《工程机械底盘构造与维修》项目二

1、主要有以下工作任务主要有以下工作任务 任务任务1 1 机械式离合器类型功用及构造原理机械式离合器类型功用及构造原理任务任务2 2 液力变矩器构造原理液力变矩器构造原理任务任务3 3 机械式换档变速器构造原理机械式换档变速器构造原理任务任务4 4 液力变速器构造原理液力变速器构造原理任务任务5 5 万向传动装置构造原理万向传动装置构造原理任务任务1 1 机械式离合器类型功用机械式离合器类型功用及构造原理及构造原理 主离合器主离合器一、离合器的功能一、离合器的功能（1 1）、临时切断动）、临时切断动力，便于变速箱换档；力，便于变速箱换档；（2 2）、使工程机械）、使工程机械平稳起步而不产生平稳起步

2、而不产生冲击；冲击；（3 3）、便于发动机在完全无载荷的情况下起动；）、便于发动机在完全无载荷的情况下起动；（4）、通过摩擦式主离合器的打滑，可以防止传动）、通过摩擦式主离合器的打滑，可以防止传动系零件过载；系零件过载；（5）、通过对主离合器的半联动操作，使工程机械）、通过对主离合器的半联动操作，使工程机械微动或慢动。微动或慢动。1 1、根据压紧机构分类、根据压紧机构分类（1 1）常压式，弹簧压紧，）常压式，弹簧压紧，用于轮式工程机械和个别用于轮式工程机械和个别履带式工程机械（如东方履带式工程机械（如东方红红-75-75拖拉机）；拖拉机）；（2 2）非常压式，杠杆压紧，）非常压式，杠杆压紧，用

3、于各种履带式工程机械。用于各种履带式工程机械。操操作作方方式式 常压式离合器经常是处于接合状态，只需单常压式离合器经常是处于接合状态，只需单向操纵使之分离，外操作力除去后即可重新结向操纵使之分离，外操作力除去后即可重新结合，一般用脚操纵。合，一般用脚操纵。 非常压式离合器或离或合均需人力操纵，一非常压式离合器或离或合均需人力操纵，一般用手操纵。般用手操纵。 离合器根据其摩擦片的离合器根据其摩擦片的工作条件可分为干式和湿式工作条件可分为干式和湿式（在油液中工作）两种。（在油液中工作）两种。使用工况：频繁的接合和重使用工况：频繁的接合和重载起步。载起步。干式摩擦片容易磨损，施工时要经常调整，易烧坏

4、。干式摩擦片容易磨损，施工时要经常调整，易烧坏。 湿式摩擦片在油中工作，摩擦片寿命为干式的湿式摩擦片在油中工作，摩擦片寿命为干式的5 56 6倍，倍，虽然湿式摩擦表面的摩擦系数约为干式的虽然湿式摩擦表面的摩擦系数约为干式的1/3 1/3 1/41/4，但，但可用增加压紧力提高许用比压力来补偿。可用增加压紧力提高许用比压力来补偿。湿式在结构上虽然复杂，但其优点显著，在工程机械中应湿式在结构上虽然复杂，但其优点显著，在工程机械中应用越来越广泛。用越来越广泛。 如图如图3-23-2所示，主动所示，主动部分由中间主动片、后压部分由中间主动片、后压盘盘1 1和油泵齿轮和油泵齿轮8 8等组成。等组成。发动

5、机运转时，整个主动发动机运转时，整个主动部分是转动的。部分是转动的。 如图如图3-13-1所示，所示，由两片被动摩擦片由两片被动摩擦片3 3、一个被动鼓、一个被动鼓2 2和和离合器轴离合器轴1 1组成。组成。 被动片如图被动片如图3-33-3所示，由两所示，由两块烧结有铜基粉末冶金的钢板块烧结有铜基粉末冶金的钢板铆接而成。铆接而成。 压紧分离机构，见压紧分离机构，见图图3-23-2，由分合套筒，由分合套筒7 7、推杆推杆1111、压紧滚子、压紧滚子1212、离心块离心块5 5、分离弹簧、分离弹簧3 3等等组成组成主离合器的压紧力的调整主离合器的压紧力的调整 通过松开压紧锁板的螺帽，转动调整环。

6、改变离心通过松开压紧锁板的螺帽，转动调整环。改变离心块支点位置来进行。调整到主离合器操纵力在块支点位置来进行。调整到主离合器操纵力在150N150N左右左右（无液压助力时）和（无液压助力时）和202030N30N（有液压助力时），并能听（有液压助力时），并能听到推杆过垂直位置清脆的响声即可。调整好后将螺帽旋到推杆过垂直位置清脆的响声即可。调整好后将螺帽旋紧，靠压紧锁板的摩擦力防止调整环松动。紧，靠压紧锁板的摩擦力防止调整环松动。 动作情况见图动作情况见图3-43-4所示，所示，离心块离心块1 1的形状使旋转所产的形状使旋转所产生的离心力在压紧时帮助生的离心力在压紧时帮助压紧，分离时帮助分离。压

7、紧，分离时帮助分离。当然，离合器的分离主要当然，离合器的分离主要是靠分离弹簧将后压盘拉是靠分离弹簧将后压盘拉向后移。向后移。主离合器的液压助力器如图主离合器的液压助力器如图3-53-5所示。所示。当主离合器传递的扭矩较大时，要保证离合器片可靠地传当主离合器传递的扭矩较大时，要保证离合器片可靠地传递动力，作用在压盘上的作用力就很大，因而操纵时操纵递动力，作用在压盘上的作用力就很大，因而操纵时操纵力也就很大。为了减轻司机的劳动强度，主离合器采用液力也就很大。为了减轻司机的劳动强度，主离合器采用液压助力操纵机构。压助力操纵机构。离合器接合时助力器位置如右图3-5（a）所示。离合器分离时助力器位置如右

