《现代工程机械结构与系统》第二篇工程机械底盘结构与系统课件--第二章-变速箱
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工程机械总体介绍ppt课件
变速箱特点： 减速增扭、改变行驶方向（前进及倒退挡）、停车（空挡） 低挡低速，高挡高速
速度×扭矩=定值 → 高速轻载、低速重载
自行式工程机械低档的牵引力比高档牵引力大（不是小）
.
51
4.4.1 机械换挡变速箱
人力换挡变速箱：利用非常啮轮改变传动比的变速箱(人 力操纵)。
.
52
变速换挡操纵系统
机械式换挡：操纵杆→拨叉、滑套→各挡齿轮啮合→ 动力输出
.
14
工程机械的起源
工作装置主要功能： 动作（油缸直线伸或缩；液压马达旋转） → 操作控制系统 停止
液压油缸
液压马达
.
15
工作装置液压系统的主要组成
液压油泵（动力元件）
控制阀（控制元件）
液压胶管
液压油（介质）
液压油箱（辅助元件）
. 液压油缸（执行元件） 16
工作装置：往复直线运动产生推力
装载机
4.2 离合器
.
40
4.3 液力变矩器
思考： 1.自动挡汽车为什么不需要离合器?不会熄火? 2.为什么发动机同等排量(例如2.0升排量)的汽 车中，自动挡的要比手动挡的耗油高约20%?
.
41
4.3 液力变矩器
安装液力变矩器：能提高发动机工作平稳性，减少传动 系统冲击，并且有随外力增加而自动减速相应增大输出 扭矩的自动适应能力，从而提整机动力性能。
现代工程机械
.
1
《现代工程机械》课程
开场篇 工程机械概论
.
2
单元一 工程机械总体
.
3
工程机械
工程机械
construction machinery engineering machinery
速度×扭矩=定值 → 高速轻载、低速重载
自行式工程机械低档的牵引力比高档牵引力大（不是小）
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4.4.1 机械换挡变速箱
人力换挡变速箱：利用非常啮轮改变传动比的变速箱(人 力操纵)。
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52
变速换挡操纵系统
机械式换挡：操纵杆→拨叉、滑套→各挡齿轮啮合→ 动力输出
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工程机械的起源
工作装置主要功能： 动作（油缸直线伸或缩；液压马达旋转） → 操作控制系统 停止
液压油缸
液压马达
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15
工作装置液压系统的主要组成
液压油泵（动力元件）
控制阀（控制元件）
液压胶管
液压油（介质）
液压油箱（辅助元件）
. 液压油缸（执行元件） 16
工作装置：往复直线运动产生推力
装载机
4.2 离合器
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4.3 液力变矩器
思考： 1.自动挡汽车为什么不需要离合器?不会熄火? 2.为什么发动机同等排量(例如2.0升排量)的汽 车中，自动挡的要比手动挡的耗油高约20%?
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4.3 液力变矩器
安装液力变矩器：能提高发动机工作平稳性，减少传动 系统冲击，并且有随外力增加而自动减速相应增大输出 扭矩的自动适应能力，从而提整机动力性能。
现代工程机械
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1
《现代工程机械》课程
开场篇 工程机械概论
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2
单元一 工程机械总体
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3
工程机械
工程机械
construction machinery engineering machinery
最新工程机械底盘构造-第二章_液力耦合器和液课件PPT
1-泵轮2-涡轮3-导轮4-工作轮内环5-涡轮槽
二、液力变矩器和偶合器的相 异点
和偶合器相比，变矩器在结构上多了一 个导轮。由于导轮的作用使变矩器不仅 能传递转矩，而且能在泵轮转矩不变的 情况下，随着涡轮转速的不同（反映工 作机械运行时的阻力），而改变涡论输 出力矩，这就是变矩器与偶合器的不同 点。
为T2,则T2=-T`2 固有 T2=T`1+T`3
上式说明油液加给涡轮的力矩T2等于泵轮与导轮 对油液的力矩之和。从而实现了变矩功能。
四、液力变矩器的工作轮原理图
下面结合图进一步说明涡轮力矩变化过程，当变 矩器输出力矩经传动系产生的牵引力足以克服机械启 动阻力时则机械启动便加速行驶同时涡轮转速n2也逐 渐增加，这时液流在涡轮出口处不仅有沿叶片相对速 度W还有沿圆周的方向的牵引速度U。因此冲向导轮 的叶片的绝对速度V应是二者合成速度；因假设泵轮 转速不变，液流在涡轮出口处相对速度不变，但因涡 轮的转速在变化故牵引速度U也在变化。有图可见冲 向导轮绝对速度V将随着牵引速度U增加而逐渐向左倾 斜使导轮所受力矩逐渐减小，故涡轮的力矩也逐渐减 小。
第三节 液力变矩器的结构参数
特性参数 变矩比 K＝T2/T1 传动比 i＝n2/n1 传动效率
ŋ＝P2/P1 ＝ T2 n2 /T1 n1 ＝Ki
三元件变矩器外特性
第四节 液力变矩器的类型和典型结构
123型和132型变矩器简图 1-泵轮 2-涡轮 3-导轮
1、单级单相液力变矩器
所谓单级指变矩器只有一个涡 轮，单相则指只有一个变矩器 的工况。
