摩擦式离合器。根据从动摩擦盘片数可分为：根据从动摩擦盘片数可分为：单片单片、双片双片和和多片多片等。等。根据摩擦片的工作条件又可分为：根据摩擦片的工作条件又可分为：干式干式和和湿式湿式（在油中工（在油中工作）。作）。按照离合器压紧弹簧的数目和布置方式，离合器分为按照离合器压紧弹簧的数目和布置方式，离合器分为周布周布弹簧式弹簧式、中央弹簧式中央弹簧式、膜片弹簧膜片弹簧

9、离合器等。离合器等。根据根据离合器的驱动方式可分为根据根据离合器的驱动方式可分为机械式机械式、动力式动力式和和助助力式力式等三种。等三种。根据离合器自然状态下的结合与分离情况，又可分为根据离合器自然状态下的结合与分离情况，又可分为经常经常结合式结合式离合器和离合器和非经常结合式非经常结合式离合器。离合器。摩擦式离合器按主、从动元件接合方式，可分为凸爪摩擦式离合器按主、从动元件接合方式，可分为凸爪式、齿轮式、盘式等。式、齿轮式、盘式等。1 1、凸爪离合器、凸爪离合器 凸爪离合器又称凸爪离合器又称牙嵌式牙嵌式离合器离合器,当离合器当离合器啮合时，连接两轴而传递动力；而当离合器分啮合时，连接两轴而传

10、递动力；而当离合器分离时，分开两轴而切断动力。离时，分开两轴而切断动力。这种离合器大多这种离合器大多用于转速不高且不经常进行离合动作之处，它用于转速不高且不经常进行离合动作之处，它用于分离合器。用于分离合器。2 2、齿轮式离合器、齿轮式离合器 如图，带内齿的齿轮如图，带内齿的齿轮2空套空套在轴在轴3上，带外齿的齿轮上，带外齿的齿轮1通过通过导向平键或花键安装轴导向平键或花键安装轴3上，当上，当右移齿轮右移齿轮1时，则时，则1、2两齿轮的两齿轮的内外齿正好啮合，动力从轴内外齿正好啮合，动力从轴4经经齿轮齿轮5和和2传给齿轮传给齿轮1，使轴，使轴3旋旋转；当左移齿轮转；当左移齿轮1时，则时，则1、

11、2两两齿轮的内外齿便分开，动力被切齿轮的内外齿便分开，动力被切断，轴断，轴3停止转动。停止转动。通常用于变速器的换档齿通常用于变速器的换档齿轮上，一般称为轮上，一般称为啮合套啮合套或同步器。或同步器。汽车变速箱，换档采用这种同步汽车变速箱，换档采用这种同步器。器。上述两种离合器的上述两种离合器的缺点缺点:接合动作应在两轴同时不回转或两轴的接合动作应在两轴同时不回转或两轴的转速差很小转速差很小时才能进行，并在接时才能进行，并在接合时会产生冲击。合时会产生冲击。3 3、摩擦式离合器、摩擦式离合器 摩擦式离合器是通过传动件的摩擦力来连接两轴的，摩擦式离合器是通过传动件的摩擦力来连接两轴的，接合动作平

12、稳，同时可以在两轴不停转和不减速的情况下接合动作平稳，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。进行接合或分离动作。（1 1）单片式摩擦离合器单片式摩擦离合器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-从动轴离合器的组成 主动部分主动部分：飞轮、离合器盖、压盘：飞轮、离合器盖、压盘 从动部分从动部分：从动盘（带摩擦片）、从动轴：从动盘（带摩擦片）、从动轴（变速箱输入轴）（变速箱输入轴）压紧机构压紧机构：压紧弹簧：压紧弹簧 分离机构分离机构；踏板、分离拨叉、分离套筒、；踏板、分离拨叉、分离套筒、分离轴承

13、、分离杠杆分离轴承、分离杠杆摩擦式离合器的摩擦式离合器的工作原理工作原理分离过程分离过程：踏板踩下，经踏板踩下，经拉杆使分离轴承前拉杆使分离轴承前移，因而克服了弹移，因而克服了弹簧力后移，结果出簧力后移，结果出现分离状态，动力现分离状态，动力被分离。被分离。结合过程结合过程：踏板松掉，在踏板松掉，在弹簧作用下，压盘弹簧作用下，压盘前移，将从动盘紧前移，将从动盘紧压在飞轮上，结果压在飞轮上，结果出现结合状态出现结合状态分离状态接合状态 摩擦式离合器的结构摩擦式离合器的结构 汽车离合器处于汽车离合器处于经常啮合经常啮合的状态；的状态；弹簧压紧使主从动件结合，利用弹簧压紧使主从动件结合，利用摩擦传递