8、图3-5（b）所示。将离合器操纵杆向后拉，使阀杆克服弹簧力从中间位置右移，关闭通道B和D。压力油流活塞周围环形空间P，因而推动活塞稍向右移一点，阀杆再移，活塞随之右移，如此下去迫使松放架向飞轮压去，将压板和离合器盘压紧。当主离合器操纵杆向前推，阀杆略为压缩弹簧而左移，关闭通道A和C，压力油流向环形空间Q而推动活塞左移，从而使主离合器分离。离合器接合时助力器位置离合器接合时助力器位置 将离合器操纵杆向后拉，使阀杆克服弹簧力从中间位置右将离合器操纵杆向后拉，使阀杆克服弹簧力从中间位置右移，关闭通道移，关闭通道B B和和D D。压力油流活塞周围环形空间。压力油流活塞周围环形空间P P，因而，因而推动

9、活塞稍向右移一点，阀杆再移，活塞随之右移，如此推动活塞稍向右移一点，阀杆再移，活塞随之右移，如此下去迫使松放架向飞轮压去，将压板和离合器盘压紧。下去迫使松放架向飞轮压去，将压板和离合器盘压紧。表表3-13-1 履带式推土机主离合器的主要参数履带式推土机主离合器的主要参数第二节第二节 离合器的力矩计算离合器的力矩计算 为了保证离合器能长期可靠地工作，必须使其能传递为了保证离合器能长期可靠地工作，必须使其能传递的力矩大于其所需传递的力矩，使之有一定的储备。即的力矩大于其所需传递的力矩，使之有一定的储备。即Mm=Mj (3-1)式中 Mj 离合器的计算力矩,正常情况下就是其传递力矩; 离合器的储备系

10、数; Mm 离合器的力矩容量.当主离合器直接装在发动机上时当主离合器直接装在发动机上时,Mj=Mf式中式中Mf- 发动机额定力矩。发动机额定力矩。当主离合器装在变矩器后时，Mj=k0Mf式中k0 变矩器制动工况的变矩系数。换档离合器及换档制动器，Mj根据结构布置由计算确定。转向离合器力矩计算应从两个方面考虑： 一方面从发动机的全部力矩由一侧的转向离合器传到这一侧履带来考虑；另一方面还要从该侧履带的附着条件来考虑。现有的机械的设计即在变速箱一档时发动机传来的力矩受限于附着条件，而不能在一侧履带上产生相应的牵引力，因此转向离合器应按附着条件来确定计算力矩。 计算位置以履带式机械在横坡上，机器全重的

11、计算位置以履带式机械在横坡上，机器全重的1/31/3由由下侧履带传到地面上，即下侧履带传到地面上，即134NG该侧履带的最大附着牵引力该侧履带的最大附着牵引力Tmax Tmax= N1=0.75 G G式中式中 G 机器全重机器全重; - 履带对地面的附着系数,一般取=1; N1 一侧履带传至地面的重力,Tmax=0.75G.附着条件允许驱动轮传递的力矩为Tmaxr（r为驱动轮节圆）转向离合器的计算力矩m ax0.75jzzTrG rMii式中 iz 终传动的传动比.储备系数储备系数选取原则选取原则1、干式离合器储备系数、干式离合器储备系数值值 湿式离合器储备系数湿式离合器储备系数值；值；2、

12、机械传动的、机械传动的离合器储备系数离合器储备系数值值 液力传动离合器储备液力传动离合器储备系数系数值；值；3、发动机转速越高，机器越大，离合器储备系数、发动机转速越高，机器越大，离合器储备系数值越值越大；大；4、离合器储备系数、离合器储备系数值大，磨损小，发热小，传递力矩值大，磨损小，发热小，传递力矩的可靠性增加，但的可靠性增加，但值不宜过大，否则离合器尺寸过大，值不宜过大，否则离合器尺寸过大，机器重量增加，操作力增加。机器重量增加，操作力增加。 在正确确定计算力矩在正确确定计算力矩Mj及储备系数及储备系数后，即可根据公后，即可根据公式（式（3-1）Mm=Mj确定该离合器的力矩容量确定该离合

13、器的力矩容量Mm。 如右下图如右下图3-73-7所示，在任意微分圆环面积（图中阴所示，在任意微分圆环面积（图中阴影区）上，靠摩擦力传递的力矩影区）上，靠摩擦力传递的力矩222(3 2)dMrdrq rq r dr 式中：式中： q 摩擦面单位面积上的正压力；摩擦面单位面积上的正压力； - - 两摩擦面间的摩擦系数。两摩擦面间的摩擦系数。22(3 3)()pqRR外内式中：式中： P 在此环形摩擦表面上的总压力；在此环形摩擦表面上的总压力； R外外- 摩擦衬面外径；摩擦衬面外径； R R内内 - - 摩擦衬面内径。摩擦衬面内径。由（由（3-23-2）式积分，得此一对摩擦面上的摩擦力矩为）式积分，

14、得此一对摩擦面上的摩擦力矩为2223322332222()312()() 3()23()RRMdMqr drqRRpRRRRRRpRR 外内外内外内外内外内外内令33222()3pRRRRR外内外内平均半径PMPR得取片式摩擦离合器能传递的总力矩（摩擦力矩）为取片式摩擦离合器能传递的总力矩（摩擦力矩）为Mz(34)zpMnkMnpR k式中式中 n 摩擦面数。摩擦面数。n=s+t-1n=s+t-1式中式中 s 主动片数；主动片数； t 从动片数；从动片数； - - 摩擦面间的摩擦系数，其值可按下面的方式选取摩擦面间的摩擦系数，其值可按下面的方式选取干式，石棉铜丝对钢铁干式，石棉铜丝对钢铁 =0

15、.3;=0.3;干式干式, ,粉末冶金对钢铁粉末冶金对钢铁 =0.4;=0.4;湿式湿式, ,粉末冶金对钢铁粉末冶金对钢铁 =0.08;=0.08;P 压在摩擦表面上的总轴向压力压在摩擦表面上的总轴向压力;k 折减系数。折减系数。为了计算方便,常取2pRRR外内根据前面定义332223pRRRRR外内外内设两者比值为332222223()43()2RRRRRR RRRRRR外内外内外外内内外内外内设C=R内/R外224 13(1)CCC 一般离合器，干式石棉衬面时C=0.50.7；钢对钢或粉末冶金衬面=1.037 1.006，接近1，故可以用近似法求Rp。k为折减系数，考虑离合器传递扭矩时，离