液力变矩器工作轮原理图
a)当n1=常数，n2=0时；b)当n1=常数，n2逐渐增加时
液力变矩器的类型和典型结构
一、液力变矩器的种类较多，由于结构的 不同其输出特性差异很大，按照插在其他 工作轮翼栅烈数，液里变矩器可分为单级、 二级、三级，翼栅是一组按一定规律排列 在一起的叶片，有两翼栅得涡轮称为二级， 三级翼栅得涡轮称为三级各列涡轮翼栅彼 此刚性连接，并和从动轴相连。
二、液力变矩器和偶合器的相 异点
和偶合器相比，变矩器在结构上多了一 个导轮。由于导轮的作用使变矩器不仅 能传递转矩，而且能在泵轮转矩不变的 情况下，随着涡轮转速的不同（反映工 作机械运行时的阻力），而改变涡论输 出力矩，这就是变矩器与偶合器的不同 点。
为T2,则T2=-T`2 固有 T2=T`1+T`3
上式说明油液加给涡轮的力矩T2等于泵轮与导轮 对油液的力矩之和。从而实现了变矩功能。
四、液力变矩器的工作轮原理图
下面结合图进一步说明涡轮力矩变化过程，当变 矩器输出力矩经传动系产生的牵引力足以克服机械启 动阻力时则机械启动便加速行驶同时涡轮转速n2也逐 渐增加，这时液流在涡轮出口处不仅有沿叶片相对速 度W还有沿圆周的方向的牵引速度U。因此冲向导轮 的叶片的绝对速度V应是二者合成速度；因假设泵轮 转速不变，液流在涡轮出口处相对速度不变，但因涡 轮的转速在变化故牵引速度U也在变化。有图可见冲 向导轮绝对速度V将随着牵引速度U增加而逐渐向左倾 斜使导轮所受力矩逐渐减小，故涡轮的力矩也逐渐减 小。
第三节 液力变矩器的结构参数
特性参数 变矩比 K＝T2/T1 传动比 i＝n2/n1 传动效率
ŋ＝P2/P1 ＝ T2 n2 /T1 n1 ＝Ki
三元件变矩器外特性
第四节 液力变矩器的类型和典型结构
123型和132型变矩器简图 1-泵轮 2-涡轮 3-导轮
1、单级单相液力变矩器
所谓单级指变矩器只有一个涡 轮，单相则指只有一个变矩器 的工况。
液力变矩器工作轮原理图
a)当n1=常数，n2=0时；b)当n1=常数，n2逐渐增加时
液力变矩器的类型和典型结构
一、液力变矩器的种类较多，由于结构的 不同其输出特性差异很大，按照插在其他 工作轮翼栅烈数，液里变矩器可分为单级、 二级、三级，翼栅是一组按一定规律排列 在一起的叶片，有两翼栅得涡轮称为二级， 三级翼栅得涡轮称为三级各列涡轮翼栅彼 此刚性连接，并和从动轴相连。
机械变速箱结构及工作原理 ppt课件
2
4
ppt课件
21
四、同步器的必要性 无同步器时操作复杂；
无同步器时驾驶员容易疲劳；
有了同步器可以提高变速箱的使用寿命。
ppt课件
22
第一节：变速箱的作用 第二节：机械式变速箱的结构 第三节：机械式变速箱的基本工作原理 第四节：同步器的必要性
第五节：同步器的结构及工作原理
第六节：机械式变速箱常见故障分析
变速操纵杆；
安全装置。
ppt课件
12
变速箱一轴、中间轴及前端盖
ppt课件
13
变速箱二轴
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第一节：变速箱的作用 第二节：机械式变速箱的结构 第三节：机械式变速箱的基本工作原理 第四节：同步器的必要性
第五节：同步器的结构及工作原理
第六节：机械式变速箱常见故障分析
ppt课件 15
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四、同步器的必要性
无同步器时变速箱的换档分析 低档换入高档
摘档前：V3＝V4;
踩下离合器踏板，摘档， 松开离合踏板, V3＜V4;V1=V3;V2=V4; 即V1 ＜ V4； 稍停一下，降低副轴转速, 使V1≈ V2; 踩下离合器踏板，挂高档； 松开离合器踏板，完成换 档。
1
3
主 轴
副 轴
六、机械式变速箱常见故障分析
跳档 乱档 抖动 换档困难 变速箱异响
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29
六、机械式变速箱常见故障分析
跳档 齿轮牙齿磨损严重； 锁止装置磨损严重； 变速叉弯曲变形； 轴承过度磨损； 止动卡环松脱； 一、二轴不同心。
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30
六、机械式变速箱常见故障分析
乱档 变速杆的球头定位销松动或损坏； 杆的球头或轴上凹槽磨损严重； 变速轴的互锁装置损坏； 变速叉轴折断。
《工程机械底盘构造与维修》项目二讲解
般用手操纵。
2、根据摩擦片的工 件条件分类
离合器根据其摩擦片的 工作条件可分为干式和湿式 （在油液中工作）两种。 使用工况：频繁的接合和重 载起步。
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5～6倍， 虽然湿式摩擦表面的摩擦系数约为干式的1/3 ～1/4，但 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 用越来越广泛。
从动 操作 作 业
片线 力
寿命
速度 （N） （h） （m/s）
80- 1000-
约42 150 2000
约36 40约39 60
5000 以上
40- 5000
60 以上
5000 以上
第二节 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 的力矩大于其所需传递的力矩，使之有一定的储备。即
任务1 机械式离合器类型功用 及构造原理
主离合器
一、离合器的功能 （1）、临时切断动 力，便于变速箱换档；
（2）、使工程机械 平稳起步而不产生 冲击；
（3）、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 系零件过载； （5）、通过对主离合器的半联动操作，使工程机械 微动或慢动。