14、动力摩擦传递动力；当当分离时分离时，踩下踏板，克服弹簧压紧力，踩下踏板，克服弹簧压紧力；再再结合时结合时，松开踏板，弹簧作用：开始时，主从，松开踏板，弹簧作用：开始时，主从动件转速不同，离合器处于打滑状态，随着结合动件转速不同，离合器处于打滑状态，随着结合程度的增加，二者转速相等，完全结合；程度的增加，二者转速相等，完全结合；离合器传递的离合器传递的最大转矩最大转矩取决于摩擦面间的最大静取决于摩擦面间的最大静摩擦力矩（对一定的离合器是一定值，输入转矩摩擦力矩（对一定的离合器是一定值，输入转矩超过此值，离合器即打滑，从而防止了超载）；超过此值，离合器即打滑，从而防止了超载）；影响离合器最大转矩的

15、影响离合器最大转矩的因素因素：压紧力、摩擦系数、：压紧力、摩擦系数、摩擦面数目、摩擦面尺寸。摩擦面数目、摩擦面尺寸。摩擦离合器的工作特点摩擦离合器的工作特点主动部分主动部分飞轮、压盘，传飞轮、压盘，传动片动片从动部分从动部分从动盘从动盘压紧机构压紧机构1616个螺旋弹簧个螺旋弹簧传力路线传力路线：（1 1）飞轮、摩擦）飞轮、摩擦片、从动片；片、从动片；（2 2）飞轮、）飞轮、8 8个个螺钉、离合器盖、螺钉、离合器盖、四组传动片、压四组传动片、压盘、摩擦片、从盘、摩擦片、从动片动片操纵机构操纵机构 踏板、分离叉、分踏板、分离叉、分离轴承、分离杠杆离轴承、分离杠杆内端、外端、压盘内端、外端、压盘后

16、移后移离合器的调整离合器的调整 离合器的间隙离合器的间隙 正常结合时，分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，在分离轴承与分离杠正常结合时，分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，在分离轴承与分离杠杆内端应留有的一定量的间隙（杆内端应留有的一定量的间隙（3-4mm3-4mm）。）。离合器踏板的自由行程离合器踏板的自由行程 从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程是自由行程（从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程是自由行程（30-40mm）。）。离合器踏板的工作行程离合器踏板的工作行程 消除自由间隙后，继续踩下离合器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行程消除自由间隙后，继续踩下离合

17、器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行程是工作行程。是工作行程。间隙的调整间隙的调整 离合器在使用过程中，从动盘会因磨损而变薄，使自由间隙离合器在使用过程中，从动盘会因磨损而变薄，使自由间隙变小，最终会影响离合器的正常接合，所以离合器使用过一段时变小，最终会影响离合器的正常接合，所以离合器使用过一段时间后需要调整。间后需要调整。离合器调整的离合器调整的目的目的是保证合适的自由间隙；离合器调整的部是保证合适的自由间隙；离合器调整的部位和方法依具体车型而定（如拧动分离拉杆上的调整螺母，以改位和方法依具体车型而定（如拧动分离拉杆上的调整螺母，以改变拉杆的有效长度）。变拉杆的有效长度）。jxt

18、z（2）双片式摩擦离合器双片式摩擦离合器结构特点结构特点：主动部：主动部分增加了一个中间分增加了一个中间压盘；从动部分采压盘；从动部分采用两个从动盘。用两个从动盘。性能特点性能特点：可传递：可传递较大的扭矩；难于较大的扭矩；难于彻底分离；结构复彻底分离；结构复杂、散热差。杂、散热差。双双片片弹弹簧簧离离合合器器 特点：双压盘、双从动盘，限位螺钉（2 2）多片式摩擦离合器）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，由于摩擦面较多，故传递的扭矩较大。履带式推土机上常用作转向离合器转向离合器。1-主动盘；2-压紧弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-弹簧杆；6-螺帽；7-主动鼓；8-从动鼓

