1、輪式挖掘機底盤簡介輪式挖掘機底盤簡介匯報人：潘為健匯報人：潘為健20132013年年4 4月月設計輪式挖掘機設計輪式挖掘機結構不同點結構不同點行走模式要求行走模式要求挖掘模式要求挖掘模式要求履帶式底盤（四輪履帶式底盤（四輪一帶）一帶）履帶式行走履帶式行走履帶式挖掘履帶式挖掘 概概 述述 1.11.1整機圖片整機圖片 1.31.3整機后側圖片整機后側圖片 1.21.2整機前側圖片整機前側圖片 1.41.4整機側面圖片整機側面圖片 2.12.1行走時行走時 xingzoumoshixingzoumoshi 2.22.2挖掘時挖掘時 wajuemoshiwajuemoshi動力如何由動力如何由發動機

2、傳遞發動機傳遞給輪胎？給輪胎？如何轉向？如何轉向？車速如何車速如何控制？控制？如何剎車？如何剎車？高低速如何高低速如何實現？實現？如何倒車？如何倒車？履帶式如何履帶式如何實現上述功實現上述功能？能？汽車如何實汽車如何實現上述功能？現上述功能？ 一、傳動系統一、傳動系統 目目 錄錄 三、制動系統三、制動系統 二、行駛系統二、行駛系統 四、轉向系統四、轉向系統一、傳動系統一、傳動系統 一、傳動系統一、傳動系統 1.11.1 履帶式挖掘機傳動簡圖履帶式挖掘機傳動簡圖裝載機與挖掘機同屬土裝載機與挖掘機同屬土方機械方機械, ,它又是輪式的它又是輪式的, ,它是如何傳動的它是如何傳動的? ? 一、傳動系統

3、一、傳動系統 1.21.2 裝載機傳動簡圖裝載機傳動簡圖輪式挖掘機底盤也要有類似裝載機輪式挖掘機底盤也要有類似裝載機的橋箱，但是它還要回轉挖掘。發的橋箱，但是它還要回轉挖掘。發動機在上架，同時要回轉，動力如動機在上架，同時要回轉，動力如何傳到底盤何傳到底盤? ? 一、傳動系統一、傳動系統 1.31.3 輪式挖掘機傳動簡圖輪式挖掘機傳動簡圖 一、傳動系統一、傳動系統 1.41.4 確定傳動件思路確定傳動件思路從行走上來講從行走上來講, ,履履帶式與輪式輸出指帶式與輪式輸出指標有什么不同標有什么不同? ?1.1.行走速度行走速度: : 2.2.牽引力牽引力( (爬坡能力爬坡能力):): GB/T9

4、139GB/T9139 規定輪挖爬坡能力不小于規定輪挖爬坡能力不小于35%(2035%(20度度) ) , ,履帶挖不小于履帶挖不小于50%(2750%(27度度) ) 1.51.5 確定組成元件參數確定組成元件參數 一、傳動系統一、傳動系統 1.61.6 組成元件連接三維簡圖組成元件連接三維簡圖 一、傳動系統一、傳動系統 1.71.7 各組成元件結構各組成元件結構 1.7.11.7.1 行走馬達行走馬達( (變量變量) ) 一、傳動系統一、傳動系統 一、傳動系統一、傳動系統工程機械上常見變速箱分為人力換檔變速箱、動力換檔變速箱（定軸式、行星式） 1.7.11.7.1 變速箱變速箱 動力換檔變

5、速箱的優點： 人力換檔變速箱進行換檔時，必須分離主離合器，所以換檔過程中機器是靠慣性向前運行的。低速重載的機器在這一過程中速度會降低很多，甚至停止前進。工程機械采用了人力換檔變速箱后，有時會出現掛低檔發動機功率未充分發揮，而掛高檔機器又難以起步的情況。無論采用哪一種換檔方式，人力變速箱都有時候會掛不上檔。 動力換檔變速箱是采用離合器將變速箱中的換檔齒輪和其軸結合（定軸式），或采用制動器將各行星排的齒圈制動實現換檔（行星式）。 定軸式定軸式: :換換檔離合器接檔離合器接合合, ,則齒輪則齒輪 與軸一起旋與軸一起旋轉轉; ;換檔離換檔離合器分離合器分離, ,則齒輪在軸則齒輪在軸上空轉。上空轉。行星