二、离合器的分类
1、根据压紧机构分类
（1）常压式，弹簧压紧， 用于轮式工程机械和个别 履带式工程机械（如东方 红-75拖拉机）；
（2）非常压式，杠杆压紧， 用于各种履带式工程机械。
常压式离合器经常是处于接合状态，只需单 操 向操纵使之分离，外操作力除去后即可重新结合， 作 一般用脚操纵。 方
式
非常压式离合器或离或合均需人力操纵，一
《现代工程机械结构与系统》第二篇工程机械底盘结构与系统课件--第四章-轮式转向系统
目录第四章轮式车辆转向系统轮式车辆机械转向系统偏转车轮动力转向系统一、要求1.偏转轮应有统一的转向中心，以使车轮减磨，行驶阻力小，即：ctgα-ctgβ=M/LM—前轮主销之距；L—轴距。
一、要求2.工作可靠。
（结构应合理；零件强度应足够）3.操纵轻便。
（省力；路面冲击力作用到车轮后，应尽可能小地反馈给司机。
）4.转向灵敏性好。
（车轮偏转角度一定下，方向盘的转角应尽可能地小。
）二、组成方向盘转向轴万向传动转向器转向垂臂转向直拉杆左转向节臂直拉杆臂横拉杆前轴转向轮左转向节三、转向过程(如整机左转弯)四、转向梯形机构的作用转向时，可使左右两侧偏转车轮的偏转角度不同，以获得统一的转向中心而减轻轮胎的磨损。
五、转向器（一）对转向器的要求1）转向传动比i应适宜。
(同时兼顾转向操纵轻便及转向灵敏）；2）转向器应具有一定的可逆性。
（有路感，且允许车轮自动回正）（二）蜗杆-曲柄销式转向器（三）球面蜗杆-滚轮式转向器球面蜗杆滚轮式（四）齿条齿轮式转向器齿条齿轮转向器（五）循环球式转向器1、组成2、工作过程螺杆转动，通过钢球传力使螺母及齿条平动，齿条使齿扇及垂臂转动。
3、传动特点螺杆、螺母与钢球加上齿轮传力两级传动副传力，螺杆螺母中的传力钢球在滚动中传力，操纵轻便；且两级传动副耐磨，传动效率及可逆性均高；但结构复杂。
循环球式转向器4、调整将调整螺钉拧到底，再返回1/4圈，以使调整螺钉与转向垂臂轴之间有0.25mm 的轴向间隙。
（六）转向传动机构1、转向垂臂与转向直拉杆2、转向横拉杆第二节偏转车轮式动力转向系统一、转阀式动力转向系统（一）组成（二）工作过程1、右转向2、左转向（三）转向加力器由转向油缸、转阀、循环球式转向器组成。
二、滑阀式动力转向系统（一）组成由方向盘、转向器(起反馈用)、转向分配滑阀、转向横拉杆、转向垂臂、转向油缸、传力杆件、液压系统组成。
（二）转向原理（整机左转） 方向盘左打→蜗杆使蜗轮逆摆→分配阀芯左移至“左位”→PA、BO相通→油缸左腔进油，右腔回油→活塞杆右移→横拉杆、转向节使车轮左摆;第二节偏转车轮式动力转向系统（二）转向原理（整机左转） 转向直拉杆臂使阀套左移，分配阀回“中位”，一个反馈动作完成→重复上述过程，在随动中整机左转向。
工程机械底盘课件
工程机械底盘
2
第1节 工程机械底盘的基本构造
传动系
传动系是动力装置和行走机构之间的动力传动和操纵、 控制机构组成的系统。
它将动力装置输出功率传给驱动轮，并改变动力装置 的功率输出特性以满足工程机械作业行驶要求。
根据动力传递形式分为机械式、液力机械式、全液压 式和电传动式等四种传动系统类型。
1-内燃机；2-齿轮箱；3-主离合器；4-变速器；5-主传动齿轮；6-转向离合器；
7-终传动装置；8-驱动链轮；A-工作装置液压油泵；B-离合器液压油泵；
C-转向离合工器程液机压械底油盘泵
10
第2节 传动系统功用及组成
液力机械式传动系统
液力机械式传动系统愈来愈广泛地用在工程机械上。 目前，国产ZL系列装载机全部采用液力机械式传动系 统。
工程机械底盘
33
第6节 驱动桥（轮胎式）
（一）万向传动 装置
1、作用及组成
变速器都被固定在车
架上。主传动器的后
桥是通过钢板弹簧与
车架连接的。
变速器的第二轴1与主传动器主
7-主传动器工程；机8械-传底盘动轴
8
第2节 传动系统功用及组成
机械式传动系统的组成
主离合器：位于发动机和变速器之间，由驾驶员操纵，可根 据机械运行作业的实际需要切断或接通传递给变速器总成的 动力，以满足机器起步、换档以及不熄火停车的需要。
变速器：可以改变机器的行驶速度，或改变方向。
万向传动装置：变速器动力输出轴与其他装置的动力输入轴 不共线，而且其相对位置在行驶过程中也是变化的，万向传 动装置可以满足这个场合的需要。
因此，在传动中使用较广泛。
在工程机械上使用较普遍的摩擦离合器有单片式 和多片式两种。
《现代工程机械结构与系统》第二篇工程机械底盘结构与系统课件--第一章-传动系统概述及离合器
1、接合：膜片弹簧 2、分离：膜片弹簧
弹力使离合器压紧； 右摆，钩簧使压盘右移。
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
29
第三节 经常结合式离合器
五、双片式离合器
1、组成
由飞轮、主 动盘、传动销、
压盘、从动盘、
离合器轴、压
簧、螺栓、分
离杠杆、分离
轴承、分离叉
等组成。
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
膜片弹簧通过支承圈、铆钉与离合器罩相联， 起压紧及分离作用；离合器罩与飞轮连接
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
27
第三节 经常结合式离合器
钩簧既用来传力，又可在在离合 器分离时使压盘回位以分离彻底
钩簧
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
28
第三节 经常结合式离合器
（三）离合器工作过程 离合器短片
1～2mm的埋入度铆于钢 片两端，以增大摩擦力。
钢片开有径向切槽，用来
防止从动盘受热后翘曲变
形；
