工程机械复习

1、工程机械复习 工程机械：在矿山、建筑、水利、电力、交通和国 防工程施工中所使用的现代化机械设备。 分类： 按用途分类：挖掘机械、铲土运输机械（推土机、 装载机、铲运机、平地机）、压实机械、工程起重 机械、基础工程机械、钢筋混凝土机械、凿岩机械、 公路路面机械、铁路线路机械。 工程机械按行驶装置分：轮式、履带式。 组成：动力装置、工作装置、传动系、行走系、制 动系、转向系。 第一章 传动系功用：将动力按需要传给行走系和 其它操纵机构。 履带式液力传动推土机动力传递路线： 发动机分动箱液力变矩器行星动力换 档变速箱中央传动左右湿式转向离合器 左右终传动行走系 ZL50轮胎式装载机动力传递路线： 发

2、动机双涡轮变矩器行星动力换档变速箱 （带三合一机构）过桥齿轮手制动（双桥 驱动啮合器）前后万向传动前后差速器 前后行星轮边减速。 第二章 液力传动 液力传动以液体为工作介质，在两个或两个以 上叶轮组成的工作腔内，通过液体的动量变化实现 的动力传动。 液力偶合器组成：泵轮、涡轮。 液力偶和器传动特点： Mb=Mw 传递力矩而不变矩； 前提：= =i1 液力变矩器组成：泵轮、涡轮、导轮。 循环圆工作轮内、外环旋转曲面与轴截面的交线； 偶合器与变矩器的异同点： 同点：泵轮与涡轮存在速差（前提） ，靠工作 液体 传动； 异点：偶合器只能传递扭距，变矩器能变速变扭。 输入特性曲线：M1=f(n1) M1

3、=1n 21D5 D、1=恒定， M1n1为一条过原点的抛物线。 B W WW WW N N NM NM 输出特性曲线（外特性）：n1 =恒定、 M1、M1、 n2 ； 原始特性曲线：K=f(i)、= f(i)、 1= f(i)。 几何相似的变矩器（尺寸成比例、对应角相等）， 在泵轮转速(n1)不变时，变矩系数（K）、泵轮转 矩系数 (1) 、效率() 与速比（i）之间的关系。 评价指标：变矩性（ ）、 透穿性（=10/1m）、 经济性（）； 四种工况：制动（i=0）、偶合 （K=1）、最高效（=max） 、高效区（=0.750.8）。 b w M M K 液力变矩器的分类：液力变矩器、液力机

4、械变矩器。 元件工作叶轮；级涡轮翼栅数；相变 矩器不同的工作状态。 单级三相液力变矩器：两个导轮各带单向离合器， 相当两个变矩器、一个偶合器。 液力机械变矩器：由液力变矩器与二自由度机械元 件组成。 双涡轮液力机械变矩器（双级单相）：由泵轮、导 轮、两个涡轮、超越离合器、传动齿轮组成。 相当两个液力变矩器。 液力变矩器的补偿系统作用：补漏，防蚀；降 温；润滑。 液力传动的主要优点： 机械车辆的自动适应性好：自动变速变扭；负荷 无限增大，发动机不会熄火； 能充分利用发动机功率：发动机在最高效工况或 高效工况区工作，不需频繁换挡，换挡时不需切断 动力，提高了机械车辆的作业效率； 车辆起步快而平稳；

5、无最低车速限制，使附着力 增加，车辆通过性好； 提高了机械车辆的使用寿命：液体传动能起吸振 、隔振、润滑作用； 简化了操作，提高了车辆的舒适性：挡位少，起 步加速不需换挡，换挡无需切断动力。 第三章 主离合器 功用：使内燃机与传动系平稳离合，以传递或切断 动力。 分类：按压紧机构分：常压式、非常压式 按工作条件分：干式、湿式； 组成：主动部分、从动部分、杠杆压紧机构、小制 动器及液压助力器、主离合器油泵、主离合器壳等。 压紧分离机构：肘式杠杆压紧机构+回位弹簧 液压助力器力的放大及位移随动 第四章 变速箱 功用：变速变扭；实现前进、后退；实现空 挡。 类 型 特 点 人 力 换 挡 结构简单，

