传动系设计概述

1、第二章 传动系设计概述2-1 传动系的类型和组成 2-2 传动系总传动比和各传动部份传动比的确定 2-3 传动系的载荷 重点：传动系传动比确定，各总成计算载荷的静强度确定法。难点： 的确定，档位数M，传动比公比q的确定。学时：49/18/20222-1 传动系的类型和组成 动力装置和驱动轮之间的所有传动部件总称为传动系。功用：动力装置的输出Ne传给Nk，并改变输出功率的特性曲线，以满足行驶作业要求。类型： 1、机械传动 2、液力机械传动 3、液压传动 4、电传动 9/18/2022一、机械传动图4-1 SDZ10型轮式装载机传动系1、发动机；2、离合器；3、变速器；4、油泵；5、驱动桥；6、传

2、动轴；7、脱桥装置；8、手制动器9/18/2022 动力机 人力换档变速器ik 主传动器io 轮边减速器if 车轮 优点：结构简单，便于维修，工作可靠，价廉，缺点：换档切断动力，有级变速，动力功率利用率低，生产率降低，不便自动化。9/18/2022二、液力机械传动图4-2 液力机械传动系传动简图1、液力变矩器；2、动力换挡变速箱；3、传动轴；4、驱动桥9/18/2022动力机动力换档变速箱 优点：可实现无级变速，降低换档次数，减少档位数， 简化变速箱结构，便于自动化， 缺点：偏低。 主传动器轮边减速器9/18/2022三、液压传动 图4-3 液压传动系简图1、低压溢流阀；2、梭阀；3、高压溢流

3、阀；4、单向阀；5、变量泵；6、供油泵；7、变量液压马达9/18/2022 动力机 液压泵 操纵、控制元件 液压马达优点：无级变速且变速范围大，变速操纵简单，整体布置方便，易实现自动化。缺点：工作可靠性差，不便维修偏低，偏低。9/18/2022四、电传动图4-4 电传动系传动简图1柴油机；2发电机；3操纵装置；4电动轮9/18/2022 动力机 发动机 操纵装置 电动机优点：无级变速且变速范围大，变速操纵简单，整体布置方便，易实现自动化。 。缺点：造价高。9/18/20222-2 传动系总传动比和各传动部份传动比的确定一、总传动比i已知理论行驶速度，可得： 已知理论行驶速度，可得： 已知理论行

4、驶速度 ，可得： 传动系总传动比； 驱动轮动力半径（m）； 柴油机或液力变矩器输出轴转速（r/min），柴油机1440转/分，汽油机3500转/分； 理论行驶速度（Km/h）。9/18/20221、传动系最低挡总传动比 （最大传动比）工程机械挂最低挡位为了获得最大牵引力，用来克服外部最大行驶阻力 ，保证作业正常继续进行，或使机械得到最低车速。所以确定最低传动比时，要考虑驱动力，附着力和最低稳定车速三方面问题。 机械的最大驱动力应为： 根据行驶理论， 根据行驶理论， ，求得最低传动比后按下式验算附着条件： 9/18/2022若不能满足附着条件时，则应改变机械总布置增加附着力。 取的越大，偏于产生

5、最大牵引力，有一定的功率储备。 若最低稳定车速为vmin ,则：9/18/20222、传动系最高挡总传动比 （最小传动比） 工程机械挂最高挡位得到最高车速，为了提高机械的生产率，机械大部分时间是以高速挡行驶的。 对机械传动系 对液力机械传动系 以Vmax爬一定的坡度时，要求： 9/18/2022 在选择最小传动比时，要考虑最高档（直接档）有足够的动力性，即动力因数。9/18/20229/18/2022二、传动系传动比分配 传动系总传动比已确定，传动系中有变速器，主传动器(中央传动)，轮边减速器(最终传动)等降速部件，则 液力机械式中 传动系各挡总传动比； 变速器各挡传动比； 主传动器（中央传动

6、）传动比；轮边减速器（最终传动）传动比。const，变化而变化。9/18/2022确定 ， ， 数值的一般原则是：为了减小传动系统中(除最后一级减速装置的从动件)各另件的载荷，根据功率传递方向，应尽可能地把传动比多分配给后面的部件，具体地说，应首先选择尽可能大的 ，然后再选择尽可能大的 ，最后由所需的各挡 确定 。 ， 变速器主传动器轮边减速器各部件名称结构形式零件数考虑顺序多对齿轮，多根轴多最后一对锥齿轮及差速器中 其次一对直齿轮或一个行星排少 优先9/18/2022 但在具体分配时必须考虑以下问题： （1）应考虑结构的合理性和可能性。如为了不影响整机的宽度，在结构上往往要求轮边传动(最终传