16、合器片键齿处的摩擦阻力，引起串联压紧着的各摩擦片压紧力的递减。 k值可参考表3-3选取. 这样就可根据公式(3-4)验算MZ.(34)zpMnkMnpR k第四节 片式离合器主要参数的确定片式离合器的主要参数有：片数、摩擦片的外径D外、摩擦片的内外径之比C = D内/ D外、单位压力q及储备系数等。 确定上述主要参数所依据的关系式为公式（3-1）和（3-4），即Mm=Mj=Mz=nPRpk3322222();3pRRpqRRRRR外内外内外内将代 入 公 式 ,得332222332()3(1)(3 5)12jjRRMn qRRkRRnMqDC k 外内外内外内外化简一、摩擦面数n 主离合器多采

17、用单片（n=2）或双片（n=4）。单片结构简单、分离彻底，应尽量采用。 由于工程机械向大型化方向发展，当发动机额定力矩Mf超过700N.m ，单片很难满足要求。 换档离合器和转向离合器，由于受所传力矩大和径向尺寸的限制，必须做成多片式。摩擦面数的面数可根据公式（3-5）确定。2、摩擦片的外径D外 主要由最大允许线速度v和具体结构布置确定，一般为3540m/s。3、摩擦衬片的内外径之比CC值大，意味内外径尺寸相差小，有效面积减小。C值小，意味着内外径尺寸相差大，磨损速度相差悬殊，内外磨损不均匀，破坏摩擦片的平整，使接触不良，传递扭矩的能力降低。总重2t以下的汽车主离合器C0.65；总重310t的

18、中小型载重汽车C0.85；总重10t以上的载重汽车C0.560.53； 对于铲土运输机械，C一般取0.55 0.75，行星变速箱中，换档离合器和换档制动器C值常取较大值，一般C=0.75 0.87。4、单位压力q 主动从动摩擦片间单位面积许用正压力q主要取决于摩擦片的品种、质量。石棉铜丝摩擦片对钢铁 q=0.8 1.0MPa;铜基粉末冶金摩擦片对钢铁 q=2 4MPa,一般推荐为2MPa,当线速度低于5m/s时可4MPa。q值在许用值q范围内可任意选取。注意 选小些可以提高摩擦元件的使用寿命，但使整个部件尺寸加大，压盘、摩擦片等的外径过分增大，会使圆周速度超过允许值（一般为35 40m/s）有

19、飞离的危险，所以q值不应选得过小。 q值选大了除考虑许用值q外，还要考虑摩擦片单位面积传递的力矩k，不使kk=20100 N.cm/cm2。5、储备系数、摩擦系数及折减系数k 由表3-2、表3-3确定。在计算扭矩Mj确定以后，上述7个参数和Mj之间的关系可根据公式（3-5）结合机械实际情况确定。6、离合器操纵力F(36)nnnnPPnFPsisn22()PqRR外内由前式式中 in 离个别器操纵机构传动比； n- 操纵机构效率，根据具体构造n=0.75-0.90; s 操纵杆(踏板)的行程,手柄s400mm,踏板s250mm,经常操作的还要尽量小些; 每一对摩擦结合面分离时的间隙。单片或双片主

20、摩擦离合器=0.41.2mm；多片式换档离合器和转向离合器=0.2 0.5mm；多片式离合器分离时,各摩擦表面间的间隙不均匀,但设计时也可取值,此值表示的是平均间隙.无论湿式或干式,初步计算时,可取=0.5mm(干式钢对钢=0.2 0.3mm,有衬面及湿式钢对钢=0.4 0.5mm)由此可以推算出离合器压板行程的选取Sy=n操作力的大小 可以根据公式（3-6）计算出操纵力F，一般操纵力不得大于150200N。 即使手柄（或踏板）的操纵力也在150200N以下。 由于工程机械作业条件差，操纵动作频繁，有很多机器采用各种操纵机构助力装置以减轻劳动强度。 如红旗-100拖拉机采用油压转向助力器，操纵

21、力由350N降到50N，T150推土机采用液压助力，操纵力由150N降到20 30N。第五节 摩擦传动元件的摩擦衬面一、对摩擦衬面的要求 摩擦系数值高而且稳定、耐磨、有足够的机械强度、传热性和耐热性好。工程机械广泛采用石棉或粉末冶金摩擦衬面。二、石棉摩擦衬面1、组成2、制造方法织成法和模压法等。 由石棉纤维、特种填料（有机物及无机物）和粘结剂（树脂或橡胶）加金属丝（一般加铜丝，用以增加衬面强度和导热性）制成。3、石棉衬面的特点优点：摩擦系数比较高、比重小、有足够的机械强度、并能用铜质铆钉将摩擦衬面固定在钢片上，而且价格便宜、制造容易。缺点：摩擦每当随温度变化、导热性差、不耐高温。三、粉末冶金摩

22、擦衬面1、组成金属粉末 根据金属粉末的不同，粉末冶金摩擦衬面分为铜基粉末冶金和铁基粉末冶金两种。2、制造方法 A、由铜粉或铁粉，加上金属或非金属添加物，在很高的压力下（铜基在150-250MPa、铁基在300-350MPa）冷压成形。B、烧结（铜基7500C，铁基11000C并加一定压力），在烧结过程中同时将摩擦衬面烧结固定到钢片上。3、粉末冶金摩擦衬面的特点优点：A、耐高温（铜基3500C，铁基800-9000C，石棉质衬面最高也不能达到2500C），高温下耐磨性好（热稳定性）、许用比压力q高，适合于重载条件下工作；B、摩擦系数值高，且在温度、压力、速度变化范围很大的情况下，值变化不大，耐磨

23、性也好；C、导热性好，特别是当衬面上有油沟以保证油循环时，散热特别好；D、用烧结法制成的摩擦衬面很薄，可以使离合器的轴向尺寸小；E、具备足够的强度、良好的抗咬合性能、抗腐蚀、分离均匀、接合平稳。缺点 制造费用高、使用成本贵、比重大、增加了旋转惯性，使摩擦副另一元件的磨损略增。 我国工程机械用铁基粉末冶金摩擦衬面很少，因为铁基粉末冶金制造困难，在油中耐磨性差，磨损后又污染油，仅用于重载干式离合器和制动器。湿式多用铜基粉末冶金衬面。 常用摩擦副的摩擦系数和许用单位压力q可按表3-4选取。 湿式离合器摩擦衬面上常开有沟槽，起润滑、冷却和排除磨屑的作用。常见沟槽形式如右图3-8所示。第一节第一节 液力