6、工作可靠，制造维护容易； 换挡较困难，易产生换挡冲击，司机劳 动强度大，对于低速车辆影响通过性和 生产率。 动 力 换 挡 变速时不切断动力，操纵轻便；有时漏 油，使换档不灵。 定 轴 式结构简单，传动效率略低，设计制造容 易，但尺寸较大。 行 星 式 减速比大，结构紧凑，传动效率高，输 入、输出轴同心，行星轮周向均布，结 构刚度大；但设计制造要求高，维修困 难。 组成：变速传动机构、变速操纵机构 锁止机构（联锁、互锁）：保证拨叉轴和拨叉能拨 到合适位置并锁定，以防自动挂挡和自动脱挡。 互锁：摆架式和锁销式（挡间） 联锁：锁定挡位，防止自动挂挡或脱挡；防止在离 合器尚未彻底分离时换挡，（离合器

7、与变速箱间）。 单排行星排特性方程式：nt+nq-(K+1)nj=0 总自由度数：Y=M-P 每挡须接合Y-1个操纵元件， 操纵元件数X=离合器数L+制动器数T。 双涡轮液力变矩器相当于两个液力变矩器； 三合一机构拖起动、熄火转向、排气制动。 变速操纵阀(挡位阀) 功用：变速箱换挡，变矩器冷却及补偿供油，变速 箱及变矩器部件压力润滑。 组成：调压阀、切断阀、分配阀、弹簧蓄能器及阀 体等。 CL7铲运机行星式动力换挡变速箱二导轮(内 装自由轮）三相综合式液力变矩器并带自锁离合器 万向节（P94） 作用：在两轴平行或相交时传递扭矩。 分类：弹性；刚性不等速万向节与等速万向节 普通万向传动速度相等条

8、件； 采用双万向节；两个万向节的轴夹角相等 1=2；中间轴两端节叉必须在同一平面内。 绞接式车架万向节布置绞点与前后节叉等距离 ，中间轴花键伸缩。 轮式驱动桥组成主传动、差速器、半轴、轮边 减速器和桥壳等。 功用：降速增扭，改变传力方向；承重。 差速器作用：驱动两侧半轴以不同转速旋转，使两 边车轮接近纯滚动。 普通园锥齿轮差速器结构简单、紧凑、传动效率 高，差速不差力。 防滑式差速器气控差速锁、限滑差速器、牙嵌 式差速器。 工程车辆驱动桥采用全浮式连接。 轮边减速器：传动系中最后一级减速增扭机构，铲 土运输机械多采用行星齿轮减速。 履带式工程机械驱动桥组成：中央传动、转向离合 器及制动器、终传

9、动及机架。 功用：降速增扭，使旋转轴线改变90；将动 力传给行走系；转向离合器与制动器使机械转向。 转向离合器功用改变两侧履带牵引力，使其以 不同的速度前进实现转向。 转向制动器功用用于急转弯；用于纵坡上临时 停车。 终传动功用减速增扭，驱动行走系。 浮动油封定环与动环（合金铸铁）、浮动胶 圈。 履带式机械行走系 功用：支承机体并将驱动桥传来的扭矩转变为机 械行驶和作业所需的牵引力。 组成：驱动轮、引导轮、支重轮、托带轮、履带 、台车架、平衡梁和张紧机构等。 车架分：全梁式、半梁式。 功用：用来安装发动机、传动系、行走系，使之成 为一个整体。 悬架连接机架与台车架的元件。 功用：将机体全部重量

10、或部分重量传到台车架上。 分为：弹性悬架、半刚性悬架、刚性悬架。 履带：用以支承重量保证发出足够的牵引力。 驱动轮：用来卷绕履带，装在终传动从动轴或从动 毂上。 分类：整体式、齿圈式、齿块式 支重轮：支承机重；夹持履带（使履带转弯滑移、 防脱轨）。 分类（一般每边六个）：单边支重轮、双边支重轮 （2、5）。 引导轮：使履带保持合适的张紧度，支承并引导履 带使其正确卷绕。 挖掘机械的履带式行走系 组成：行走架、履带、张紧装置、行走驱动、驱动 轮、支重轮、托链轮、引导轮等。 功用：支承转台上部重量，按要求使机械实现直线 行走，转弯或原地转向。 挖机行走采用液压马达易于防滑转和原地转向。 轮胎式机械

11、行走系的组成： 车架、车桥、车轮、悬架。 功用：支承整车重量和载荷；接受变速箱传来 的扭矩，通过车轮与地面的附着力产生牵引力，使 车辆行走。承受地面作用在车轮上的各种反力及 力矩。 利用悬架吸收和缓和地面对车辆的振动 和冲击。 车架分类：整体式、铰接式。 车桥分类：转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥 转向桥：前轮定位前轮外倾、前轮前束(能调 整）、主销外倾、主销内倾。 前轮外倾转向节外倾1左右，可以避免满 载时大、小轴承间隙，主销间隙；路面反力使 车轮内倾；前轮前束前轮内转，可以抵消前 轮外倾使车轮类似滚锥外滚，地面反力使车轮外张 的倾向；主销后倾主销上部后倾，当外力使 车轮偶然发生偏转时，可