19、；9-从动盘；10-松放圈；11-接盘；12-短半轴；13-分离轴承；14-轴承座；15-销子；16-压盘 膜片弹簧式离合器膜片弹簧式离合器工作原理：工作原理：根据摩擦原理，通过根据摩擦原理，通过薄弹簧钢板制成的带有锥度的膜片薄弹簧钢板制成的带有锥度的膜片式压紧弹式压紧弹簧将与变速器连接的从动盘和与发动机连接的主动盘压紧在一起，从簧将与变速器连接的从动盘和与发动机连接的主动盘压紧在一起，从而以摩擦的形式传递发动机的转矩。而以摩擦的形式传递发动机的转矩。优点优点：膜片弹簧本身兼起膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆压紧弹簧和分离杠杆的作用，使得离合器结的作用，使得离合器结构大为简化质量减小，并显著

20、地缩短了离合器的轴向尺寸。构大为简化质量减小，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀压力分布均匀，摩擦片的，摩擦片的接触良好，磨损均匀。接触良好，磨损均匀。膜片弹簧具有膜片弹簧具有非线性的弹性非线性的弹性，所以在从动盘磨损后，仍能可靠，所以在从动盘磨损后，仍能可靠地传递发动机的转矩，而不产生滑磨。此外，在使离合器分离时，还地传递发动机的转矩，而不产生滑磨。此外，在使离合器分离时，还能使离合器踏板能使离合器踏板操纵轻便操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。，减轻驾驶员的劳动强度。膜片弹簧是一种旋转对称零件，膜片弹簧是一种旋转对称零件

21、，平衡性好平衡性好。另外，在高速下，。另外，在高速下，其压紧力降低很少。其压紧力降低很少。散热通风良好。散热通风良好。结构图如下工作原理膜片膜片弹簧弹簧式离式离合器合器结构结构图图1 1、减振弹簧、减振弹簧2 2、阻尼片、阻尼片3 3、花键轴套、花键轴套 4 4、曲轴、曲轴5 5、限位铆钉、限位铆钉6 6、波形片、波形片7 7、摩擦片、摩擦片8 8、压盘、压盘9 9、传动钢带、传动钢带1010、飞轮、飞轮1111、飞轮齿圈、飞轮齿圈膜片弹簧离合器的结构膜片弹簧离合器的结构膜片弹簧式离合器的结构膜片弹簧式离合器的结构径向切槽外端圆孔，可防止应力集中。弹性杠杆材料：材料：优质弹簧钢板；优质弹簧钢板

22、；形状形状：碟状：碟状（冲压）。膜片弹簧的弹性特性膜片弹簧的弹性特性 螺旋弹簧具有线性特征，膜片弹簧具有非线性特征。分离量磨损量膜片弹簧离合器的优缺点膜片弹簧离合器的优缺点 1 1膜片弹簧离合器的膜片弹簧离合器的优点优点 传递的转矩大且较稳定；传递的转矩大且较稳定；分离指刚度低；分离指刚度低；结构简单且紧凑；结构简单且紧凑；高速时平衡性好，冲击噪声小；高速时平衡性好，冲击噪声小；散热通风性能好；散热通风性能好；摩擦片的使用寿命长。摩擦片的使用寿命长。2 2膜片弹簧离合器的膜片弹簧离合器的缺点缺点 制造难度大；制造难度大；分离指刚度低，分离效率低；分离指刚度低，分离效率低；分离指根易出现应力集中

23、；分离指根易出现应力集中；分离指舌尖易磨损。分离指舌尖易磨损。非经常结合式离合器非经常结合式离合器 特点特点：可以可以长期处于分离状态长期处于分离状态；压紧力不是由弹簧；压紧力不是由弹簧产生，而是由弹性杆件系统来施加；弹性杆件系产生，而是由弹性杆件系统来施加；弹性杆件系统既是压紧机构，又是分离机构。统既是压紧机构，又是分离机构。a a）基本结构（结合位置）；）基本结构（结合位置）；b b）不稳定位置；）不稳定位置；c c）分离位置）分离位置 推土机主离合器推土机主离合器 由由主动、被动、压紧、主动、被动、压紧、分离、调整、制动、分离、调整、制动、操纵操纵七部分组成七部分组成 主动部分主动部分：