24、偶合器的结构及工作原理液力偶合器的结构及工作原理第二节第二节 液力变矩器的构造及工作原理液力变矩器的构造及工作原理第三节第三节 液力变矩器的性能参数液力变矩器的性能参数 第四节第四节 液力变矩器的类型和典型结构液力变矩器的类型和典型结构液力传动原理简图液力传动原理简图1.1.泵轮壳泵轮壳2-2-涡轮涡轮3-3-泵轮泵轮4-4-输入轴输入轴 5-5-输出轴输出轴 6 6、7-7-尾部切去一片尾部切去一片 的叶片的叶片 通常把轴面（即包含螺旋轴线的剖面，又称为子午面内所形成的内换与外患间的面积称为变矩器的循环圆，由循环圆所构成的回转体空间则是变矩器内油液进行循环的空间。 变矩器循环圆示意图变矩器循

25、环圆示意图1-1-泵轮泵轮2-2-涡轮涡轮3-3-导轮导轮4-4-工作轮内环工作轮内环5-5-涡轮槽涡轮槽 三元件变矩器外特性三元件变矩器外特性1-1-泵轮泵轮2-2-涡轮涡轮3-3-导轮导轮4-4-主动轴主动轴5-5-壳体壳体6-6-从动轴从动轴7-7-单向离合器单向离合器1-1-泵轮泵轮 2-2-涡轮涡轮 3 3、3-3-导轮导轮4-4-自由轮机构自由轮机构1-1-主泵轮主泵轮 1-1-副泵轮副泵轮 2-2-涡轮涡轮 3-3-第一第一导轮导轮 3-3-第二导轮第二导轮 4-4-主动轴主动轴 5-5-导轮导轮座座 6-6-从动轴从动轴 7 7、8 8、9-9-单向离合器单向离合器1-1-旋转

26、壳体旋转壳体2-2-泵轮泵轮 3-3-齿轮齿轮4-4-油液进口油液进口5-5-输出齿轮输出齿轮6-6-变矩器壳体变矩器壳体7-7-油液出口油液出口8-8-支承轴支承轴9-9-导轮导轮 10-10-涡轮涡轮11-11-涡轮轴涡轮轴 12-12-接盘接盘 国产国产CL7CL7自行式铲运自行式铲运机是单机四相元件，它的机是单机四相元件，它的结构有两个特点：结构有两个特点：1 1、具有、具有两个导轮，这两个导论通两个导轮，这两个导论通过单向离合器与固定的壳过单向离合器与固定的壳体相连，根据不同的工况体相连，根据不同的工况实现两个导轮固定；或一实现两个导轮固定；或一个导轮固定，另一个导轮个导轮固定，另一

27、个导轮空转；以及两个导轮都空空转；以及两个导轮都空转等三种工作状态，故称转等三种工作状态，故称三相。三相。2 2、带有自动锁紧离、带有自动锁紧离合器，可以和泵轮和涡轮合器，可以和泵轮和涡轮刚性连接起来变成机械传刚性连接起来变成机械传动。动。1-1-滚子滚子2-2-销销3-3-弹簧弹簧4-4-内圈内圈5-5-限位块限位块6-6-铆钉铆钉7-7-档圈档圈8-8-第一导轮第一导轮9-9-外圈外圈项目一项目一 任务任务3 3 机械式换档变速器构造原理机械式换档变速器构造原理 分类分类非动力换档机械传动变速箱非动力换档机械传动变速箱 由于机械传动系的效率远比液力机械传动、液压传动高，机由于机械传动系的效

28、率远比液力机械传动、液压传动高，机械传动人力换档与湿式主离合器组合方式，依然广泛应用于履械传动人力换档与湿式主离合器组合方式，依然广泛应用于履带式工程机械上。带式工程机械上。变变速速箱箱变变速速的的原原理理右图为右图为T-240T-240（320320）型推土）型推土机变速箱的构造。机变速箱的构造。该变速箱共有三根轴：输入该变速箱共有三根轴：输入轴轴20、输出轴、输出轴24和中间轴和中间轴28。（1）、输入轴）、输入轴20左端有联轴节左端有联轴节12，动力由此联，动力由此联轴节输入变速箱。该轴的右轴节输入变速箱。该轴的右端伸出箱体，伸出轴上有花端伸出箱体，伸出轴上有花键，作功率输出用。键，作功

29、率输出用。前进档主动齿轮前进档主动齿轮A和倒档主动和倒档主动齿轮齿轮E通过花键固装在轴通过花键固装在轴20上，上，五、六档主动齿轮五、六档主动齿轮O和和Q通过通过双金属衬套滑动轴承支承在双金属衬套滑动轴承支承在轴轴20的花键上，花键套通过的花键上，花键套通过花键固装在轴上。花键啮合花键固装在轴上。花键啮合毂通过花键固装在轴上，其毂通过花键固装在轴上，其啮合齿上套着啮合套。啮合齿上套着啮合套。 （2）、中间轴）、中间轴28前进档被动齿轮前进档被动齿轮D D、倒档齿轮、倒档齿轮F F和一、二、三、四档主动齿轮都是和一、二、三、四档主动齿轮都是通过衬套滑动轴承支承在通过衬套滑动轴承支承在轴的花键套上

30、，轴上还有轴的花键套上，轴上还有三个花键毂和啮合套。三个花键毂和啮合套。 （3）、输出轴）、输出轴24输出轴和驱动桥主动螺旋输出轴和驱动桥主动螺旋锥齿轮制成一体，锥齿轮制成一体，1 16 6档档的从动齿轮的从动齿轮H H、J J、L L、N N、P P、R R通过花键固装在轴上。通过花键固装在轴上。前进档双联中间齿轮前进档双联中间齿轮BCBC通通过三对滚柱和球轴承支承过三对滚柱和球轴承支承在轴上，该轴的轴向位置在轴上，该轴的轴向位置可用钢制垫片可用钢制垫片9 9来进行调来进行调整，以保证驱动桥螺旋锥整，以保证驱动桥螺旋锥齿轮的正确啮合。齿轮的正确啮合。QRFOPFMNCDABFKLCDABFI

