新型差速式转向机构
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差速器的结构及工作原理(图解)汽车差速器是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与地面间打滑。
当汽车转弯行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图D-C5-5);汽车在不平路面上直线行驶时,两侧车轮走过的曲线长短也不相等;即使路面非常平直,但由于轮胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承受的载荷不同或充气压力不等,各个轮胎的实际上不可能相等,若两侧车轮都固定在同一转轴上,两轮角速度相等,则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。
差速器的作用车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消耗,而且可能导致转向和制动性能的恶化。
若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样的转速转动。
为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮,使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。
在多轴驱动汽车的各驱动桥之间,也存在类似问题。
为了适应各所处的不同路面情况,使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度,可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。
布置在前驱动桥(前驱汽车)和后驱动桥(后驱汽车)的差速器,可分别称为前差速器和后差速器,如安装在四驱汽车的中间传动轴上,来调节前后轮的转速,则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器和两大类。
普通差速器的结构及工作原理目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。
对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)和差速器壳等组成12-13(见图D-C5-6)。
(从前向后看)左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。
主减速器的从动齿轮7用螺栓(或)固定在差速器壳右半部8的上。
十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内,每个轴颈上套有一个带有滑动轴承(衬套)的直齿圆锥行星齿轮6,四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。
一种新型转向轴式EPS系统减速机构的设计第一章:引言随着汽车工业的发展,电子助力转向系统(EPS)逐渐取代了传统的液压助力转向系统,以其高效、节能、可靠以及驾驶体验好等优点而备受青睐。
而EPS的中心问题是电力转向以及效率和成本上的平衡。
因此,本文提出了一种新型的转向轴式EPS系统减速机构的设计,旨在提高电力转向的效率和性能,并解决成本问题。
第二章:EPS系统概述本章主要介绍EPS的基本工作原理和构成部分。
EPS通过电控单元及传感器感知车辆转向信号,产生控制信号控制电动助力转向机构,利用电机驱动,实现转向辅助。
此外,EPS还由转向执行器、转向电机、转向轴、转向节、减速机等部件组成,每个部分的作用及其相互作用将在本章中进行引入。
第三章:新型转向轴式EPS系统减速机构的设计本章主要介绍新型转向轴式EPS系统减速机构的设计思路和具体实现方法。
主要包括两个部分:转向轴和减速机构。
首先,本文对转向轴的设计进行详细的分析,主要从材质、外形和尺寸等方面提出了优化建议。
然后,本文结合废旧轮胎回收利用的思想,提出了一种新型减速机构设计方案,以提高EPS效率和降低成本。
第四章:测试与优化本章介绍对新型转向轴式EPS系统减速机构进行的测试和优化。
我们将通过实验比较新型设计与传统方案在电力转向效率、稳定性、可靠性方面的差异,进一步优化设计。
此外,我们还以经济成本为指导,对这种新型设计的实用性和市场竞争力进行前瞻性分析。
第五章:结论与展望在结论章节中,我们将总结论文的主旨,说明此次研究可助推EPS技术的发展,并提出未来可行的改进方案。
在展望章节中,我们将预测此新型转向轴式EPS系统减速机构的应用前景和未来可能存在的问题,并提出一些适当的解决方案。
总之,本文的主要目的是介绍一种新型的转向轴式EPS系统减速机构的设计,主要致力于提高电力转向的效率和性能,延长设备寿命并降低生产成本。