12、使车轮自动回正；主销内 倾主销上部横向内倾，可使转向轻便，可使 前轮轮自动回正。 悬架分类：刚性悬架；弹性悬架。 轮胎分类：高压胎：0.50.7MPa7；低压0.15 0.45MPa；超低压胎0.15MPa。 轮胎花纹：普通花纹、混合花纹、越野花纹。 转向系的功能：改变车辆行驶方向和保持直线行驶。 轮式转向系组成：转向器、转向机构。 转向系分类：按转向方式分：偏转车轮转向； 按转向原理分：机械式；液压式；混合式。 或分为人力与动力转向。 1、偏转车轮转向：前轮、后轮、全轮转向。 纯滚动的条件：所有车轮绕一个瞬时中心转动 满足 ctg-ctg=M/L M主销中心距、L轴距； 外驱动轮转速大于内驱

13、动轮转速，故装差速器。 、前轮转向：R前外R后外行车安全；如工作 装置在前，偏转角受限，转向沉重。 max sin L R min 最小转弯半径R：外轮心至回转瞬心的距离。 、后轮转向：R后外R前外司机必须同时注意前 后轮位置，不安全。 克服方法：工作装置外缘转向半径= R后外。 、全轮转向：前轮、后轮单独转向，全轮转向或 斜行。 特点：转向灵活；转弯半径小；可斜行或横 坡作业；结构复杂、制造成本高。 2、铰接式转向： 特点：前后车架垂直铰接；转向油缸比转向桥 简单；转弯半径小；前后轮易同辙；易对准 工作面转向稳定性差，不可自动回位。 max min 2sin L R 第三节 转向器 功能：将

14、方向盘转动变为转向垂臂摆动，并放大操 纵力，通过转向传动机构使车轮转向。 分类：球面蜗杆滚轮式；、循环球齿条齿扇式： 两级传动副：一级球面螺母、螺杆；二级齿条、齿 扇。、循环球曲柄指销式：由指销和螺杆啮合。 转向器传动比：球面蜗杆滚轮式，中间小两端大； 循环球齿条齿扇式，传动比为常量；曲柄指销式， 中间大两端小。 转向器传动的可逆性 1. 不可逆式：涡杆螺旋角摩擦角 传动不 可逆、自锁；方向盘至转向装置单向传动 无 路面冲击反馈， 零件易磨损，操作无路感。 2. 可逆式：涡杆螺旋角摩擦角，无自锁作用， 类 别特 点 杆滚轮式 球面蜗 蜗杆节面为弧线旋转面，滚轮节面为 球面，螺旋角略大于摩擦角，

15、有一定程 度的传动可逆性；同时啮合的齿数多， 承载能力比普通涡杆高24倍，效率0.85 0.9；角传动比为变值；安装、制 造精度要求高。 齿扇式 齿 条 循环球 以滚动摩擦代替滑动摩擦，传动效率 高0.9；自动回正性能好；瞬时传 动比为定值；结构复杂，制造难度大。 传动效率高，轻便；方向盘可自动回正，有路 感；路况很差，会“打手”；这种转向器应与 液 压减振器配合，缓和路面冲击。 3. 临界可逆式转向：涡杆螺旋角略大于摩擦角， 可逆向传动；正传效率远大于逆传效率，操 纵 稍有感觉。 有路感，方向盘可自动回正； 不打手；效率低于可逆式。 转向器评价指标：传动效率和可逆程度；角传 动比；啮合间隙。

16、 动力转向利用液压或气压作为动力，通过转向 传动装置使车辆转向。 特点：减轻劳动强度，转向轻便迅速，缓和路面冲 击。 分机械反馈与液压反馈 随动包括：位置跟随；力的放大。 液压反馈随动式动力转向 ZL30型铰接式装载机的动力转向（全液压转向、P 194） 组成：控制机构（转阀、摆线转子泵、梯形机构 等）转向油缸、转向泵等。 转向器结构：转阀和摆线转子泵。 此转向器无路感，转向轮不能自动回正。 轮胎式工程机械制动系 功用：用于车辆行驶时降速或停车，下坡时控制车 速，坡道停车及车场停车。 组成：脚制动系（主制动器）：手制动系（停 车制动器）：辅助制动系：每一制动系均由制动 器及制动驱动机构组成。