31、JCDABFJHCDABFzzizzizzzzzzizzzzzzizzzzzzizzzzzzi554321MNEFRKLEFRIJEFRJHEFRzzzzizzzzizzzzizzzzi4321二、换档操纵部分二、换档操纵部分（1 1）所有啮合齿轮（或滑动齿轮）的移动，尽可能）所有啮合齿轮（或滑动齿轮）的移动，尽可能用较少的（用较少的（1 1根或根或2 2根）操纵杆来操纵；根）操纵杆来操纵；（2 2）不自动挂档或脱档；）不自动挂档或脱档；（3 3）保证啮合套和啮合套（滑动齿轮和啮合齿轮）保证啮合套和啮合套（滑动齿轮和啮合齿轮）能对正啮合；能对正啮合；（4 4）不能同时挂上两个档位；）不能同时挂

32、上两个档位；（5 5）如果用一根操纵杆来操纵所有档位时，应有防）如果用一根操纵杆来操纵所有档位时，应有防止意外挂上倒档的装置。止意外挂上倒档的装置。 1 1、操纵机构和互锁装置、操纵机构和互锁装置右图右图4-3 4-3 为为 T150T150（200200）型推土机）型推土机变速箱换档操纵机变速箱换档操纵机构。构。该操纵机构共有四该操纵机构共有四个拨叉，其中三个个拨叉，其中三个由变速操纵杆操纵，由变速操纵杆操纵，另一个拨叉由倒顺另一个拨叉由倒顺档操纵杆操纵，称档操纵杆操纵，称为倒顺拨叉。为倒顺拨叉。 2 2、联锁机构、联锁机构作用作用一、在离合器接合时变速杆是扳不动的；一、在离合器接合时变速杆

33、是扳不动的；二、工作时即离合器接合时，齿轮不会自由二、工作时即离合器接合时，齿轮不会自由滑动而引起滑动而引起“跳档跳档”；三、如果齿轮没有拨到位，主离合器就拉不三、如果齿轮没有拨到位，主离合器就拉不到接合位置，防止了齿轮在半齿啮合的状态到接合位置，防止了齿轮在半齿啮合的状态下工作。下工作。联锁机构保证了变速箱工作可靠与安全。联锁机构保证了变速箱工作可靠与安全。 当离合器当离合器“接接合合”，四根拨叉轴，四根拨叉轴就都由锁销锁定在就都由锁销锁定在一定位置。换句话一定位置。换句话说，如果要到任何说，如果要到任何一个档位，或者要一个档位，或者要把变速杆回到中间把变速杆回到中间都必须首先推开离都必须首

34、先推开离合器到合器到“分离分离”位位置才行。置才行。 挂进倒档时挂挂进倒档时挂不上五档，而挂不上五档，而挂前进五档之前，前进五档之前，又必须先挂上前又必须先挂上前进档。就是由这进档。就是由这套联锁机构保证。套联锁机构保证。变速箱本身不起变速箱本身不起作用，其本身结作用，其本身结构在挂五档时根构在挂五档时根本不必挂前进档。本不必挂前进档。特点特点对于降低中间轴和轴上空套着的齿轮之间的相对运动对于降低中间轴和轴上空套着的齿轮之间的相对运动速度很有利，从而减轻了磨损和发热。速度很有利，从而减轻了磨损和发热。图图14-4 14-4 东风东风EQ1141GEQ1141G型汽车变速型汽车变速器器1-第一轴

35、；2-第一轴油封； 3-第一轴常啮合齿轮；4-四、五挡锁环式同步器；5-第二轴四挡齿轮；6-第二轴三挡齿轮7-二、三挡锁销式同步器； 8-第二轴二挡齿轮；9-第二轴倒挡齿轮；10-一、倒挡接合套；11-第二轴一挡齿轮；12-第二轴后轴承盖；13-速度表蜗杆；14-油封；15-第二轴凸缘；16-中间轴；17-中间轴一挡齿轮；18-中间轴倒挡齿轮；19-倒挡轴；20、21-倒挡中间双联齿轮；22-中间轴二挡齿轮；23-中间轴三挡齿轮；24-中间轴四挡齿轮；25-中间轴常啮合传动齿轮;26-第二轴；27-轴承盖东风东风EQ1141GEQ1141G型汽车变速器的传动示意图型汽车变速器的传动示意图 挡位

36、挡位动力传递路线动力传递路线传动比传动比空挡空挡操纵变速杆，使各挡同步器接合套处于中间位置，此时，动力不传给输出轴 一挡一挡操纵变速杆，使接合套14右移，动力由输入轴依次经齿轮2、25，中间轴17，齿轮16、13经花键毂传给第二轴输出 6.540二挡二挡操纵变速杆，使接合套9右移，动力由输入轴依次经齿轮2、25，中间轴17，齿轮22、11经花键毂传给第二轴输出3.807三挡三挡操纵变速杆，使接合套9左移，动力由输入轴依次经齿轮2、25，中间轴17，齿轮23、7经花键毂传给第二轴输出2.168四挡四挡操纵变速杆，使接合套4右移，动力由输入轴依次经齿轮2、25，中间轴17，齿轮24、6经花键毂传给

37、第二轴输出1.442 五挡五挡 操纵变速杆，使接合套4左移，动力由输入轴依次经齿轮2经接合齿圈3、接合套4经花键毂传给第二轴输出1倒挡倒挡操纵变速杆，使接合套14左移，动力由输入轴依次经齿轮2、25，中间轴17，齿轮19、20、21、12经花键毂传给第二轴输出6.553挡挡挡挡挡挡挡挡挡挡进进退退变速箱主轴变速箱主轴变速箱副轴变速箱副轴变速箱中间轴变速箱中间轴高高速速档档低低速速档档锁销式同步器锁销式同步器定位销定位销锁销锁销接合套接合套锥环锥环锥环锥环锥盘锥盘锥盘锥盘变速杆变速杆摆架式互锁机构摆架式互锁机构拨叉轴拨叉轴拨叉拨叉锁销式互锁机构锁销式互锁机构变速杆变速杆变速传动杆变速传动杆一、二