我们相信此新型设计的研究成果,可为EPS系统的技术发展和实际应用提供有益的启示和建议。
差速器的传动方案引言差速器是一种用于转向机构中的传动装置,它允许车辆在转弯时,左右两个驱动轮能够以不同的转速运转,以提供更好的操控性能和增加车辆的稳定性。
差速器的传动方案是整个差速器系统中的关键组成部分,不同的传动方案会影响到差速器的性能和使用效果。
常见的差速器传动方案开式差速器开式差速器是最常见的一种差速器传动方案。
它采用一组齿轮和行星齿轮组成的传动机构,通过不同的齿轮比来实现左右驱动轮的转速差异。
当车辆行驶直线时,差速器处于自由状态,左右驱动轮的转速相同。
而当车辆转弯时,差速器会产生一个合适的转速差异,使得内外侧驱动轮能够以不同的转速运转,从而保证车辆的稳定性。
闭式差速器闭式差速器是一种相对于开式差速器较为复杂的传动方案。
它采用液体油封和齿轮组件的结合,通过液压传动来实现左右驱动轮的转速差异。
闭式差速器在转弯时能够更加精准地调节左右驱动轮的转速差异,从而提供更好的操控性能和稳定性。
电子差速器电子差速器是现代汽车中较新的一种差速器传动方案。
它采用电子控制单元和电机来实现对驱动轮转速的控制。
电子差速器可以根据车辆的转向角度和转速等信息,实时调节左右驱动轮的转速差异,从而提供更加精准和灵活的操控性能。
差速器传动方案的选择选择合适的差速器传动方案对于车辆性能的提升至关重要。
不同的传动方案具有不同的优势和适用场景,需要根据实际需求来进行选择。
对于普通的乘用车,开式差速器是一种简单且成本较低的选择。
它能够满足一般的行驶需求,对于一般的转弯操作提供足够的稳定性和操控性能。
对于高性能的跑车或者赛车,闭式差速器和电子差速器是更为合适的选择。
闭式差速器具有更高的精度和可调节范围,能够提供更好的操控性能和稳定性。
而电子差速器则能够更加精准地调节驱动轮的转速差异,进一步提升车辆的操控性能。
结论差速器的传动方案是决定差速器性能和操控性能的关键因素之一。
开式差速器、闭式差速器和电子差速器是常见的传动方案,分别适用于不同类型的车辆和不同的行驶需求。
河南科技大学硕士学位论文履带拖拉机差速转向机构性能分析姓名:曹付义申请学位级别:硕士专业:车辆工程指导教师:周志立2003.4.28履带拖拉机差速转向机构性能分析摘要履带拖拉机的转向机构是其重要的总成之一,其性能的优劣直接影响着履带拖拉机的转向机动性和生产效率。
本文在分析了履带拖拉机差速转向机构传动原理和不同类型的转向机构基础上,重点介绍了履带拖拉机双功率流转向机构的工作原理及其特点。
以东方红l302R履带拖拉机差速转向机构的转向原理、运动学特性、动力学特性(包括功率及效率)分析为特例,给出了实际工况下的设计参数,从而为转向装置总图设计的结构强度和刚度分析奠定了基础,提出的差速转向机构参数(行星排特性参数、液压泵和液压马达的系统压力及排量)的选取原则,为差速转向机构的设计提供了理论方法,并通过对不同类型的差速转向机构的性能分析比较,为转向机构的进一步改进设计提供了建议。
关键词:履带车辆,差速转向机构,运动学,动力学,特性分析塑旦型垫奎兰堡主兰垒笙奎——PERFORMANCEANALYSISOFDIFFERENTIALTURNINGMECHANISMOFCRAWLERABSTRACTTheturningmechanismofthecrawlerisoneoftheimportantassemblies.Theperformancesoftheturningmechanismdirectlyaffectitsmobilityandproductivity.BasedontheanalysisoftransmissiOntheoryofdifferentialturningmechanismofthec姐wleranddifferentkindsofturningmechanism,thispaperemphaticallypresentstherunningtheoryandspecialtiesofdoublepowerflowingturningmechanismofthecrawler.Takingexamplebyturningtheory、kinematicsperformancesandkineticsperformances(includingpowerandefficiency)analysisofdifferentialmechanismofdongfan曲ongl302Rcrawler,thispapergivesoutitsdevisingparametersunderthepracticalcircumstances.Accordinglythepaperestablishsthebaseofmachinerydesignofturningequipmentanditsintensity、rigidityanalysis.Byputtingforwardtheselectingprinciplesofparametersofturningmechanism(parameterofplanetgear、thesystemicpressureanddischargingamountofhydraulicpumpandhydraulicmotor),thepaperpresentsthetheoricalmeansofthisdifferentialmechanismdesign.BythecompareofperformanceanaIysisofdiffbrentkindsofdifferentialmechanism,thispaperofferstheadvicestoitsfurtherimprovingdesign.KEYWoRDS:thecrawler,differentialturningmechanism,kinematics,kinetics,performanceanatysis第一章绪论第一章绪论§1.1履带拖拉机及其转向我国是一个人口众多的农业大国,农业在国民经济发展中始终起着举足轻重的作用。
履带车辆液压机械差速转向系统控制策略液压机械差速转向系统是机械转动和液压传动相结合的履带式车辆转向系统。
该转向系统有着高效率和无极调速的特点,非常符合履带车辆驾驶员转向的需要。
为了确保驾驶员有着准确的转向意图,杜绝转向系统行使中的控制难题。
文章就此构建了系统数学模型,设计出转向系统的控制策略,以此达到履带车辆液压机械差速转向系统的行驶要求。
标签:履带车辆;液压机械;差速;转向;控制策略液压机械差速转向系统能够无极转向,其内部装置很简单,运行效率也很高。
该转向系统能够改变履带车辆转向机动的不足。
现阶段,国外发达国家都已经在推土机、履带拖拉机、坦克车上应用了该转向系统。
但我国对该系统的研究程度还不够,相比国外有很明显的差距。
我国的研究内容多是对转向系统的参数设计、结构、性能而言的,并没有涉及到驱动系统影响转向控制的程度。
因此,本文充分考虑了驾驶员操作情况、系统动态和转向情况,从而提出了一种综合控制策略,确保液压机械差速转向系统的控制。
1 液壓机械差速转向系统原理该转向系统以方向盘进行操作。
其内部构成有转向凸轮机构、电磁换向阀、伺服液压缸、方向盘、液压伺服阀等。
其中,方向盘刚性联接转向凸轮机构。
当车辆发生转向时,驾驶员会开始转动方向盘,转向凸轮机构开始运行。
随之,液压先导阀杆发生摆动,控制好输出油压力。
在转向凸轮机构内,液压先导阀杆介入。
方向盘转角和先导阀杆摆角形成了固定式的对应。
车辆开始转向时,会导致液压泵斜盘发生倾斜。
发动机开始输出功率时,会通过分流机构开展分流。
一部分会沿着变速箱往左右行星排内的齿圈上传递,还有一部分以液压马达、液压泵构成的回路系统传到太阳轮上。
这两分路的功率,通过左右行星流进左右的履带轮内。
因为液压马达输进排齿圈有相反的转速,车辆两边的履带会发生差速转向。
由于液压转向内的液压泵可以调节排量,因此驾驶员能依据实际情况调节好液压泵排量,从而将回路系统内的排量比进行改变。
如果是正排量比,排量比增大,差速系统左边的速度也会随之增大,差速系统右边的速度会变小。
习戴岁到』
筑施工时可把两台独立式井架组合成一
台附
着式的高层井架
(4)在井架根部的四角设置了调节撑杆
,,
通过调整丝杆可使井架保持良好的垂直状态
并且提高了井架的稳定性增加了架体的强度(5)
在吊篮的龙门架上安装有防止吊篮坠
落的安全装置
(6)
附着点之间的间距较大,减少了附着
点的数量,避免了频繁地接高方便操作附
着装置采用可调螺杆式安装方便附着方法见图2
图11基础GSO一60离层
双篮独立式
井架
不皿
当匕2底盘3避雷接地极4调节撑
图2附.方法示愈图
杆5吊篮体8避雷针6防吊篮坠落安全装置7架
9吊嘴10吊钩
1井架2附着装置的框架3附架绞座
4附墙绞座5建筑物表面6调节支撑杆
新型差速式转向机构
石家庄铁道学院王健王登运新型差速式转向机构正广泛地应用在大功率履带式推土机拖拉机上,由此而替代
目
前多数履带式机械,常用的转向离合器及制动
器构成的转向机构本文就这种差速式转向机
构的组成工作原理及有关运动学分析等进行
探讨
211引健
8型
t
l差速式转向机构的组成及工作原理
差速式转向机构亦称转向差速器如
图l
所示它由三个行星排(No1No2,NO3),与变速箱输出端连接的圆锥齿轮副及与转向液压马达连接的圆锥齿轮副组成变速箱输出端的圆锥齿轮副,其大锥齿轮2与No2行星排的N02“柑03a3-,nrrL卜es门N图!¹转向液压马达输人º左端输出轴À变速箱输入¼右端输出轴
行星架为一体,No2行星排的齿圈4与No1行
星排的行星架连为一体(经左端输出轴至左终