6、式行星式: :行星輪與行星輪與行星架固定，動力行星架固定，動力輸出。制動器制動輸出。制動器制動齒圈時，輸出齒圈時，輸出1 1檔；檔；制動器不制動齒圈制動器不制動齒圈時，輸出時，輸出2 2檔。檔。 一、傳動系統一、傳動系統ZFZF變速箱內部結構變速箱內部結構 一、傳動系統一、傳動系統 ZFZF變速箱換檔原理變速箱換檔原理 一、傳動系統一、傳動系統停車時:在彈簧力的作用下，離合器使齒圈與太陽輪連成一體，制動器使齒圈固定不動。這樣外力通過行星架輸入時，由于太陽輪、齒圈是一體，制動器制動齒圈的同時制動太陽輪，也就使行星輪固定不動，從而使整機不運動。低速檔時：在輸入油壓的作用下，離合器脫開，齒圈與太陽輪

7、脫開，此時制動器保持制動齒圈狀態。動力由太陽輪輸入，太陽輪帶動行星輪、行星架，再經齒輪輸出到驅動橋。 高速檔時：在輸入油壓的作用下，制動器脫開,離合器接合,太陽輪、齒圈此時連為一體。動力由太陽輪輸入,行星輪圍饒太陽輪公轉的同時,還在齒圈的帶動下自轉,從而在太陽輪輸入轉速相同的情況下,行星輪的輸出轉速要比低速檔時快。 一、傳動系統一、傳動系統 1.1.空檔如何實現？空檔如何實現？既然變速箱進油口都既然變速箱進油口都不通油時，實現駐車制動不通油時，實現駐車制動 ；進油口分別；進油口分別通油時，實現高低速；那么進油口同時通油時，實現高低速；那么進油口同時通油時，是否可以實現空檔？通油時，是否可以實現

8、空檔？2.2.車輛損壞無法啟動時，車輛損壞無法啟動時，如何實現牽引？如何實現牽引？ 一、傳動系統一、傳動系統 1.7.21.7.2 驅動橋驅動橋 驅動橋一般由主傳動器、差速器、半軸、驅動橋橋殼等組成。有些車輛還有輪邊減速器。 主傳動錐齒輪：降低轉速，增大轉矩，改變動力傳遞方向； 差速器：解決左右車輪的差速問題； 差速器+半軸：將動力分傳給驅動輪； 輪邊減速器：進一步降低轉速，增大轉矩； 橋殼：承重和傳力。 一、傳動系統一、傳動系統 這是什么結構這是什么結構?起什么作用起什么作用? 驅動橋兩側的驅動輪若用一根整驅動橋兩側的驅動輪若用一根整軸剛性連接軸剛性連接, ,則兩輪只能以相同則兩輪只能以相同

9、的角速度旋轉。這樣的角速度旋轉。這樣, ,當車輛轉當車輛轉向行駛時向行駛時, ,由于外側車輪要比內側由于外側車輪要比內側車輪移過的距離大車輪移過的距離大, ,將使外側車輪將使外側車輪在滾動的同時產生滑拖。在滾動的同時產生滑拖。車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃油消耗，還會使汽增加功率和燃油消耗，還會使汽車轉向困難、制動性能變差。車轉向困難、制動性能變差。動力由件動力由件1717傳入，件傳入，件3232、3131、2626、2323、2222為一體，為一體，2222帶動帶動2424轉動，轉動，動力輸出。動力輸出。 一、傳動系統一、傳動系統差速器原理差速器原理車輛

10、直線行駛時：動力由傳動軸車輛直線行駛時：動力由傳動軸傳入，帶動差速器殼體轉動。此傳入，帶動差速器殼體轉動。此時，行星齒隨同差速器殼體一起時，行星齒隨同差速器殼體一起公轉，帶動半軸齒轉動，半軸齒公轉，帶動半軸齒轉動，半軸齒帶動半軸轉動，實現車輪轉動。帶動半軸轉動，實現車輪轉動。車輛向左轉彎時：左側驅動輪相對車輛向左轉彎時：左側驅動輪相對產生更大的阻力。產生更大的阻力。假設假設左側半軸齒左側半軸齒輪由于此阻力不能轉動，此時傳動輪由于此阻力不能轉動，此時傳動軸動力輸入不變，行星齒依然隨同軸動力輸入不變，行星齒依然隨同差速器殼一起公轉。但此種狀態下差速器殼一起公轉。但此種狀態下行星齒公轉的同時自轉，帶