38、挡一、二挡拨叉轴拨叉轴一二挡拨叉指杆一二挡拨叉指杆一二挡一二挡拨叉拨叉离合器与离合器与变速箱连锁轴变速箱连锁轴换向杆换向杆五档倒挡互锁五档倒挡互锁变速档：变速档：一、二挡：一、二挡：3491315 换挡及锁止换挡及锁止（ 70图图43） 换挡机构：用来换挡机构：用来拨动拨动啮合套，挂啮合套，挂上或脱开相应上或脱开相应挡位挡位，四个拨叉对应四，四个拨叉对应四P变速杆变速杆变速传动杆变速传动杆三四挡三四挡拨叉轴拨叉轴三四挡三四挡拨叉指杆拨叉指杆三四挡三四挡拨叉拨叉离合器与离合器与变速箱连锁轴变速箱连锁轴换向杆换向杆五档倒挡互锁五档倒挡互锁变速档：变速档：三、四挡：三、四挡：34101916个啮合套

39、，五挡拨叉个啮合套，五挡拨叉17直接装在五挡直接装在五挡拨叉轴拨叉轴12上，一、二挡上，一、二挡15，三、四挡，三、四挡16，进退挡，进退挡18拨叉套装在拨叉下轴拨叉套装在拨叉下轴14变速杆变速杆变速传动杆变速传动杆五五挡挡拨拨叉叉轴轴五挡拨叉五挡拨叉离合器与离合器与变速箱连锁轴变速箱连锁轴换向杆换向杆五档倒挡互锁五档倒挡互锁 变速档：变速档： 五五 挡：挡：341217上，一、二挡上，一、二挡15，三、四挡，三、四挡16，进退，进退挡挡18拨叉套装在拨叉下轴拨叉套装在拨叉下轴14上，拨叉上，拨叉指杆上端分别与相应拨叉轴连接，下指杆上端分别与相应拨叉轴连接，下变速杆变速杆换向换向拨叉轴拨叉轴换

40、向拨叉换向拨叉离合器与离合器与变速箱连锁轴变速箱连锁轴换向杆换向杆五档倒挡互锁五档倒挡互锁换向拨叉换向拨叉指杆指杆换向传动杆换向传动杆变速档：变速档：进、退挡：进、退挡：12112018端分别与相应拨叉连接，端分别与相应拨叉连接，变速杆变速杆3 3可以可以拨动变速拨叉轴拨动变速拨叉轴9 9、1010、1212，换向杆，换向杆1 1可以拨动换向拨叉轴可以拨动换向拨叉轴1111。变速杆变速杆摆摆架架卡卡块块A滑滑杆杆卡块卡块B换向拨叉轴换向拨叉轴五挡拨叉轴五挡拨叉轴互锁销互锁销离离合合器器操操纵纵杆杆锁轴锁轴锁销锁销变变速速杆杆拨拨叉叉轴轴五五档档倒倒挡挡锁锁销销任务任务4 液力变速器构造原理液力

41、变速器构造原理 连锁杠杆连锁杠杆锁定轴锁定轴锁销锁销拨叉轴拨叉轴变变速速操操纵纵阀阀变速、变矩油泵变速、变矩油泵工作油泵工作油泵动力输出动力输出动力输入动力输入回转减速总成回转减速总成行走减速总成行走减速总成回转太阳轮回转太阳轮行走内齿圈行走内齿圈回转行星轮回转行星轮回转内齿圈回转内齿圈行星架行星架行星轮行星轮太阳轮太阳轮齿圈齿圈太太阳阳轮轮齿圈齿圈主动片主动片被动片被动片行星轮行星轮行星架行星架(1)0tqjnKnK +n Y = M - P泵泵轮轮一级一级涡轮涡轮二级二级涡轮涡轮一级涡轮一级涡轮被动齿轮被动齿轮大超越大超越离合器离合器转向泵小超越离合器小超越离合器二级涡轮二级涡轮被动齿轮被

42、动齿轮倒退挡倒退挡制动器制动器进进一一档档制制动动器器进进二二挡挡离离合合器器三三合合一一机机构构啮啮合合套套图61 ZL50装载机变速箱传动示意图jtnnjtnnqtnn二二级级涡涡轮轮被被动动齿齿轮轮一级涡轮被动齿轮一级涡轮被动齿轮内环棘轮内环棘轮滚柱滚柱调压阀阀杆调压阀阀杆制动阀阀杆制动阀阀杆分配阀阀杆分配阀阀杆回油单向阀回油单向阀节流小孔节流小孔调压与稳压调压与稳压弹簧蓄能器弹簧蓄能器调压阀阀杆调压阀阀杆制动阀阀杆制动阀阀杆分配阀阀杆分配阀阀杆回油单向阀回油单向阀节流小孔节流小孔调压与稳压调压与稳压弹簧蓄能器弹簧蓄能器调压阀阀杆调压阀阀杆制动阀阀杆制动阀阀杆分配阀阀杆分配阀阀杆回油单向

43、阀回油单向阀节流小孔节流小孔制动与回位制动与回位弹簧蓄能器弹簧蓄能器倒退挡倒退挡前进挡前进挡一挡一挡二挡二挡三挡三挡11259Z :Z :21：前前部部ttqjnniinn 5 59 9- -2 2. .8 81 1；+ += = 2 2. .9 93 31 1- -1 13 35 59 9：L L : := = 1 1；Z Z : := = 1 1+ += = 0 0. .3 34 45 53 31 1后后部部jtniin Z4 46 65 5: := = = 1 1+ += = 2 2. .7 76 63 37 7tjnn前箱前箱后箱后箱2jqnin 1 1= = 0 0. .7 72 2