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
23
第三节 经常结合式离合器
2、结构特点 摩擦衬片
3)有的从动盘在齿毂与
钢片间装有缓冲弹簧消
弹性钢片
除从动盘工作中的扭振。
附齿毂的 从动盘毂
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
3
第一节 传动系统概述
二、传动系统的组成与工作过程 （一）轮式车辆传动系统
有的附有终传动器
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
4
第一节 传动系统概述
（二）履带式车辆传动系统 驱动桥
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
5
第一节 传动系统概述
三、传动系统类型
弹力使离合器压紧； 右摆，钩簧使压盘右移。
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
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第三节 经常结合式离合器
五、双片式离合器
1、组成
由飞轮、主 动盘、传动销、
压盘、从动盘、
离合器轴、压
簧、螺栓、分
离杠杆、分离
轴承、分离叉
等组成。
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
膜片弹簧通过支承圈、铆钉与离合器罩相联， 起压紧及分离作用；离合器罩与飞轮连接
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
27
第三节 经常结合式离合器
钩簧既用来传力，又可在在离合 器分离时使压盘回位以分离彻底
钩簧
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
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第三节 经常结合式离合器
（三）离合器工作过程 离合器短片
1～2mm的埋入度铆于钢 片两端，以增大摩擦力。
钢片开有径向切槽，用来
防止从动盘受热后翘曲变
形；
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
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第三节 经常结合式离合器
2、结构特点 摩擦衬片
3)有的从动盘在齿毂与
钢片间装有缓冲弹簧消
弹性钢片
除从动盘工作中的扭振。
附齿毂的 从动盘毂
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
3
第一节 传动系统概述
二、传动系统的组成与工作过程 （一）轮式车辆传动系统
有的附有终传动器
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
4
第一节 传动系统概述
（二）履带式车辆传动系统 驱动桥
《现代工程机械结构与系统》第二篇底盘
5
第一节 传动系统概述
三、传动系统类型
工程机械底盘构造
工程机械底盘构造与维修随着港口和公路事业的不断发展，港口机械和公路施工机械的更新换代速度加快，各种新工艺、新技术、新设备不断被出现，对本专业的人才培养提出了更高的要求。
世界上通常把74.6 kW(100马力)以下的工程机械称为小型工程机械。
小型工程机械主要产品有小型挖掘机、小型装载机、滑移转向装载机、挖掘装载机、小型伸缩臂装卸机、小型推土机、压路机等。
世界上近10年来,74.6 kW(100马力)以上到298 kW (400马力)之间的中等型号工程机械基本上没有大的发展,近几年来还有下降趋势。
但小型工程机械一直成快速发展之势,特别是在欧美发展很快。
在日本发展也特别明显,近几年日本的整个工程机械市场下降很严重,但小型工程机械仍呈上升趋势。
目前世界上最小的液压挖掘机,整机质量只有0.4 t,斗容量0.02 m3,发动机功率只有7 kW。
康明斯发动机公司以前只生产37 kW (50马力)以上的中大型发动机,近年来公司看到了小型及微型工程机械的发展形势,也迅速投入了小型发动机的研制。
这两年来先后开发了5种型号的A系列小型发动机,功率从13.4~44.7 kW (18~60马力),使康明斯发动机的功率从原来最小的37 kW (50马力)向下延伸到13.4 kW (18马力)。
随着主机向小型化方向发展,配套件也明显地、比较迅速地向小型方向发展。
对于工程机械底盘构造与维修主要包括：传动系的构造与维修、行驶系的构造与维修、系的构造与维修、制动系的构造与维修和工程机械底盘的总装5个方面。
一、传动系的构造与维修工程机械的制动系是与发动机配合工作，来保证工程机械能在不同使用条件下正常行驶和作业，并具有良好的动力性和经济性。
传动系的功用是将发动机的动力传递给驱动轮，是机械行驶，并且还能根据需要改变机械的行驶速度、牵引力、运动方向和运动形式等。
1）主要功用：1.减速增距2.变速变矩3.实现机械倒驶4.集合或中断动力 5.差速作用 6.连接不在同一轴线或工作中有相对运动的两轴，并且传递动力2）类型及组成：类型：机械传动、液力机械传动、液压传动、电力传动机械传动具有结构简单、工作可靠、价格低廉、传递效率高、可以利用传动系统运动零件的惯性进行作业等优点，因此采用机械传动的工程机械占有相当大的比例。
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1、功用
使换档齿轮换档后可沿全 齿长啮合；并可防止变速箱 工作中的自行脱档。
2、组成与工作过程
由拨叉轴（或滑套）上的 凹槽、自锁销、弹簧等组成。