17、制动器分类：蹄式、带式和盘式。 1. 蹄式制动器分类：分为简单非平衡式，简单平 衡式，自动增力式。 张紧装置可分：液压轮缸式，凸轮式。 简单非平衡式： 紧蹄（助势蹄）正压力Y1 、摩擦力 Y1大于松蹄 （减势蹄）；进、退制动具有对称性。 平衡指左右蹄受力大小相等；对称指进退制动效果 相同。 助势摩擦力帮助转紧；减势摩擦力使蹄片松开； 蹄片磨损不均 简单平衡式：单向助势非对称式（前进时两蹄都 为紧蹄，后退时均为松蹄）；轮轴受力平衡，两蹄 磨损均匀，制动效能较高；进退制动效果不等。 双向助势对称式（两蹄两端均为浮式支承，前进、 后退均为转紧蹄）。制动对称受力平衡、磨损均匀 自动增力式：自动增力不对

18、称式前进时均为紧 蹄，且后蹄助势作用更大；后退时两蹄均为松蹄。 自动增力对称式前进、后退两蹄均为紧蹄且自 动增力。 2. 盘式制动器：分全盘式、钳盘式。 多片盘式制动器优点：工作面积大、结构紧凑； 密封性好，对摩擦片性能要求低，寿命长；制 动效能高，操纵轻便，间隙不用调整；易于系列 化。 钳盘式制动器：特点：散热性好，制动平顺稳 定，能自动补偿制动间隙，环境适应性好。 制动驱动机构分类：液压、气压和气液复合式。 功用：将驾驶员作用力传给制动器以制动。 1. 简单液压制动传动机构 制动总泵结构：上部为贮液室，下部为主缸。 分泵： 气压式制动传动机构 单斗液压挖掘机特点：传动系全部或大部采用、 而

19、回转和工作装置必须采用液压传动的挖掘机。 组成：转台、转台上部机构、底架及行走系、 工作装置等三大部分。 动作（五个动作及其复合）：动臂升降、斗柄 转动、挖斗转动、转台回转及行走。 液压挖掘机与机械式传动相比具有下列优点： 省去了复杂的中间机械传动，各机构能相对独 立，结构紧凑、重量轻、布置方便、外型美观； 可无级变速，工作平稳，可吸收冲击和振动； 由于省去了大量中间传动的动力损耗，同时优 化了传动机构的数据；由于调速范围大，加速性能 好，可增大挖掘力约30%，提高了生产率； 减少了司机的操作动作，改善了工作条件； 可方便地更换工作装置，易采用计算机自动控 制。 缺点： 液压系统易漏油； 液压

20、元件制造精度高，整机造价高，维修技术 要求高。 分类：按行走装置传动型式分：全液压式；半 液压式行走装置采用机械传动； 按行走系分：履带式接地比压小,附着力大, 但转场困难；轮胎式 接地比压较大，行走 速度比履带式高，机动性好，但速度较低，长距离 还需专用汽车；汽车式接地比压较大，通过 性能不佳，长距离转场时可自行； 悬挂式 以拖拉机底盘为底座，工作装置要悬挂在其它 部位，带有履带式性能，但不如履带式。 工作装置：由动臂、斗柄、铲斗、油缸或其它杆件 组成。 标准式工作装置的动臂：单节整体式动臂；双节可 调式动臂（组合式）： 反铲：是中小型挖掘机最常用的工作装置，主要 用于履带底面以下的土方挖掘

21、。 工作状态 动臂油缸工作特点：可获得最大挖掘行程和 挖掘半径；最大挖掘高度；一个循环作业用时 较长，且铲斗处于极端位置，整机稳定性较差。 斗杆油缸工作特点：在动臂为最大倾角时， 获得最大的挖掘深度，且有较大的挖掘行程；在 坚硬的土壤中作业，也能确保铲斗装满。 铲斗油缸工作特点:挖掘行程较短；适于清 除障碍及挖掘较松的土壤，生产率较高。 实际挖掘：挖建筑地基坑壁，动臂与斗杆同时工 作；挖掘坑底，斗杆与铲斗油缸同时工作。 回转支承装置 功用：承受轴向力及倾覆力矩，上部转台相对于下 部底架做360回转。 型式：交叉滚柱滚盘、单排滚珠滚盘、双排滚珠滚 盘、多排滚珠滚盘等。 液压系统功用：将液压动力元