44、1 1K K1 1 + + K K2bniKn3 3= = 1 1+ += = 1 1+ + 2 2. .8 81 1 = = 3 3. .8 81 1 bcnn 2 21 1+ +K K22bbnnn 3 33 3-(1+)= 0-(1+)= 01+1+K KK KK K2bnin 23232323(1+)(1+)(1+)(1+)= =1+1+(1+1.9)(1+ 2.81)(1+1.9)(1+ 2.81)= = 1.941.941+1.9+ 2.811+1.9+ 2.81KKKKKKKK2bnin 3 34 41 1- -= = 1 1- - 2 2. .8 81 1 1 1. .9 9

45、= = - -4 4. .3 34 4K K K K1 12 23 34 45 58 88 89 90 0= = = 2 2. .7 75 5= = = = 2 2. .1 14 43 32 24 42 29 90 08 85 5= = =1 1. .7 76 6= = =1 1. .8 81 15 51 14 47 7K KK KK KK KK K111223344552223334:2.75:(1)0:(1)0:(1)0:(1)00112.143.141:0110.3212.14:01ZGBFHCFHDCDEHGBZFFCZHHDCZiKFnK nKnnK nKnnK nKnnK nKnn

46、ZniKnnZninKZnnnK 4:无 直 接 输 入 ， 须排 过 渡由 式 得 ,433 33434Z4Z434345E5ED5HD5HH3C3FH3C3FH45H4CH45H4C4545CHCH4 4+-(1+)= 0+-(1+)= 01+1+1+1+1+ 2.14+1.761+ 2.14+1.76= 0.57= 0.57(1+)(1+)(1+ 2.14)(1+1.76)(1+)(1+)(1+ 2.14)(1+1.76)Z :Z : 无无直直接接输输入，入，须须、排排过过渡渡，= 0，= 0= (1+)= (1+) ，代入，代入、得得+-(1+)= 0+-(1+)= 0+(1+)-(1

47、+)= 0+(1+)-(1+)= 0 1+(1+)1+(1+)= =代代(1+)(1+)KKKKK KKKKKKKKKK KKKKKKKKKKKKKKKK K代代入入，得得：由由式式得得, ,HHFFHnnnninnnnnnnnnnnn=1.794545H3H3FH3H3F4 4HHFHHFZ5Z5L L入入得得1+(1+)1+(1+)+-(1+)= 0+-(1+)= 0(1+)(1+)1+1.76(1+1.81)1+1.76(1+1.81)+ 2.14-(1+ 2.14)= 0+ 2.14-(1+ 2.14)= 0(1+1.76)(1+1.76)= =L :L : 相相当当于直于直接接挡挡，

48、= 1，= 1KKKKKKKKK KFHnnnnnnniniz1z2z3z4Lz5任务五任务五 万向传动装置万向传动装置 概概 述述万向传动装置可实现两根相交轴之间的动力传递。万向传动装置可实现两根相交轴之间的动力传递。具体地，有：具体地，有： 1 1、变速箱与驱动桥之间的万向传动装置、变速箱与驱动桥之间的万向传动装置 2 2、在多轴驱动的汽车、在多轴驱动的汽车上，在分动器与各驱动上，在分动器与各驱动桥之间或驱动桥与另一桥之间或驱动桥与另一驱动桥之间也需要用万驱动桥之间也需要用万向传动装置传递动力。向传动装置传递动力。 3 3、两根轴虽同轴线，、两根轴虽同轴线，但由于安装的困难，或但由于安装的

49、困难，或由于机架的变形等原因，由于机架的变形等原因，实际工作中难于保证两实际工作中难于保证两轴的同轴性。轴的同轴性。 4 4、连接在工作中相对、连接在工作中相对位置变化的两根传递动位置变化的两根传递动力的轴，如转向驱动桥力的轴，如转向驱动桥中内、外两半轴。中内、外两半轴。 5 5）不少汽车的转向系中也采用了万向传动装）不少汽车的转向系中也采用了万向传动装置。置。 第二节第二节 普通十字轴万向节普通十字轴万向节最常用的不等速万向节是十字轴万向节，其结构简最常用的不等速万向节是十字轴万向节，其结构简单，传动可靠，效率高，且允许两传动轴之间有较单，传动可靠，效率高，且允许两传动轴之间有较大的夹角（一

50、般为大的夹角（一般为15152020）, ,故广泛应用于各故广泛应用于各类车辆的传动系统中。类车辆的传动系统中。 1-1-轴承盖轴承盖2-6-2-6-万向节叉万向节叉3-3-注油嘴注油嘴4-4-十字轴十字轴5-5-安全阀安全阀7-7-毛毡油封毛毡油封8-8-滚针滚针9-9-套筒套筒1- 套筒；套筒；2-十字轴；十字轴；3-传动轴叉；传动轴叉；4-卡环；卡环；5-轴承外圈；轴承外圈；6-套筒叉套筒叉1 1油封挡盘；油封挡盘；2 2橡胶油封；橡胶油封；3 3油封座；油封座；4 4注油嘴注油嘴 十字轴的润滑油道及十字轴的润滑油道及密封装置密封装置十字轴主要零件分解图十字轴主要零件分解图二、单个十字轴

51、万向节的运动特性二、单个十字轴万向节的运动特性十字轴十字轴万向节万向节在输入在输入轴与输轴与输出轴之出轴之间有夹间有夹角的情角的情况下，况下，两轴的两轴的瞬时角瞬时角速度不速度不相等。相等。 1 1、主动叉平面在垂直位置，且十字轴平面与主动、主动叉平面在垂直位置，且十字轴平面与主动轴轴线垂直时。轴轴线垂直时。cos122 2、主动叉平面在水平位置，且十字轴平面与从动、主动叉平面在水平位置，且十字轴平面与从动轴轴线垂直时：轴轴线垂直时： cos12 单十字轴万向节传动单十字轴万向节传动的不等速性使从动轴及其的不等速性使从动轴及其相连的传动件产生扭转振相连的传动件产生扭转振动，形成附加的动裁荷，动

52、，形成附加的动裁荷，影响零部件使用寿命。影响零部件使用寿命。 双十字轴万向节双十字轴万向节等速传动的条件等速传动的条件是：是：三轴在同一平面内；三轴在同一平面内；第一万向节连接的两轴间夹角第一万向节连接的两轴间夹角1 1和第二万向节和第二万向节连接的两轴间夹角连接的两轴间夹角2 2相等，即相等，即1 1= =2 2；第一万向节从动叉和第二万向节主动叉在同一第一万向节从动叉和第二万向节主动叉在同一平面内。平面内。 双十字轴万向节等速传动示意双十字轴万向节等速传动示意图图1 1、双联式万向节、双联式万向节 1 1主动轴；主动轴；2 2从动轴；从动轴；3 3双联叉双联叉 第三节第三节 等速万向节等速