11、動右側行星齒公轉的同時自轉，帶動右側半軸齒輪加速轉動。半軸齒輪加速轉動。 一、傳動系統一、傳動系統 差速器在轉彎時，行星齒的運動符合差速器在轉彎時，行星齒的運動符合“最小最小能耗原理能耗原理”（把一顆黃豆放入一個碗中，它（把一顆黃豆放入一個碗中，它最終狀態一定是在碗底，因為在碗底比在碗最終狀態一定是在碗底，因為在碗底比在碗壁上消耗的能量少）。那么如果出現某一側壁上消耗的能量少）。那么如果出現某一側車輪陷入泥坑或被架空，那么此側車輪的阻車輪陷入泥坑或被架空，那么此側車輪的阻力相對于另一側會很小，此時行星輪會帶動力相對于另一側會很小，此時行星輪會帶動此側車輪以此側車輪以2 2倍的差速器殼速度轉動。

12、必然造倍的差速器殼速度轉動。必然造成另一側車輪完全不轉動。即出現成另一側車輪完全不轉動。即出現“打滑打滑”。此種問題如何設置機構解決？此種問題如何設置機構解決？ 二、行駛系統二、行駛系統 二、行駛系統二、行駛系統（1）支承整機的總重量；（2）通過驅動輪與地面之間的附著作用，產生驅動力，以保證機器正常行駛；（3）傳遞并承受路面作用于車輪上的各種反力及其所形成的力矩；（4）盡可能的緩和不平路面對機身造成的沖擊和振動。 2.12.1 行駛系統要求行駛系統要求 2.22.2 行駛系統表現行駛系統表現- -通過性通過性（1）最小離地間隙；（2）接近角、離去角；（3）縱向通過半徑、橫向通過半徑；（4）最大

13、涉水深度。 2.32.3 行駛系統組成行駛系統組成 車架、車橋、車輪、懸掛等。 二、行駛系統二、行駛系統 2.42.4 各組成元件結構各組成元件結構 2.4.12.4.1 車架車架 行走式工程機械的車架，可以分為整體式和鉸接式兩種基本類型。 2.4.22.4.2 懸掛懸掛 工程機械的懸掛大致可以分為剛性懸掛和彈性懸掛兩類。一、剛性懸掛 應用工況：負荷變化大，對工作時的穩定性要求較高的工況1、簡單剛性懸掛2、擺動橋 將一個車橋與車架鉸接起來，使他們之間相互擺動，這樣可以保證四個車輪始終良好著地。 擺動橋可以是前橋，也可以是后橋。一般來說，為提高機器穩定性，應該把擺動對工作裝置影響較小的那個橋作為

14、擺動橋。 通常，應該將擺動橋的擺動范圍限制在（8度-10度）左右。 二、行駛系統二、行駛系統3、液壓懸掛 用于輪胎較多的工程機械或機架高度需要經常調整的機械。二、彈性懸掛 應用工況:高速行駛的機械(一般時速大于40) 。 彈性懸掛一般由彈性元件、導向裝置、減振裝置組成。 彈性元件：傳遞垂直載荷和緩和車輪的沖擊； 導向裝置：決定車輪相對于車架的運動特征，傳遞牽引力、制動力、側 向力以及由它們形成的力矩； 減振裝置：迅速衰減由于地面不平所引起的車架和車橋之間的振動。 2.4.32.4.3 轉向橋轉向橋 2.4.42.4.4 車輪、輪胎車輪、輪胎 二、行駛系統二、行駛系統 2.52.5 行走裝置的結

15、構形式行走裝置的結構形式 2.5.12.5.1 無支腿，全輪驅動，轉臺布置在兩軸的中間，兩軸輪距相同無支腿，全輪驅動，轉臺布置在兩軸的中間，兩軸輪距相同 優點：省去了支腿，結構簡單，便于在狹窄工地上工作，機動性好。 缺點：挖掘機行走時轉向橋負載大，轉向操作費力或需要設置液壓助力裝置。 2.5.22.5.2 雙支腿，全輪驅動雙支腿，全輪驅動, ,轉臺偏于固定軸轉臺偏于固定軸( (后橋后橋) )一邊一邊 特點：1.減輕了轉向橋的負載,使轉向操作較輕便; 2.支腿裝在固定軸一邊,保證了挖掘機作業時的穩定性。 2.5.32.5.3 四支腿，單軸驅動四支腿，單軸驅動, ,轉臺遠離中心轉臺遠離中心 優點：

16、1.驅動輪的輪距較寬，而轉向輪的輪距較小，轉向時繞垂直軸轉動; 2.由于車輪形成三支點布置，受力較好，無須懸掛擺動裝置，行走 時轉向半徑小，作業時四支腿支撐，穩定性好。 缺點：在松軟的地面上行駛會形成三道輪轍，行駛阻力增大，而且三支點 底盤的橫向穩定性差。 二、行駛系統二、行駛系統 2.5.42.5.4 四支腿，全輪驅動，轉臺接近固定軸（后橋）一邊四支腿，全輪驅動，轉臺接近固定軸（后橋）一邊 特點：前軸擺動，由于重心偏后，因而轉向時阻力小，易操作，并且通過采 用大型輪胎和低壓輪胎，因而對地面要求較低。 前擺動橋前擺動橋+ +液液壓懸掛壓懸掛( (擺動擺動范圍范圍7 7度度) ) 后橋剛性后橋剛

