动力差速式转向机构设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告
学生姓名

系部
机电工程院
专业、班级
机械设计制造及其自动化
指导教师姓名

职称
从事
专业
机械设计制造及其自动化
是否外聘
□是R否
题目名称
动力差速式转向机构设计
一、课题研究现状、选题目的和意义

履带车辆的转向机构是重要的总成之一,其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。因此对性能优良的转向机构的研究一直是车辆工程领域的重要课题。依据不同的分类方法,履带车辆转向机构可根据车辆在转向过程中功率流的传递方式分为单功率流转向机构和双功率流转向机构,也可根据在转向过程中两侧履带的运动有无关联而分为独立式转向机构和差速式转向机构。目前国内主要采用单功率转向机构,而国外多采用双功率转向机构。
单功率流转向机构
单功率流转向机构一般构造方法是在变速机构后串联某种转向机构,是构成履带车辆转向传动的最为简单的方法。单功率流转向机构是最简单的转向机构,其中最常用的有转向离合器、单差速器、双差速器转向机构等。转向离合器都是多片式摩擦离合器,靠摩擦表面的摩擦力传递力传递转矩,当分离某一侧的转向离合器时,就可以减少或切断该侧驱动轮所传递的转矩使车辆转向。转向半径的大小由驱动轮所传递转矩的减少量即离合器分离的程度所决定。转向离合器由于结构简单、制造方便,在早期的中小型履带式拖拉机、推土机上得到了广泛运用。但由于其操纵性差、生产效率低、能耗较大,随着履带车辆功率的不断增大,转向离合器的应用将会受到一定的限制。当要小半径转向时,还需借助制动器单边制动,如图 所示。
图 转向离合器转向机构
单差速器转向机构可使车辆几何中心位置的速度在转向过程中仍保持原直线行驶速度,但当一侧完全制动时,转向半径过小,而另一侧履带速度过高、转向角速度过大,因此所需转向功率很大,会超出一般发动机的功率限制,驾驶员若持续转向,稍有不慎就会使发动机熄火,因而只能靠滑磨,用较大的半径转向,或极不稳定地以小半径继续转向。因此这种差速器转向机构现在几乎不再使用。
双差速器转向机构可使履带车辆在转向时慢速侧履带降低的速度等于快速侧履带增加的速度,因此车辆转向时的平均速度与直线行驶的速度相同。但由于双差速器不能完全制动一侧履带,车辆不能原地转向,且转向半径的变化范围没有使用转向离合器的大,转向平顺性较差,转向时快速侧履带加速,因此发动机的附加载荷比采用转向离合器的大。双差速器是由齿轮组成的转向机构,与转向离合器相比零件数目少、耐磨性好、寿命较长。
行星转向机构由一组行星轮系和制动器组成。操作行星机构上的制动器可以改变两侧驱动轮驱动力矩大小使车辆转向。该类转向机构相对于转向离合器转向机构能传递较大的转向力矩,能够实现单自由度运动的固定轴齿轮机构所不能实现的二自由度的速度分解与合成,行星机构的行星架、太阳轮、齿圈三元件之间具有差速关系;转向机构多点传递动力,并且机构内部径向力相互平衡。但由于其结构复杂,仅在大功率的工业拖拉机、推土机及其它重型车辆上应用。
单功率转向的缺点是明显,车辆仅有几个固定的转向半径,按非规定的转向半径转向时,要靠摩擦元件的滑磨来实现,难以得到稳定准确的转向半径;其次是在转向过程中摩擦元件的剧烈滑磨会带来发热和磨损,使传动效率降低,特别是