53、万向节一、准等速万向节一、准等速万向节 准等速万向节是根据上节双万向节实现等速传准等速万向节是根据上节双万向节实现等速传动的原理而设计的，常见的有双联式、三销轴式和动的原理而设计的，常见的有双联式、三销轴式和球面滚轮式万向节。球面滚轮式万向节。 1 1万向节主动叉；万向节主动叉；2 2球碗座；球碗座；3 3衬套；衬套；4 4防护圈；防护圈；5 5双联叉；双联叉；6 6万向节从动叉；万向节从动叉；7 7油封；油封；8 8、1010垫圈；垫圈；9 9球碗；球碗；1111弹簧弹簧 双联式万向节允许有较大的轴间夹角（一般可达双联式万向节允许有较大的轴间夹角（一般可达5050），轴承密封好，效率高，制造

54、方便，工作可），轴承密封好，效率高，制造方便，工作可靠；但外形尺寸较大，结构复杂，零件数目较多，靠；但外形尺寸较大，结构复杂，零件数目较多，主要应用在转向驱动桥中。主要应用在转向驱动桥中。 2 2、三销轴式万向节、三销轴式万向节 1 1主动偏心轴叉；主动偏心轴叉；2 2、4 4三销轴；三销轴；3 3从动偏心轴叉；从动偏心轴叉；5 5卡环；卡环；6 6轴承座；轴承座；7 7衬套；衬套；8 8毛毡圈；毛毡圈；9 9密密封罩；封罩；1010止推垫片止推垫片 三销轴式万向节的优点是对万三销轴式万向节的优点是对万向节与转向节的同心度要求不向节与转向节的同心度要求不太严；允许相邻两轴之间有较太严；允许相邻

55、两轴之间有较大的夹角，最大可达大的夹角，最大可达4545；可；可直接暴露在外而不需要加外球直接暴露在外而不需要加外球壳和密封。其缺点是外形尺寸壳和密封。其缺点是外形尺寸较大，零件形状复杂，毛坯需较大，零件形状复杂，毛坯需要精锻，万向节的两轴受有附要精锻，万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力。它主要应用加弯矩和轴向力。它主要应用在中、重型越野汽车和部分轿在中、重型越野汽车和部分轿车的转向驱动桥中。车的转向驱动桥中。 3 3、球面滚轮式万向节、球面滚轮式万向节 l l、55万向节轴；万向节轴；22筒状体的轴向槽；筒状体的轴向槽；33销轴；销轴；44球面球面滚轮滚轮 装在与万向节轴装在与万向节轴5 5制

56、成一体的三根销轴制成一体的三根销轴3 3上的球面滚轮上的球面滚轮4 4，可沿与另一万向节轴可沿与另一万向节轴1 1相连的筒状体的三个轴向槽相连的筒状体的三个轴向槽2 2移动，起移动，起到伸缩花键的作用。三个球面滚轮与筒状体的槽壁之间可传到伸缩花键的作用。三个球面滚轮与筒状体的槽壁之间可传递转矩。结构上应保证沿圆周等分的三个球面滚轮的轴线始递转矩。结构上应保证沿圆周等分的三个球面滚轮的轴线始终位于或近似位于万向节两轴夹角的等分面上，故也可把它终位于或近似位于万向节两轴夹角的等分面上，故也可把它归类于等速万向节。该万向节允许的轴间夹角可达归类于等速万向节。该万向节允许的轴间夹角可达4343。 二、

57、等速万向节二、等速万向节 等速万向节的基本原理是，从结构上保证万向节在工作等速万向节的基本原理是，从结构上保证万向节在工作过程中的传力点永远位于主、从动轴交点的平分面上。过程中的传力点永远位于主、从动轴交点的平分面上。 1 1、球叉式万向节、球叉式万向节 11从动叉；从动叉；2 2锁止销；锁止销；3 3定位销；定位销；4 4传动钢球；传动钢球；5 5主主动叉；动叉；6 6定心钢球定心钢球球叉式万向节结构简单，两轴允许最大夹角为球叉式万向节结构简单，两轴允许最大夹角为32323333。但由于四个传动钢球在正向传动时只有相对的两个传力，反但由于四个传动钢球在正向传动时只有相对的两个传力，反向传动时

58、，则由另外两个相对的钢球传力，故钢球与凹面槽向传动时，则由另外两个相对的钢球传力，故钢球与凹面槽之间的单位压力较大，磨损较快，且随着磨损的增加，传动之间的单位压力较大，磨损较快，且随着磨损的增加，传动钢球与滚道之间的预紧力逐渐减小直至消失，使主、从动叉钢球与滚道之间的预紧力逐渐减小直至消失，使主、从动叉之间发生轴向窜动，破坏了传动的等速性。这种万向节一般之间发生轴向窜动，破坏了传动的等速性。这种万向节一般应用于越野汽车的转向驱动桥中。应用于越野汽车的转向驱动桥中。 圆弧滚道型球叉式万向节圆弧滚道型球叉式万向节球叉式万向节在转向驱动桥中的布置球叉式万向节在转向驱动桥中的布置 11定位销；定位销；22锁止销；锁止销；33从动叉；从动叉；44径向推力径向推力轴承；轴承；55传动钢球；传动钢球；66主销；主销；77油封；油封；88推力推力轴承；轴承；99主动叉；主动叉；1010定心钢球定心钢球 直槽滚道型球叉式万向节直槽滚道型球叉式万向节 这种万向节加这种万向节加工比较容易，工比较容易，允许的两轴夹允许的两轴夹角不超过角不超过2020，在两叉间允许在两叉间允许有一定量的轴有一定量的轴间滑动。间滑动。直槽直槽型球叉式万向型球叉式万向节主要应用于节主要应用于断开式驱动桥断开式驱动桥中，中，当半轴摆当半轴摆动时，用它可动