17、性連接連接 前支腿前支腿+ +后推土后推土鏟鏟+ +轉臺接近后轉臺接近后橋一邊橋一邊挖掘作業時,是否允許前橋擺動?如此布置,軸荷如何分布?前轉向橋滿足輕松轉向,負荷分配率多少合適?三、制動系統三、制動系統 三、制動系統三、制動系統 3.13.1 制動系統要求制動系統要求（1）車輛行駛過程中,遇到障礙物、彎道、緊急情況時，車輛能夠降速甚至停車（行車制動）；（2）車輛停止尤其是停在坡道上時，車輛應該能夠可靠的駐留原地不動，不致溜車（駐車制動）。動力動力-終傳動終傳動制動實質上就是切制動實質上就是切斷這兩者的聯系就斷這兩者的聯系就可以了可以了? 3.23.2 履帶式挖掘機制動系統原理履帶式挖掘機制動

18、系統原理車輛停止時車輛停止時: :此制動此制動彈簧制動馬達彈簧制動馬達, ,使車使車輛保持原地不動輛保持原地不動, ,達達到駐車制動到駐車制動行車制動行車制動= =切斷動力路線切斷動力路線+ +制動車輛慣性制動車輛慣性? ? 三、制動系統三、制動系統車輛行駛時車輛行駛時: :正常行駛正常行駛: :假設假設B B口進油，油液推動閥芯口進油，油液推動閥芯如左圖。此時油液打開駐車制動彈簧如左圖。此時油液打開駐車制動彈簧, ,解除解除對馬達的制動對馬達的制動; ;同時驅動馬達旋轉同時驅動馬達旋轉, ,從從A A口回口回油，達到正常行駛狀態。油，達到正常行駛狀態。下坡行駛：下坡行駛：車輛下坡行駛時，馬達

19、超速車輛下坡行駛時，馬達超速旋轉，此時旋轉，此時B B口由泵來的油液會不及時，口由泵來的油液會不及時，B B口壓力下降，主閥芯下移，閥口開度變小，口壓力下降，主閥芯下移，閥口開度變小，使使A A口壓力上升。這樣就會產生一個阻止口壓力上升。這樣就會產生一個阻止馬達旋轉的力，防止馬達超速。馬達旋轉的力，防止馬達超速。車輛制動時車輛制動時: :切斷動力路線：切斷動力路線：控制閥停止動作控制閥停止動作, ,馬馬達達A A、B B口無壓力，此時口無壓力，此時B B口無油液推動口無油液推動馬達繼續旋轉；馬達繼續旋轉；制動車輛慣性：制動車輛慣性：車輛由于慣性還回繼車輛由于慣性還回繼續往前走，這時馬達由減速帶

20、動，把機續往前走，這時馬達由減速帶動，把機械能轉化為液壓能，起到泵的作用。此械能轉化為液壓能，起到泵的作用。此時，油液在馬達的吸力下，會從時，油液在馬達的吸力下，會從B B口往口往A A口流動。但是由于主閥芯關閉，口流動。但是由于主閥芯關閉，A A口的壓口的壓力會逐漸升高。這樣就在高壓區產生一力會逐漸升高。這樣就在高壓區產生一個阻止馬達慣性旋轉的力，使馬達最終個阻止馬達慣性旋轉的力，使馬達最終停止轉動；停止轉動；駐車制動生效：駐車制動生效：制動油液緩慢通過制動油液緩慢通過阻尼孔，制動彈簧復位，實現駐車。阻尼孔，制動彈簧復位，實現駐車。 三、制動系統三、制動系統 3.33.3 汽車制動系統原理汽

21、車制動系統原理在履帶底盤結構中，馬在履帶底盤結構中，馬達相當于動力源，液壓達相當于動力源，液壓制動只是制動了動力源，制動只是制動了動力源，如果終傳動也制動，效如果終傳動也制動，效果會如何果會如何?發動機發動機離合器離合器變速箱變速箱驅動橋驅動橋輪胎輪胎動力源動力源終傳動終傳動腳剎腳剎如何制動?制動制動制動 三、制動系統三、制動系統鼓式制動器結構結構: :不制動時不制動時, ,制制動底板帶動輪胎旋動底板帶動輪胎旋轉轉, ,其余件不動。其余件不動。制動蹄、摩擦片一制動蹄、摩擦片一體。體。司機踩下腳踏板司機踩下腳踏板通過油液通過油液( (氣體氣體) )推動制動油缸推動制動油缸( (凸輪凸輪) ) 制