44
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
三、互锁机构 1、功用
防止变速箱换档中因同时挂上两个档而混档。
2、型式
框板式 顶销式
35
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（三）工作情况
36
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
1档:
同步器右移
37
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
2档:
同步器左移
38
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
56
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第四节 定轴式动力换档变速箱
第四节 定轴式动力换档变速箱 一、液力传动的含义
液力耦合器和液力变矩器是利用液体为工作 介质，二者均为动液传动，即通过液体在循 环流动过程中，液体动能变化来传递动力， 这种传动称为液力传动。
57
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
（一）组成 3、4档换档 同步器
1、2档换档同步器（附 倒档输出齿轮）
倒档换档齿轮 5档换档同步器
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
倒 档五 拨个 动前 齿进 轮档 换同 档步 。器
换 档 ，
34
第二节 机械换档变速箱
（二）结构特点
1）平面三轴式、 斜齿轮常啮合、 前进档采用同步 器换档。
2）为简单式变 速箱，利用一个 换档齿轮对实现 倒退档。 3）采用飞溅润滑，可使变速箱结构简单，但润 滑不可靠。
第三节 机械变速箱变速操纵机构
3、工作过程
变速操纵机构
联锁轴与离合器的操纵杆件联动，使锁销 解除锁定。
联锁轴将锁销锁定 摇臂带动联锁轴转动
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
解除锁定后可实现换档
51
第三节 机械变速箱变速操纵机构
附：机械换档变速箱换档过程分析
1.高档换低档：在4、5啮合下，因v6＞v7，挂空档 后，v6↓，但v7↓↓，故： 踩离合，挂空档 →合离合，轰油门使v7↑→ →v6 、v7接近时踩离合，挂低档，使6、7啮合；
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
T220推土机变速箱变速操纵机构
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
T220推土机变速箱变速操纵机构
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
T220推土机变速箱变速操纵机构
第三节 机械变速箱变速操纵机构
第三节 机械变速箱变速操纵机构 一、换档机构 1、功用
拨动齿轮（啮合套、 同步器），使之移动而 实现换档。
2、组成与工作过程
由变速杆1、拨叉轴 6(或滑杆)、连接杆件、 拨叉7等组成。
43
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
二、自锁机构
第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
31
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
32
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
33
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
二、车用机械换档变速箱
52
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
附：机械换档变速箱换档过程分析
2.低档换高档：6、7啮合下，因v5＞v4，挂空档后， 虽v4↓，v5↓↓，但为节省换档时间，故： 踩离合，挂空档 →合离合，减油门使v5↓↓↓ →v4、v5接近时踩离合，挂高档，使4，5接合。
53
目录
第二章 变速箱
第一节 变速箱概述 第二节 机械换档变速箱 第三节 机械变速操纵机构 第四节 定轴式动力换档变速箱 第五节 行星轮动力换档变速箱
1
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
第一节 变速箱概述 一、变速箱的功用
（1）变扭变速，使 整机行驶或作业； （2）实现倒档或空 档，使整机倒驶或暂 短停机； （3）输出非行驶动力。
(二)工作原理
泵轮转动，带动泵轮叶片间的工作 油液转动，由于泵轮与涡轮同为一个 外环密封着，在离心力作用下，工作 油液由泵轮外缘流出并朝着涡轮外缘 冲过去，使涡轮转动实现动力输出；
随后工作油液顺着涡轮叶片向其内 缘流动，再返回到泵轮内缘，又由泵 轮内缘再次流到外缘，工作油液在循 环园中的循环流动实现了能量的转换。
第二节 机械换档变速箱 一、T220推土机变速箱
（一）组成
由输入轴、输 出轴、中间轴、 各啮合齿轮对、 换向啮合套、换 档啮合套、支承 轴承、变速箱壳 体等组成。
20
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
21
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（二）T220推土机变速箱结构特点
