第七章 履带式工程机械驱动桥

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受力：除产生直齿圆锥齿轮 所具有的轴向力外，还有附 加轴向力作用。右图7-4表示 产生附加轴向力的投影图。
从该图可以得出：附加轴向 力的大小取决于螺旋角的大 小、方向、轮齿的螺旋方向 及齿轮的旋转方向。 从齿轮的锥顶看去，右旋顺时 针旋转或左旋反时针旋转时， 其附加轴向力都朝大端，使合 成轴向力增大。
目前国内外各种履带式推土机的转向离合器多采用 湿式结构，可以减少磨损，延长使用寿命。
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图7-2(b)为SH320履带推土机的转向离合器。 装配关系 主动钢片通过内齿与 主动鼓连接,主动鼓用 螺钉与接盘连接,接盘 再用花键与大螺旋锥 齿轮轴连接,压板则与 活塞用螺栓固接为一 体。 带有摩擦衬面的被动片通过外齿与被动鼓连接.
多数履带式推土机两级 终传动采用外啮合直齿圆柱齿轮 传动，如图7-8所示为150KW （200马力）推土机终传动，其 特点是结构较简单。
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移山推土机终传动 第一级为圆柱齿轮减速， 第二级为行星齿轮闰速， 如右图7-9所示。
特点：齿轮模数可以小 一些，此推土机一级减 速和行星减速的齿轮模 数均为9mm，还有结构 尺寸小，零部件受力均 衡等特点，但结构复杂。
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单作用式：转向离合器为弹簧压紧、液压分离。 双作用式：转向离散合器的压紧和分离都靠油压作用。 正常作业时，其压紧和分离压力为1MPa。 双作用转向离合器工作原理。 在接合状态时，离合器操纵杆放松，压力油从操纵阀 经油管、轴承壳、接盘和内鼓，进入液压缸小腔（图7-5 （a））。
活塞经活塞杆用 螺冒和压板连接, 压板乃将主被动 片紧紧压成一体, 动力得以传递,这 时液压缸大腔的 油经操作阀回到 转向箱中.
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右旋反时针旋转或左旋 顺时针旋转时，其附加轴向 力都朝小端，使合成轴向力 减小。
正是由于存在附加轴向力， 螺旋圆锥齿轮对于轴承的支承 刚度和轴向定位的可靠性提出 了更高的要求。 螺旋锥齿轮传动广泛运 用于发动机纵向布置的履带 式推土机等工程机械中。
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二、转向离合器
履带式机械的转 向离合器几乎都 采用了片式摩擦 离合器。
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这种简单式带式制动器 不适合于在推土机的转向离 合器中使用，它最适用于起 重机的提升机构。 （二）、复合式（双端拉紧式） 如图7-6（b）所示，操纵时同时拉紧制动带的两端， 设计时取a=b，则制动鼓以不同方向旋转，无非是S1和 S2两力互换位置，而操纵力相等。
a Px Py ( S1 S 2 ) l (7 8)
右图7-3表示了几种中央传动 齿轮型式。
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1、直齿圆锥齿轮（图7-3（a））。
优点：加工制造、装配调整比较 简单，轴向力较小（没有附加轴 向力）。
缺点：最少齿数较多（最少齿 数为12），同时参与啮合的齿 数少，传动噪音较大，承载能 力不够高。
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2、零度圆弧锥齿轮（图7-3（b））
y 1
l
因为
所以
S1=S2ea Py=Pxea （7-7）
从上面的分析可知：要想推土机正向与反向 运行制动时，能得到相同的制动效果，应使 制动力矩MT一样，由公式（7-1），则应使 S1与S2数值不变。由公式（7-7）可知，由 于推土机经常作正向运行，要想正反向运行 制动效果相同，则两种情况施加的操纵力相 差ea倍。如果加同样的操纵力。则两种情况 下的制动效果相差ea倍。 杨忠炯制作
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联立求解以上两式，得 或
MT=S2（ea-1）R
（7-3）
S1 e a 1 M T S1 a R S1 a R e e
(7 4)
如果制动鼓按图7-6（a）所示方向旋转（顺时针）进行制动时，则松边为操 a 纵端，紧边为固定端，得 Px S 2 (7 5) l 如果机器反向运行制动时，亦即制动鼓按图7-6（a）所示方向反向旋转（反时针） 时进行制动，由松边为固定端，紧边为操纵端，因此图示之S1（紧边拉力）与S2（松 a 边拉力）应对调，这时 P S (7 6)
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履带式机械多采用这种浮动带式制动器。图7-7为 SH320推土机浮动转向制动器工作原理。
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四、终传动
履带式推土机运行速度低， 牵引力大，传动系统总的减速比大， 同时为了降低中央传动和离合器以 及整个传动系所传递的力矩，以减 小零部件尺寸，总是希望增加终传 动的速比。目前终传动一般都采用 二级减速。