24、飞轮：飞轮6 6、主动盘主动盘4 4、后压盘、后压盘5 5 从动部分从动部分：从动盘：从动盘3 3、从动轮毂从动轮毂2 2、离合器、离合器轴轴1 1 特点特点：湿式多片，液：湿式多片，液压助力操纵。压助力操纵。1 1后压盘；后压盘；2 2离合离合器壳；器壳；3 3施压盘；施压盘；4 4固定板；固定板；5 5固定螺固定螺母；母；6 6固定螺钉；固定螺钉；7 7分离架；分离架；8 8拨叉；拨叉；9 9分离弹簧；分离弹簧；1010螺螺柱；柱；1111调整盘；调整盘；1212重锤杠杆；重锤杠杆；1313滚滚轮；轮；1414连杆；连杆；1515分离滑套；分离滑套；A A螺纹连螺纹连接处接处 压紧、分离机

25、构组件压紧、分离机构组件离合器的操纵机构离合器的操纵机构作用作用：驾驶员借以使离合器分离，而后又使之柔和结合驾驶员借以使离合器分离，而后又使之柔和结合的一套机构。的一套机构。组成组成：包括离合器包括离合器踏板踏板到离合器壳内的到离合器壳内的分离轴承分离轴承及中间及中间的传动部件。的传动部件。分类分类：(1)(1)人力式人力式：机械式操纵机构、液压式操纵机构：机械式操纵机构、液压式操纵机构 (2)(2)气压助力式气压助力式：气压助力式机械操纵机构、：气压助力式机械操纵机构、气压助力式液压操纵机构气压助力式液压操纵机构传动系主要部件之传动系主要部件之变速器变速器 功用功用 改变汽车的行驶速度和牵引

26、力改变汽车的行驶速度和牵引力 改变行驶轮的旋转方向改变行驶轮的旋转方向 使动力与驱动轮脱离使动力与驱动轮脱离 分类分类1 按传动比的变化分为三种：按传动比的变化分为三种：有级变速器有级变速器：采用齿轮传动具有若干个定值传动比，：采用齿轮传动具有若干个定值传动比，具有结构简单、易于制造、工作可靠、传动效率高具有结构简单、易于制造、工作可靠、传动效率高等优点等优点 无级式变速器无级式变速器：传动比在一定的数值范围内可连续：传动比在一定的数值范围内可连续变化变化 综合式变速器综合式变速器：由液力变扭器和行星齿轮式变速器：由液力变扭器和行星齿轮式变速器组成的液力机械式变速器组成的液力机械式变速器 分类

27、分类2（按轮系型式分）按轮系型式分）定轴式变速箱：定轴式变速箱：所有齿轮都有固定的旋转轴线，其换所有齿轮都有固定的旋转轴线，其换档方式有机械式换档和动力换档。档方式有机械式换档和动力换档。行星式变速箱：行星式变速箱：有些齿轮的轴线也在旋转，即自转与有些齿轮的轴线也在旋转，即自转与公转；输入轴与输出轴同心；只有动力换档一种方式。公转；输入轴与输出轴同心；只有动力换档一种方式。分类分类3（按操纵方式分）按操纵方式分）机械式换挡变速箱机械式换挡变速箱：人力通过操纵机构拨动齿轮或结人力通过操纵机构拨动齿轮或结合套进行换档。合套进行换档。动力换挡变速箱：动力换挡变速箱：利用液压系统操纵利用液压系统操纵换

28、挡离合器换挡离合器等元等元件进行换挡；特点是操纵轻便，换档快；换档时切断动力件进行换挡；特点是操纵轻便，换档快；换档时切断动力的时间很短，可以实现带负荷不停车换档；但结构复杂，的时间很短，可以实现带负荷不停车换档；但结构复杂，传动效率较低。传动效率较低。机械式换挡变速箱机械式换挡变速箱中齿轮与轴的连接方式：中齿轮与轴的连接方式：固定连接固定连接，表示齿，表示齿轮与轴固定连接。一般轮与轴固定连接。一般用键或花键连接在轴上用键或花键连接在轴上，并轴向定位，不能轴，并轴向定位，不能轴向移动。向移动。空转连接空转连接，表示齿，表示齿轮通过轴承装在轴上，轮通过轴承装在轴上，可相对轴转动，但不能可相对轴转

29、动，但不能轴向移动。轴向移动。滑动连接滑动连接，表示齿轮，表示齿轮通过花键与轴连接，可通过花键与轴连接，可轴向移动，但不能相对轴向移动，但不能相对轴转动。轴转动。动力换档动力换档工作原理工作原理：齿轮齿轮a a、b b用轴承支用轴承支承在轴上，与轴是空承在轴上，与轴是空转连接。通过相应的转连接。通过相应的换档离合器换档离合器，分别将，分别将不同档位的齿轮与轴不同档位的齿轮与轴相固连，从而实现换相固连，从而实现换档。档。i i1212=n n1 1/n/n2 2=z=z2 2/z/z1 1z z1 1，n n1 1 为主动齿轮的参数。为主动齿轮的参数。z z2 2，n n2 2 为从动齿轮的参数