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（三）前进档传动情况
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
30
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
4
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
拨动啮合套换档：
挂空 档
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
挂 空 档
5
第一节 变速箱概述
同步器换档：
锁 环
式
惯
性
同
步
器
锁 环 式 惯 性 同 步 器
6
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
同步器换档：
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
2
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
二、变速箱类型及含义 1、按操纵方式分 （1）机械换档
人力操纵变速操纵 装置，通过传力杆件 拨动齿轮、拨动啮合 套或拨动同步器以实 现不同档位的变换。
3
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
拨动齿轮换档：
换档齿轮5、7通过拨叉移动
速
ECU控制液压操作系统，
箱
液压操作系统根据不
结
同路况，完成低档至
构
高档之间不同档位的
图
选择。
14
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
自动变速箱换档原理 低速档工作状态
高速档工作状态
A阀断电B阀通电
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
B阀断电A阀通电
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第一节 变速箱概述
自动变速箱变速杆
3、按有无换向齿轮(或副变速箱)分 1）简单变速箱：无换向齿轮(或副变速箱) 2）组合式变速箱：有换向齿轮(或副变速箱)。
11
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
4、按轮系型式分 1）定轴式变速箱
所有变速齿 轮对相对于其 轴心仅有自转。
12
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
两个直径相同的叶轮，发动 机曲轴驱动的叶轮为泵轮，动 力输出的为涡轮。 叶轮内部装有许多半圆形的 径向叶片 ；在各叶片之间充 满工作液体。两轮装合后相对 端面之间约有2-5mm间隙。两 轮内腔共同构成圆形或椭圆形 的环状空腔称为循环圆。
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第四节 定轴式动力换档变速箱
摆架式
45
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
（1）框板式
利用框板中 的“王”字槽 实现互锁，以 免同时挂上两 个档而混档。 但“王”字 槽易磨损，故 框板式的互锁 机构可靠性差。
46
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
（2）摆架式
速比：
2）II档
5、7左移，4、5啮合： 传力路线：
速比：
18
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第一节 变速箱概述
四、换向原理
去除中间齿轮2，实 现两对齿轮啮合，即可 实现换向。
五、变矩原理
由MII=iηMI， 因i＞＞1,η接近1，可实现增扭减速。
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
第一节 变速箱概述
2）行星轮式变速箱
行星齿轮轴与行星轮架 连接，行星齿轮既有自转， 又绕太阳齿轮轴心有公转。
单行星排动作
13
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第一节 变速箱概述
附：自动变速箱
液力变矩器＋动力变 速箱＋电控系统＋液压 控制系统组成；
车 用 自 动
路况由电控系统中
变
的传感器检测，通过
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第四节 定轴式动力换档变速箱
(三)液力偶合器的特性
1、当液力偶合器稳定工作时若忽略空气阻力，则作用于 泵轮上的扭矩MB的大小等于涡轮上所受的扭矩MT。即:MB= MT； 2、当涡轮转速等于泵轮转速时．环流运动停止，此时不 传递扭矩，故液力偶合器在一般正常工作时是nB＞nT； 3、液力偶合器的效率为：
使换档齿轮换档后可沿全 齿长啮合；并可防止变速箱 工作中的自行脱档。
2、组成与工作过程
由拨叉轴（或滑套）上的 凹槽、自锁销、弹簧等组成。
44
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
三、互锁机构 1、功用
防止变速箱换档中因同时挂上两个档而混档。
2、型式
框板式 顶销式
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
（三）工作情况