7、动)装置包在轮辋内或履带的上方区段和支承区段之内，因此， 受轮辋直径或履带驱动轮直径的限制，不能任意大。而对于 ，主传动器的大锥齿轮往往受到最小离地间隙或机械稳定性的限制，也不能太大等。 （2）当选用较大的 和 时，在某些挡位可能出现 1，即变速器在某些挡位是增速而不是降速，这是允许的。但是， 的最小值受到变速器轴承，传动轴，主传动器输入轴轴承的最高允许工作转速及齿轮的最大允许圆周速度的限制，因此 也不能过小。9/18/2022 方法二： 在某些情况下，也可以先确定变速器某些挡位的传动比，然后再选定 和 。这时往往为了得到最紧凑的变速器尺寸。如当机械式变速器传动简图如图4-5所示，即变速是由两

8、根轴上不同齿轮啮合而实现的。9/18/2022可使最低挡的主动齿轮和最高挡的从动齿轮同为最小齿数 ，当各对齿轮的模数相同时，最低挡传动比为 ，最高挡传动比为 ，式中 及 分别为最低挡从动齿轮及最高挡主动齿轮的齿数。由于模数相等故得 ，因此得 。9/18/2022 式中 d变速范围，则 于是， ，然后再分配 。 若选定变速器具有直接挡且挂直接挡时得到最小传动比 ，则 ，可直接分配 。9/18/2022三、检验i与发动机的匹配9/18/2022最小传动比与最高车速的关系9/18/20229/18/2022结论： 9/18/20229/18/2022档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近功率的机会，

9、提高了车辆的加速和爬坡能力，同时也增加了发动机在低燃油消耗率工作的机会，档位数增加对动力性和燃油经济性均有利。档位数还影响邻档间传动比的比值。比值过大会造成换档困难。通常其比值要小于1.71.8。最大与最小传动比值越大，档位数应越大。轿车行驶车速高，比功率大，最高档后备功率也大，最大与最小传动比的比值小。过去一般为三个档，现在一般为五个前进档。四、档数及其传动比的确定9/18/2022轻型和中型货车比功率小，一般采用五档变速器。重型货车档位数多于六档，采用副变速器。车辆各档传动比大体采用等比级数分配。9/18/20229/18/2022q=const的优点如下：9/18/20229/18/20

10、22当选定挡位数M，已知最大传动比 及最小传动比 ，则可由上述公式求出各中间挡位的传动比。9/18/2022小结 若每次均将转速提高到n2换档，只要发动机降低到n1，离合器就能无冲击地接合。由于符合人的操作习惯，这样布档能方便驾驶员加速时换档操作。 按等比级数分配传动比也在于可充分地利用发动机的功率，提高发动机的动力性。 车辆需要大功率时，若档位传动比分配得当，就可使发动机经常在接近外特性最大功率范围内运转。从而相对增加车辆后备功率，提高车辆加速和爬坡能力。9/18/20222-3 传动系的载荷 自行式工程机械机械传动系统，一端与动力相连，另一端与行走机构相连。在行驶过程中，有动力输出转矩和路

11、面行驶阻力的变化，还有因加速，制动，换挡等造成的冲击，振动的动载荷。这往往是引起零件突然损坏的主要原因。因此，传动系的强度计算现是以耐久性计算为主，必要时才对传动系的动载荷进行考虑。在通常情况下，采用静强度法，并用基于经验的许用应力值来计算传动系中各传动零件的强度。计算转矩 取以下两公式中的小者。 9/18/20229/18/2022传动系零件的计算：一般，先确定总成的输入载荷，方法同上。（双向）再确定总成内某一零件的计算载荷。（单向）9/18/2022确定零件载荷需要注意的几个问题：1主离合器和变速器中的零件传递发动机的全部转矩，变速器后边的零部件则不然。如，双桥车辆单桥驱动时，主传动器需传递变速器输出的全部转矩，理论上单个轮边减速器只传递变速器输出转矩的1/2。双桥驱动时，理论上单个主传动器传递变速器输出转矩的1/2；单边轮边减速器只传递变速器输出转