30、。为从动齿轮的参数。主动轮1从动轮2i=主动齿轮齿数主动齿轮齿数从动齿轮齿数从动齿轮齿数 利用不同齿数的齿轮对相互啮利用不同齿数的齿轮对相互啮合，以改变变速器的传动比。合，以改变变速器的传动比。倒档倒档的工作原理的工作原理前进档时，动力由第一轴直接传给第二轴，只经过一对齿轮传动，两轴转动方向相反。倒档时，动力由第一轴传给倒档轴、再由倒档轴传给第二轴，经过两对齿轮传动，第一轴与第二轴转动方向相同。通通过过增增加加齿齿轮轮传传动动的的对对数，数，以以实实现现倒倒档。档。1 1、机械变速器、机械变速器 利用齿轮传动进行工作的。在齿轮传动中，互相啮合的互相啮合的两个齿轮的转速与它们的齿两个齿轮的转速与

31、它们的齿数成反比数成反比，因此，齿轮传动的传动比为：n1、n2主、从动齿轮的转速；z1、z2主、从动齿轮的齿数。多级齿轮传动多级齿轮传动：所传递的扭矩是随着传动比的加扭矩是随着传动比的加大而提高，而转速则是随着大而提高，而转速则是随着传动比的加大而降低传动比的加大而降低。变速器工作时，利用齿数不同的齿轮啮合传动，来改变其传动比，从而达到变速变速和变矩变矩的目的。1221zznni 三轴式变速器三轴式变速器：三轴是指车辆前进时，传递动力三轴是指车辆前进时，传递动力的轴有第一轴、中间轴和第二轴（除直接档外）；的轴有第一轴、中间轴和第二轴（除直接档外）；用于用于FRFR车型车型。二轴式变速器二轴式变

32、速器：两轴是指车辆前进时，传递动力两轴是指车辆前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴，用于的轴只有第一轴和第二轴，用于FFFF型和型和RRRR型轿车型轿车与轻型货车。与轻型货车。换档方式：换档方式：用人力拨动齿轮（或啮合套、或同步用人力拨动齿轮（或啮合套、或同步器），进行变速或换向。器），进行变速或换向。三轴式五档位变速器三轴式五档位变速器三轴五档位变速器三轴五档位变速器结构简图结构简图推推土土机机变变速速箱箱传动路线传动路线 前进一档：前进一档：Z1Z5Z4Z11Z16Z10 前进二档：前进二档：Z1Z5Z4Z11Z15Z9 前进三档：前进三档：Z1Z5Z4Z11Z14Z8 前进四档：前进四

33、档：Z1Z5Z4Z11Z13Z6 前进五档：前进五档：Z3Z7 倒退一档：倒退一档：Z2Z12Z16Z10 倒退二档：倒退二档：Z2Z12Z15Z10 倒退三档：倒退三档：Z2Z12Z14Z8 倒退四档：倒退四档：Z2Z12Z13Z6变速器的操纵机构变速器的操纵机构功用功用:保证驾驶员根据使用条件保证驾驶员根据使用条件,将将变速器换入某个挡位变速器换入某个挡位.要求要求:设有设有自锁装置自锁装置,防止变速器自防止变速器自动换档和自动脱档。动换档和自动脱档。设有设有互锁装置互锁装置，保证变速器不，保证变速器不会同时换入两个档，否则会产生会同时换入两个档，否则会产生运动干涉，甚至会损坏零件。运动干

34、涉，甚至会损坏零件。设有设有倒档锁倒档锁，防止误换倒档。，防止误换倒档。否则会损坏零件或发生安全事故。否则会损坏零件或发生安全事故。排档图排档图:N N：表示空档；表示空档；R R：表示倒档；数表示倒档；数字：表示前进档。字：表示前进档。常见的换档方式常见的换档方式 利用利用滑动齿轮滑动齿轮换档换档 利用利用接合套接合套换档换档 利用利用同步器同步器换档换档 工程机械一般采用工程机械一般采用动力换挡动力换挡：可不切断动力直接换挡。可不切断动力直接换挡。利用摩擦作用，利用摩擦作用，使结合套与待啮使结合套与待啮合齿圈迅速同步，合齿圈迅速同步，以缩短换档时间，以缩短换档时间，同时防止啮合时同时防止啮