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
1档:
同步器右移
37
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
2档:
同步器左移
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第二节 机械换档变速箱
56
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第四节 定轴式动力换档变速箱
第四节 定轴式动力换档变速箱 一、液力传动的含义
液力耦合器和液力变矩器是利用液体为工作 介质，二者均为动液传动，即通过液体在循 环流动过程中，液体动能变化来传递动力， 这种传动称为液力传动。
57
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
（一）组成 3、4档换档 同步器
1、2档换档同步器（附 倒档输出齿轮）
倒档换档齿轮 5档换档同步器
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
倒 档五 拨个 动前 齿进 轮档 换同 档步 。器
换 档 ，
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第二节 机械换档变速箱
（二）结构特点
1）平面三轴式、 斜齿轮常啮合、 前进档采用同步 器换档。
2）为简单式变 速箱，利用一个 换档齿轮对实现 倒退档。 3）采用飞溅润滑，可使变速箱结构简单，但润 滑不可靠。
第三节 机械变速箱变速操纵机构
3、工作过程
变速操纵机构
联锁轴与离合器的操纵杆件联动，使锁销 解除锁定。
联锁轴将锁销锁定 摇臂带动联锁轴转动
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解除锁定后可实现换档
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第三节 机械变速箱变速操纵机构
附：机械换档变速箱换档过程分析
1.高档换低档：在4、5啮合下，因v6＞v7，挂空档 后，v6↓，但v7↓↓，故： 踩离合，挂空档 →合离合，轰油门使v7↑→ →v6 、v7接近时踩离合，挂低档，使6、7啮合；
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
T220推土机变速箱变速操纵机构
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《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
T220推土机变速箱变速操纵机构
56
《现代工程机械结构与系统》第二篇-底盘
第三节 机械变速箱变速操纵机构
T220推土机变速箱变速操纵机构
第三节 机械变速箱变速操纵机构
第三节 机械变速箱变速操纵机构 一、换档机构 1、功用
拨动齿轮（啮合套、 同步器），使之移动而 实现换档。
2、组成与工作过程
由变速杆1、拨叉轴 6(或滑杆)、连接杆件、 拨叉7等组成。
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第三节 机械变速箱变速操纵机构
二、自锁机构
第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
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第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
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第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
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第二节 机械换档变速箱
二、车用机械换档变速箱
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第三节 机械变速箱变速操纵机构
附：机械换档变速箱换档过程分析
2.低档换高档：6、7啮合下，因v5＞v4，挂空档后， 虽v4↓，v5↓↓，但为节省换档时间，故： 踩离合，挂空档 →合离合，减油门使v5↓↓↓ →v4、v5接近时踩离合，挂高档，使4，5接合。
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第二章 变速箱
第一节 变速箱概述 第二节 机械换档变速箱 第三节 机械变速操纵机构 第四节 定轴式动力换档变速箱 第五节 行星轮动力换档变速箱
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第一节 变速箱概述
第一节 变速箱概述 一、变速箱的功用
（1）变扭变速，使 整机行驶或作业； （2）实现倒档或空 档，使整机倒驶或暂 短停机； （3）输出非行驶动力。
(二)工作原理
泵轮转动，带动泵轮叶片间的工作 油液转动，由于泵轮与涡轮同为一个 外环密封着，在离心力作用下，工作 油液由泵轮外缘流出并朝着涡轮外缘 冲过去，使涡轮转动实现动力输出；
随后工作油液顺着涡轮叶片向其内 缘流动，再返回到泵轮内缘，又由泵 轮内缘再次流到外缘，工作油液在循 环园中的循环流动实现了能量的转换。
第二节 机械换档变速箱 一、T220推土机变速箱
（一）组成
由输入轴、输 出轴、中间轴、 各啮合齿轮对、 换向啮合套、换 档啮合套、支承 轴承、变速箱壳 体等组成。