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右图7-12之密封的 湿式多片离合器与制动器 无需调整，且防尘防水。 转向离合器:弹簧力接合, 油压分离;
转向制动器:弹簧力制动, 油压分离;
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图7-13为终传动。 图7-13之两极终 传动为齿圈固定式， 可以方便地根据各齿 轮齿数确定其减速比i， 即
i=（k1+1） （k2+1）
螺旋角=00，其轮齿强度和啮 合平稳性比直齿圆锥齿轮有所提 高，最少齿数和轴向力与直齿圆 锥齿轮相同。 由于工业用履带式机械 这一对齿轮高速重载、受力 复杂，以上两种结构现都不 采用了。
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3、螺旋圆锥齿轮（图7-3（c）） 齿形为圆弧形，允许的“最少齿 数”随螺旋角的增大而减少，最 少可达5～6个齿，传动中同时参 与啮合的齿数较多。 特点：齿轮的承载能力较大，运 转平稳，噪音较小，但这种结构 齿轮需要专门机床加工，轴向力 较大，要求轴的定位支承更加坚 固可靠。 螺旋角：圆弧齿在平均半径处 的切线与该切点的圆锥母线之间 的夹角。
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右图7-8所示 150KW推土机这类 常用的终传动结构中， 履带架与机架正好铰 接于驱动轮轴线。而 移山推土机的终传动 结构，铰点需要另设 并前移一个距离，因 此当履带架因工地崎 岖不平而相对于机架 绕铰点摆动时，会在 驱动轮轮齿、轮毂、 轴承、后轴上引起较 大的附加冲击载荷。
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图7-8示在驱动轮 轮毂两侧端面油封 2和3。
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图7-9的结构也有 两个端面油封，常 称职浮动油封或浮 式油封5和7。杨忠炯制作来自二节 高位驱动轮式推土机的传动链
传动系的部件设计是 这种推土机的重要特 点,从而使保养维修 时间缩短,整机可靠 性提高. 动力经变速箱套轴传 到中央传动（右图711），经1、3、4、 5，再经半轴6、7分 传到左右转向离合器
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操纵阀为一组合阀，将左右滑阀和减压阀组合为一 体，置于后桥上，其操纵位置有四： 1、左右转向离合器结合，油液进入如图7-5（a））箭 头所示；
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2、左离合器分离、右离合器接合，如图7-5（b）所示， 机器向左转向；
3、左离合器接合，右离合器分离，机器向右转向；
4、左右离合器分离。
第七章 履带工程机械驱动桥
第一节 履带式推土机的常规驱动桥
一般履带式推土机的机架形式如图7-1所示。
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变速箱输 出动力的 小圆锥齿 轮从前方 伸入驱动 桥箱中， 与大圆锥 齿轮相啮 合。再经 左右转向 离合器， 将扭矩经 左右终传 动，驱动 链轮传到 履带。
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驱动桥（后桥箱） 见右图7-2所示。 后桥箱的作用： 通过后桥 箱将变速箱传 来的扭矩增大 转速降低，改 变所传扭矩的 方向，并保证 机械的转向。
右上图7-6为三种带 式制动器示意图。
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（一）、简单式（单端拉紧式） 如图7-6（a）所示
MT=（S1-S2）R （7-1）
式中MT – 带式制动器作用时产生的制动力矩； S1 – 制动带紧边拉力； S2 - 制动带松边拉力； R – 制动鼓半径。 根据欧拉公式 S1=S2ea （7-2） 式中e – 自然对数底， e=2.72； - 制动带和制动鼓之间的摩擦系数； a – 制动带的包角（以弧度计）。
根据转向机构的原理和构造的不同，履带式机械的转向机构有：转向离合器式、差速器式
双差速器式、行星式等。
转向离合器式转向机构由左右两个转向离合器和转向制动器组成。 杨忠炯制作
一、中央传动
履带式机械的中央传动是由一 对圆锥齿轮组成。主动小圆锥齿轮 驱动大圆锥齿轮，其中心线互成 900，因此它兼起增大扭矩和改变 旋转方向的作用。
因此，复合式带式制动器如果取a=b，则正反旋转 时制动，施加同样的操纵力P，可得到同样的制动效果 （同样的制动力矩MT）。 杨忠炯制作
（三）、浮动式 如右图7-6 （c）所示。
操作端始终与制动带松边相连.因为在这种结构中,随着 制动鼓制动方向的改变,制动带的操作端和固定端也相应 地变化. 如果操纵杆件尺寸位置设计合理，这种方案正反转效 果相同，操纵都省力，仅结构稍特殊些。
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三、转向制动器 作用：一是用于转急弯时制动一侧履带；二是用于在纵坡 上临时停车或停放。 履带式推土机不少采用带式制动器，因为多片式转向 离合器的从动鼓正好可用作带式制动器的制动鼓。 带式制动器的特点： 结构简单、尺 寸紧凑、包角大、 制动力矩大；但磨 损不均匀、本身散 热情况不好、制动 器轴还受弯矩作用。