35、合时齿间冲击。齿间冲击。2 2、液力传动、液力传动用液力变矩器液力变矩器代替了主离合器,与之对应的变速器一般为行星变速器行星变速器。液力传动液力传动 主要靠液体的流动来传递动力，传动装置主要靠液体的流动来传递动力，传动装置有有液力耦合器液力耦合器和和液力变矩器液力变矩器。液力耦合器工作原理液力耦合器工作原理液力变矩器液力变矩器 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。1-泵轮；泵轮；2-涡轮；涡轮；3-导轮；导轮；4-工作轮内环；工作轮

36、内环；5-涡轮槽涡轮槽M MT T=-(M=-(MB B+M+MD D)依据液流方向将工作轮按泵轮泵轮涡轮涡轮导轮导轮展开，得到下图:液力变矩器的工作原理液力变矩器的工作原理当当n nw w=0=0时，时，M Mw w=M Mb b+M Md d，涡轮受力大于泵轮；，涡轮受力大于泵轮；随着随着n nw w的增加，的增加，u u增加，使增加，使v v的方向改变，当涡轮流出的液流正好沿的方向改变，当涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮时，导轮出口方向冲向导轮时，M Md d=0=0，M Mw w=M Mb b；随着随着n nw w的继续增加，的继续增加，u u增加为增加为u u，v v的方向改

37、变为的方向改变为v v，M Mw w=M Mb b-M Md d；当当n nw w=n nb b时，工作液在循环圆中的循环流动停止，将不能传递动力。时，工作液在循环圆中的循环流动停止，将不能传递动力。液力变矩器的工作原理液力变矩器的工作原理 u表示在涡轮出口处，液体沿圆周方向的牵连速度；表示液体沿叶片方向的相对速度；v表示液体冲向导轮叶片的绝对速度。两两 相相三三 级级单单 级级1）三元件综合式液力变矩器三元件综合式液力变矩器即由泵轮、涡轮和导轮三个主要元件组成。几种典型的液力变矩器几种典型的液力变矩器单向离合器单向离合器 滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 导轮逆时针旋转时，滚柱向外座圈和内座

38、圈形成的楔形槽的宽槽处滚动，滚柱与外座圈（包括导轮）一起绕内座圈滚动。导轮顺时针旋转时，滚柱向楔形槽窄槽处滚动，从而阻止外座圈（包括导轮）的滚动。楔块式单向离合器楔块式单向离合器 作用是只允许导轮单向作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转。旋转，不允许其逆转。当涡轮转速较低时，从涡轮流出的液流当涡轮转速较低时，从涡轮流出的液流冲击导轮叶片，力图使导轮沿单向离合冲击导轮叶片，力图使导轮沿单向离合器的逆方向旋转，导轮转不动。此时，器的逆方向旋转，导轮转不动。此时，涡轮扭矩增大，变矩器正常工作。涡轮扭矩增大，变矩器正常工作。当涡轮转速增大到一定程度时，液流对当涡轮转速增大到一定程度时，液流对导轮的冲

39、击力反向，得以使导轮沿单向导轮的冲击力反向，得以使导轮沿单向离合器的正方向旋转，即与涡轮同向转离合器的正方向旋转，即与涡轮同向转动。此时，变矩器进入偶合器状态，传动。此时，变矩器进入偶合器状态，传动效率较高。动效率较高。为什么要使用单向离合器？为什么要使用单向离合器？2）四元件综合式液力变矩器四元件综合式液力变矩器四元件综合式液力变矩器比三元件液力变矩器多了一个导轮，两个导轮分别装在各自的单向离合器上。四元件综合式液力变矩器的特性是四元件综合式液力变矩器的特性是两个变矩器特性两个变矩器特性和和一个耦合器一个耦合器特性的综特性的综合。在传动比合。在传动比i i1 1区段，两个导轮固定不动，二者的