一4一传动)No1行星排的齿圈6与由转向液压马达输出的大锥齿轮为一体三个行星排的太阳轮共轴No3行星排的行星架1和右端输出轴连接(至右终传动)No3行星排的齿圈12固定在转向差速器壳上11当仅有变速箱输入动力至转向差速器,而转向液压马达无动力输入时,动力流经转向差速器的情况是:动力经圆锥齿轮副12,No2行星排的行星架~行星轮3分为两个方向,一半动力经No2行星排齿圈4(低速大扭矩),No1行星排行星架,至左端输出轴,另一半动力经No2行星排太阳轮5(高速小扭矩)No3行星排太阳轮9,行星架1,至右端输出轴(低速大扭矩)左右端输出轴的动力和转速相等,转动方向相同,履带式机械保持直线行驶当两侧驱动链轮的负荷不相同时No2行星排行星架的动力仍进人两个方向(即齿圈4和太阳轮5)通过No1行星排将扭矩从一侧转换至另一侧,左右端输出轴扭矩不相等但转动方向和转速保持相等车辆直线行驶时转向差速器各零件的旋转方向如图2所示二行}山{直线行驶
12
当变速箱在空档仅有转向液压马达输
入动力,而小锥齿轮I固定不动时动力流径转向差速器的情况是:从转向液压马达输人的
动力,经圆锥齿轮传动扭矩增大后,一路通过行星轮7至No1行星架(低速大扭矩)传至
左端输出轴,另一路经No1行星排太阳轮8(高速小扭矩其旋转方向与齿圈6相反
)N
o
3
行星排太阳轮9行星架1将高速小扭矩改变为低速大扭矩由右端输出轴输出此时左右输出轴的扭矩和转速相等,但旋转方向相反,车辆绕其自身中心回转(原地转向)
如果地面情况不同使得两侧履带所受到
的阻力不同时,则两侧驱动链轮的负荷不同此时,通过No2行星排可将动力从一侧转换至需要动力较多的另一侧由于两端输出轴动力的差异车辆将不严格绕其自身中心回转当机械逆时针转向时转向差速器各零件
的旋转方向如图3所示转向液压马达输入端大锥齿轮No1行星排齿圈6和行星架左端输出轴No2行星排齿圈和行星轮
7310
均顺时针回转而三个太阳轮859No3行星排行星架1和右端输出轴则逆时针转动,左右输出轴转速相同但转向相反故车辆逆时针原地转向
图2¹转向液压马达输入À左端输出轴À变
速箱翰入¼右端输出轴
丘j:p
〕i
-上厂一
变速箱输出端的小锥齿轮1逆时针旋转,大锥齿轮2No2行星架齿圈4太阳轮5
89NO3行星架1
和左右端输出轴均逆
时针转动,三个行星排的行星轮
7310则
烦时针转动;左右端输出轴转速相同,车辆图3¹转向液压马达输人¹左端输出轴为变速箱输入砂右端输出轴对于车辆顺时针原地转向,转向差速器各零件转向与上述相反
一5一13动力由变速箱和转向液压马达同时输入转向差速器此时,动力流经转向差速器的情况是:从变速箱输人的动力流经转向差速器和前述的仅由变速箱输入动力一样;而从转向液压马达输入的动力流经转向差速器和仅有转向输入也是一样的它的一半动力去一侧另一半动力(具有相反转向)去另一侧这将使动力和转速一侧增加,而另一侧减少其增加和城少的数量相等,增减数量的多少可通过控制液压马达的转速和旋转方向达到如控制转向液压马达输入的小锥齿轮顺时针转动,此时除转向液压马达输入的圆锥齿轮副和NO1行星排齿圈外转向差速器其它零件的转动方向和机械直线运行时是相同的由于转向液压马达输人的小锥齿轮大锥齿轮No1行星排齿圈顺时针转动,与No1行星排,行星架转向相反,故使Nol行星排行星轮的转速增大,亦即No1行星排太阳轮和共用中心轴转速增大,经No3行星排传至右端输出轴的转速亦增大,与此同时,由于No2行星排太阳轮转速增大,而由变速箱经圆锥齿轮副至N02行星排行星架的转速不变,故No2行星排行星轮的转速增大齿圈转速减少,使No1行星排行星架及左端翰出轴转速减小其减小量和右端输出轴转速的增大量相等,因而机械向左转向当控制转向液压马达输入的小锥齿轮逆时针转动时,与前述相反,机械向右转向由于转向液压马达的转速可无级调节,机械两侧之间转速也是无级调节从而可根据需要控制转向液压马达的转速,以适应机械行驶中不同转向半径的需要nZn:2。,2—No2行星排太
阳轮齿
圈和行星架的转速,。,n;3n,一No
3行星排太阳
轮齿
圈和行星架的转速a,a:aJ—No一N
o2,No3
行星排
参数其值等于齿圈齿数Z,和太阳齿轮Z,的比,也等于齿圈节圆直径和太阳轮节圆直径之
比n。—由变速箱输入的大锥齿轮转速,
n,—由转向液压马达输入的大锥齿轮转
速,。,—左端输出轴转速
。:—右端输出轴转速
根据行星传动的运动特性方程列出其运动学特性方程组:
n:+aIn:
,一(l+a:)n,=0(l
)
刀2+aZ”;z一(l+aZ)ns:=0(2)
n3+a3n;3一(I+a,)ns,=
0(3
)
其中:
ni=nZ=n3;n=n夕2;n材=
nx
l
;
n:=n了x=n,2;n左=n,3;n,,
=0
解此方程组由(3)式得
n,3=n2二n:=(l+a3)n,、
=(l十a3)n*(4
)
将(4)式代人(l)(2)式,得
(l+a3)n*+a:
”。一
(l+Qi)n:=0(5)(1+a3)n;+aZn:
一
(l+aZ)no=0(6)(5)一(6)式,并经整理得
:
_(l+a:)no+
a
,刀、
l+ai+aZ
(7)
由(6)及(7)式,得:2差速式转向机构的运动学分析
差速式转向机构运动学简图仍如图l所
示设:n:n:,ns:—No一行星排太阳轮齿圈
和行星架的转速
,
(1+a:)(J+az)no一a:az
n
、
(l+a3)(1+a:+
aZ
)
(8)
21当仅有变速箱输入动力至转向差速
器而转向液压马达无动力输人时
,n、=
0,
此时机械直线行驶,将n:=、代入(7)(8)
一6一