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第二节 机械换档变速箱
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第二节 机械换档变速箱
（二）T220推土机变速箱结构特点
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第二节 机械换档变速箱
（三）前进档传动情况
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第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
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第二节 机械换档变速箱
（四）倒退档传动情况
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第一节 变速箱概述
拨动啮合套换档：
挂空 档
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挂 空 档
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第一节 变速箱概述
同步器换档：
锁 环
式
惯
性
同
步
器
锁 环 式 惯 性 同 步 器
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第一节 变速箱概述
同步器换档：
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二、变速箱类型及含义 1、按操纵方式分 （1）机械换档
人力操纵变速操纵 装置，通过传力杆件 拨动齿轮、拨动啮合 套或拨动同步器以实 现不同档位的变换。
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第一节 变速箱概述
拨动齿轮换档：
换档齿轮5、7通过拨叉移动
速
ECU控制液压操作系统，
箱
液压操作系统根据不
结
同路况，完成低档至
构
高档之间不同档位的
图
选择。
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自动变速箱换档原理 低速档工作状态
高速档工作状态
A阀断电B阀通电
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B阀断电A阀通电
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自动变速箱变速杆
3、按有无换向齿轮(或副变速箱)分 1）简单变速箱：无换向齿轮(或副变速箱) 2）组合式变速箱：有换向齿轮(或副变速箱)。
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第一节 变速箱概述
4、按轮系型式分 1）定轴式变速箱
所有变速齿 轮对相对于其 轴心仅有自转。
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两个直径相同的叶轮，发动 机曲轴驱动的叶轮为泵轮，动 力输出的为涡轮。 叶轮内部装有许多半圆形的 径向叶片 ；在各叶片之间充 满工作液体。两轮装合后相对 端面之间约有2-5mm间隙。两 轮内腔共同构成圆形或椭圆形 的环状空腔称为循环圆。
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第四节 定轴式动力换档变速箱
摆架式
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第三节 机械变速箱变速操纵机构
（1）框板式
利用框板中 的“王”字槽 实现互锁，以 免同时挂上两 个档而混档。 但“王”字 槽易磨损，故 框板式的互锁 机构可靠性差。
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第三节 机械变速箱变速操纵机构
（2）摆架式
速比：
2）II档
5、7左移，4、5啮合： 传力路线：
速比：
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第一节 变速箱概述
四、换向原理
去除中间齿轮2，实 现两对齿轮啮合，即可 实现换向。
五、变矩原理
由MII=iηMI， 因i＞＞1,η接近1，可实现增扭减速。
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第二节 机械换档变速箱
第一节 变速箱概述
2）行星轮式变速箱
行星齿轮轴与行星轮架 连接，行星齿轮既有自转， 又绕太阳齿轮轴心有公转。
单行星排动作
13
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第一节 变速箱概述
附：自动变速箱
液力变矩器＋动力变 速箱＋电控系统＋液压 控制系统组成；
车 用 自 动
路况由电控系统中
变
的传感器检测，通过
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第四节 定轴式动力换档变速箱
(三)液力偶合器的特性
1、当液力偶合器稳定工作时若忽略空气阻力，则作用于 泵轮上的扭矩MB的大小等于涡轮上所受的扭矩MT。即:MB= MT； 2、当涡轮转速等于泵轮转速时．环流运动停止，此时不 传递扭矩，故液力偶合器在一般正常工作时是nB＞nT； 3、液力偶合器的效率为：