40、叶片组成一个弯曲程度更区段，两个导轮固定不动，二者的叶片组成一个弯曲程度更大的叶片，以保证在低传动比工况下获得大的变矩系数。在传动比大的叶片，以保证在低传动比工况下获得大的变矩系数。在传动比i i1 1i iK K1 1区区段，第一导轮脱开，变矩器带有一个叶片弯曲程度较小的导轮工作，因而此时段，第一导轮脱开，变矩器带有一个叶片弯曲程度较小的导轮工作，因而此时可得到较高的效率。当传动比为可得到较高的效率。当传动比为i iK K1 1时，变矩器转入耦合器工况，效率按线性时，变矩器转入耦合器工况，效率按线性规律增长。规律增长。3 3）带锁止离合器的液力变矩器带锁止离合器的液力变矩器特点特点:汽车在汽

41、车在变工况变工况下行驶时（如起步、下行驶时（如起步、经常加减速），锁经常加减速），锁止离合器分离，相止离合器分离，相当于普通液力变矩当于普通液力变矩器；当汽车在器；当汽车在稳定稳定工况工况下行驶时，锁下行驶时，锁止离合器接合，动止离合器接合，动力不经液力传动，力不经液力传动，直接通过机械传动直接通过机械传动传递，变矩器效率传递，变矩器效率为为1。4)4)双涡轮液力变矩器双涡轮液力变矩器 结构特点：结构特点：两级涡轮，其中第一级涡轮的两级涡轮，其中第一级涡轮的输出支承在单向离合器上。输出支承在单向离合器上。工作过程：工作过程：涡轮转速较低时，单向离合器涡轮转速较低时，单向离合器处于楔紧状态，两个

42、涡轮一起工作；涡轮处于楔紧状态，两个涡轮一起工作；涡轮转速升高后，单向离合器分离，动力只由转速升高后，单向离合器分离，动力只由第二涡轮输出。第二涡轮输出。性能特点：性能特点：高效区较宽。高效区较宽。应用机型：应用机型：国产国产ZLZL系列装载机上常用。系列装载机上常用。3 3、动力换挡变速箱、动力换挡变速箱组成组成：液力变矩器液力变矩器、定轴、定轴或行星变速器、换档执或行星变速器、换档执行机构、换档操纵控制行机构、换档操纵控制机构。机构。l排档排档：P：停车位；停车位；R：倒档；倒档；N：空档；空档；D：高速档；高速档；L：低速档；低速档；数字数字：前进：前进 档档（传动比为一范围）（传动比为

43、一范围）。1）定轴式动力换挡变速器）定轴式动力换挡变速器美国CLAKE R1800传传动动路路线线前进一档：前进一档：Z3Z7Z8Z10Z11Z3Z7Z8Z10Z11前进二档：前进二档：Z2Z6Z8Z10Z11Z2Z6Z8Z10Z11前进三档：前进三档：Z2Z6Z9Z10Z11Z2Z6Z9Z10Z11倒退一档：倒退一档：Z1Z4Z5Z6Z2Z3Z8Z10Z11Z1Z4Z5Z6Z2Z3Z8Z10Z11倒退二档：倒退二档：Z1Z4Z5Z8Z10Z11Z1Z4Z5Z8Z10Z11倒退三档：倒退三档：Z1Z4Z5Z6Z9Z10Z11Z1Z4Z5Z6Z9Z10Z1111输入齿轮轴；输入齿轮轴；22滚针轴

44、承；滚针轴承；33后板挡圈；后板挡圈；44后板；后板；55被动摩擦片；被动摩擦片；66主动摩擦片；主动摩擦片；77内油封；内油封；88外油封；外油封；99活塞；活塞；1010前进挡离合器与鼓轮组件；前进挡离合器与鼓轮组件；1111活塞环；活塞环；1212堵头；堵头；1313弹簧隔圈；弹簧隔圈；1414碟形弹簧；碟形弹簧；1515弹簧挡圈弹簧挡圈 换档离合器换档离合器 由由施压油缸施压油缸（压紧分离）与（压紧分离）与片式离合器片式离合器（传动）两部分组成（传动）两部分组成 特点特点：离合器采用阶梯液压缸，压力油先通至液：离合器采用阶梯液压缸，压力油先通至液压缸小腔压缸小腔v v，然后通过圆柱配合

45、面缝隙，流至油缸大，然后通过圆柱配合面缝隙，流至油缸大腔腔V V。油缸小腔是用来消除离合器片间间隙油缸小腔是用来消除离合器片间间隙的，的，油缸油缸大腔用来压紧大腔用来压紧。由于油从小腔进入大腔经过。由于油从小腔进入大腔经过节流节流，因，因此此大腔的油压上升比较缓慢大腔的油压上升比较缓慢，离合器的压紧力是逐渐，离合器的压紧力是逐渐增加的，这样可实现离合器平顺结合。增加的，这样可实现离合器平顺结合。a a）被动摩擦片；）被动摩擦片；离合器摩擦片离合器摩擦片b b）主动摩擦片）主动摩擦片 主动摩擦片内圈为内花键。在主动主动摩擦片内圈为内花键。在主动摩擦片上烧结有一定厚度的粉末冶金衬摩擦片上烧结有一定