22、件、液压执行元件、 液压控制元件和其它辅助元件，通过管路连接，驱 动执行机构按规定动作。 单泵单路定量系统、双泵双路定量系统、双泵双路 分功率变量系统、双泵双路总功率变量系统。 液压悬挂与支腿用于轮胎式挖机前轮，后轮刚性悬 挂；放支腿时，先放后轮，后放前轮，收支腿时， 先收前轮，后收后轮。 推土机：用于填筑路基、开挖路堑、平整场地、修 筑便道、助铲、预松土或用作牵引机。 分类：按行走方式分：履带式、轮胎式；按工 作装置分：固定式（直铲）、回转式（角铲）； 按功率分：小型(80KW、100HP)、中型(80 254KW、100320HP)、大型(254KW、320HP) 按传动方式分：机械传动、

23、液力机械传动、全液 压传动和电传动；按操纵方式分：钢索式、液压 式。 工作装置组成：推土板、顶推梁、上撑杆、下撑杆 及操纵机构等。 推土工作装置：斜铲水平面倾斜；侧铲横截面 类 别 特 点 履带式重心低、爬坡能力强、附着力大、通过性好 轮胎式机动灵活、速度快、循环时间短、生产率高 固定式铲刀垂直轴线、切消角（直铲）可作小量调整 回转式 铲刀可水平回转（斜铲）25、切消角（45 65 ）、倾斜角（侧铲0 9）可作小量调整 机 械 传 动 传动可靠、传动效率高，结构简单、牵引性能较 差，动载荷大，零部件易过早损坏，司机易疲牢， 能拖起动 液力机 械传动 自适应性好，冲击小，牵引性能好，生产率高，

24、操纵轻便，能过载保护；传动效率略低，工艺要 求高 全液压 传 动 油马达驱动行走、牵引力和速度无级调节、大大 提高了牵引性能 倾斜；直铲纵截面倾斜。 推土机经济运距：5080米，最大100米。 高位驱动三角履带推土机特点： 1. 部件组合式优化设计：可方便的成组更换 部件，维修性能好； 2. 高置式驱动轮与终传动：驱动轮只传递扭 矩不承受冲击载荷及附加载荷，避免夹带泥沙碎 石，延长了最终传动的寿命，改善了整机的通过 性； 3. 特殊弹性悬挂底盘：废弃传统的八字架， 支重轮、引导轮采用单臂或双臂平衡摆架及平衡 悬架支撑在履带上，附着性好，牵引力大，可吸 振缓冲； 4. 驱动轮、引导轮中心与台车架

25、摆动轴心等 距，确保履带可靠张紧； 5. 以附加拉杆代替对角拉杆，升降油缸近乎 垂直布置，机动性、横向稳定性提高、工作视野 好。 松土器分类：按连杆结构分：单连杆（绞链式）、 双连杆；按松土齿数分：单齿式、双齿式、多齿式。 结构：连杆、倾斜油缸、支架、松土齿（齿尖套、 护齿套）、升降油缸。 工作装置液压系统（TY320） 铲运机一种能完成铲土、运土、碾压和卸土四 个工序的循环作业式铲土运输机械。 分类：按行走方式分：拖式、自行式（轮胎式、 履带式）；按工作机构操作方式分：机械操纵（ 钢丝绳操纵）、液压操纵；按卸土方式分：强制 卸土、半强制卸土、自由卸土； 作业运距：1005000米； 轮胎式铲

26、运机组成：牵引车、转向枢架、拱架、铲 运斗和后轴； 铲运机的动作：行走、转向、铲土、斗门升降、卸 土。 铲运机减振：低压胎、弹性悬架、弹性转向枢架。 转向枢架：垂直铰转向枢架与铲运斗水平偏转 转向；水平铰牵引车与转向车架横向偏转 四轮着地。 第十二章 装载机 装载机单个铲斗通过臂架装在轮式或履带式底 盘前部的循环作业式机械。可完成装、运、卸、清 理平场等工作。 分类：按行走方式分：轮式、履带式； 按铲斗容重（堆装容量）分：小型0.5吨、轻 型0.62吨、中型2.14吨、重型10吨； 按卸料方式分：前卸、后卸、侧卸、回转卸料； 按转向方式分：整体式、铰接式； 按传动方式分：机械传动、液力机械传动、液压传 动。 国产编号：第一个字母Z代表装载机，数字代表额 定载重量（KN），Z与数字之间L代表轮胎式。 组成：由发