22、動蹄、摩擦片制動底板制動蹄、摩擦片制動底板底板帶動輪胎停止旋轉底板帶動輪胎停止旋轉此種方式制動必然會有此種方式制動必然會有大量熱量產生大量熱量產生,且由于制且由于制動器封閉動器封閉,熱量無法及時熱量無法及時散出。散出。有沒有結構能及有沒有結構能及時將制動熱散出時將制動熱散出? 三、制動系統三、制動系統盤式制動器司機踩下腳踏板司機踩下腳踏板活塞向左運動活塞向左運動活動制動塊左移活動制動塊左移活動制動塊與制動盤壓緊活動制動塊與制動盤壓緊油壓進一步升高，制動盤不動油壓進一步升高，制動盤不動制動盤推動制動鉗體右移制動盤推動制動鉗體右移 固定制動塊與制動盤壓緊固定制動塊與制動盤壓緊制動結束后制動結束后,

23、制動鉗如何制動鉗如何回位回位? 三、制動系統三、制動系統 發動機制動發動機發動機離合器離合器變速箱變速箱驅動橋驅動橋輪胎輪胎 司機松開油門后，發動機轉速迅速由2200rpm降到900rpm,但是這時車輛的速度不會立即降。此時，由于慣性，動力會經驅動橋、變速箱反傳到發動機，欲使發動機還是按照2200rpm的速度旋轉,但是發動機飛輪的動量足夠大,使得發動機不會在反力的作用下加速旋轉,反而會由于相互作用力的原因,給驅動橋施加一個反作用力,使車輛制動。(發動機反拖) 3.43.4 輪挖制動系統原理輪挖制動系統原理發動機發動機主泵主泵主閥主閥行走馬達行走馬達變速箱變速箱驅動橋驅動橋輪胎輪胎動力源動力源終

24、傳動終傳動腳剎腳剎制動(參照汽車)制動制動參照履帶挖 三、制動系統三、制動系統 行走馬達制動車輛制動時車輛制動時: :切斷動力路線：切斷動力路線：主閥停止動作主閥停止動作, ,馬馬達達A A、B B口無壓力，此時口無壓力，此時B B口無油液推動口無油液推動馬達繼續旋轉；馬達繼續旋轉；制動車輛慣性：制動車輛慣性：車輛由于慣性還回繼車輛由于慣性還回繼續往前走，這時馬達由減速帶動，把機續往前走，這時馬達由減速帶動，把機械能轉化為液壓能，起到泵的作用。此械能轉化為液壓能，起到泵的作用。此時，油液在馬達的吸力下，會從時，油液在馬達的吸力下，會從B B口往口往A A口流動。但是由于主閥芯關閉，口流動。但是

25、由于主閥芯關閉，A A口的壓口的壓力會逐漸升高。這樣就在高壓區產生一力會逐漸升高。這樣就在高壓區產生一個阻止馬達慣性旋轉的力，使馬達最終個阻止馬達慣性旋轉的力，使馬達最終停止轉動停止轉動. .原理同履原理同履帶式馬達帶式馬達 驅動橋制動靠什么機靠什么機構控制構控制?和和履帶一樣履帶一樣設置腳閥設置腳閥?除了汽車上用的鼓式除了汽車上用的鼓式和盤式制動和盤式制動,有沒有有沒有其他的制動終傳動的其他的制動終傳動的結構結構? 三、制動系統三、制動系統濕式多盤制動原理制動時:剎車彈簧剎車彈簧剎車油缸剎車油缸相對板相對板摩擦片摩擦片缸體缸體驅動軸驅動軸馬達殼體馬達殼體 三、制動系統三、制動系統旋轉時:缸體缸體驅動軸驅動軸摩擦片摩擦片相對板與摩擦相對板與摩擦片分離片分離行走馬達的制動是無油行走馬達的制動是無油壓時制動生效壓時制動生效,有無結有無結構可以在無油壓時制動構可以在無油壓時制動失效失效,有油壓時制動生有油壓時制動生效效?主減速器主減速器差速器差速器半軸半軸太陽輪太陽輪行星輪行星輪輪轂輪轂摩擦片摩擦片有油壓有油壓無油壓無油壓制動不制動結合分離 三、制動系統三、制動系統 3.53.5 制動距離計算制動距離計算 對于輪胎式挖掘機制動距離應符合GB/T 21152-2007土方機械