46、厚度的粉末冶金衬面，在粉末冶金衬面上开有径向油槽，面，在粉末冶金衬面上开有径向油槽，通油后，起破坏油膜、冷却和冲刷磨屑通油后，起破坏油膜、冷却和冲刷磨屑作用，且能促进摩擦片的分离。作用，且能促进摩擦片的分离。从动摩擦从动摩擦片为平钢片为平钢片，外圈片，外圈为外花键为外花键2）行星式动力换挡变速器）行星式动力换挡变速器 结构参数结构参数 =Z=Z2 2/Z/Z1 1=r=r2 2/r/r1 1 r3 3=(r r2 2+r+r1 1)/2 =r1 1(1-)/2 力矩方程力矩方程 M M1 1=F=F1 1r r1 1 M M2 2=F=F2 2r r2 2=F F1 1r r1 1 M M3

47、3=F=F3 3r r3 3=-(=-(1+1+)F)F1 1r r1 1 特性方程特性方程 M M1 11 1+M M2 22 2+M M3 33 3=0 行星变速器的工作原理行星变速器的工作原理n n1 1+n+n2 2-(1+)n-(1+)n3 3=0=0单排行星变速器的传动比单排行星变速器的传动比（1 1）太阳轮）太阳轮1 1为主动件，行星架为主动件，行星架3 3为从动件，齿圈为从动件，齿圈2 2固定固定i i1313=n n1 1/n n3 3=1+1+=1+=1+z z2 2/z z1 1 （2 2）齿圈）齿圈2 2为主动件，行星架为主动件，行星架3 3为从动件，太阳轮为从动件，太

48、阳轮1 1固定固定i i2323=n n2 2/n n3 3=(1+(1+)/)/=1+=1+z z1 1/z z2 2（3 3）太阳轮）太阳轮1 1为主动件，齿圈为主动件，齿圈2 2为从动件，行星架为从动件，行星架3 3固定固定i i1212=n n1 1/n n2 2=-=-=-z z2 2/z z1 1（4 4）如果使三元件中的任何两个元件连为一体，）如果使三元件中的任何两个元件连为一体，则必有则必有n n1 1=n n2 2=n n3 3 i i=1 =1 （直接档）（直接档）单排行星减速器的传动比单排行星减速器的传动比 1）辛普森式辛普森式其特点是由其特点是由两排行星齿轮机构两排行星

49、齿轮机构共用共用一个太阳轮一个太阳轮组组成的复合式行星齿轮机构，可以获得成的复合式行星齿轮机构，可以获得3个前进档个前进档和和1个个倒档倒档。2）拉威挪拉威挪（Ravigneaux）式）式其特点是其特点是两排行星齿轮机构两排行星齿轮机构共用共用一个齿圈一个齿圈和和一个一个行星架行星架。行星架上的长行星轮与前排行星齿轮机构的。行星架上的长行星轮与前排行星齿轮机构的大太阳轮啮合，同时还与后排行星齿轮机构的短行星大太阳轮啮合，同时还与后排行星齿轮机构的短行星轮相啮合。短行星轮还与小太阳轮啮合。可以组成轮相啮合。短行星轮还与小太阳轮啮合。可以组成3个个前进档前进档和和1个倒档个倒档的行星齿轮变速器。的

50、行星齿轮变速器。拉威挪式行星齿轮机构的结构紧凑，所用构件少，拉威挪式行星齿轮机构的结构紧凑，所用构件少，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，传动效率略低。传动效率略低。复合式行星齿轮机构的工作原理复合式行星齿轮机构的工作原理11变矩器第一涡轮输出轴；变矩器第一涡轮输出轴；22第二涡轮输出轴；第二涡轮输出轴；33第第一涡轮和输出轴减速齿轮副；一涡轮和输出轴减速齿轮副；44第二涡轮输出轴增速齿第二涡轮输出轴增速齿轮副；轮副；55变速箱输入轴；变速箱输入轴；66变速箱壳体；变速箱壳体；77前行星前行星排；排；88后行星排；后行星排；99变速