工程機(jī)械與車輛工程機(jī)械與車輛工程機(jī)械與車輛工程機(jī)械與車輛工程機(jī)械與車輛工程機(jī)械與車輛1課程結(jié)構(gòu)整機(jī)部分的構(gòu)造及設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)及應(yīng)用底盤的構(gòu)造及設(shè)計(jì)內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作原理整機(jī)部分的構(gòu)造及設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)及應(yīng)用底盤的構(gòu)造及設(shè)計(jì)內(nèi)2底盤的主要組成傳動系行走系轉(zhuǎn)向系制動系底盤部分的構(gòu)造及設(shè)計(jì)底盤的主要組成傳動系行走系轉(zhuǎn)向系制動系底盤部分的構(gòu)造及設(shè)計(jì)3類別機(jī)型挖掘機(jī)械挖掘機(jī)，挖掘裝載機(jī)，掘進(jìn)機(jī)械鏟土運(yùn)輸機(jī)械推土機(jī)，裝載機(jī)，平地機(jī)，鏟運(yùn)機(jī)起重機(jī)械塔式，輪式，履帶式，升降機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)壓實(shí)機(jī)械壓路機(jī)，夯實(shí)機(jī)，振動碾樁工機(jī)械打樁機(jī)，壓樁機(jī)，鉆孔機(jī)混凝土工程機(jī)械混凝土泵車，攪拌運(yùn)輸車工程運(yùn)輸機(jī)械自卸汽車，工程掛車鉆孔機(jī)械鑿巖機(jī)，鉆機(jī)，鑿巖鉆車，TBM整機(jī)部分的構(gòu)造及設(shè)計(jì)類別機(jī)型挖掘機(jī)械挖掘機(jī)，挖掘裝載機(jī)，掘進(jìn)機(jī)械鏟土運(yùn)4課程安排工程機(jī)械結(jié)構(gòu)課程以《工程機(jī)械》（余恒睦）為教材，主要講述工程機(jī)械底盤組成、各系統(tǒng)部件構(gòu)造和工作原理等，為學(xué)習(xí)工程機(jī)械設(shè)計(jì)課程打下基礎(chǔ)；工程機(jī)械設(shè)計(jì)課程以《工程機(jī)械設(shè)計(jì)》（吳慶鳴）為教材，主要論述工程機(jī)械設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，包括工程機(jī)械一般理論、工程機(jī)械總體設(shè)計(jì)、底盤各系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論等。課程安排工程機(jī)械結(jié)構(gòu)課程以《工程機(jī)械》（余恒睦）為教材，主要5緒論1.工程機(jī)械的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求2.工程機(jī)械系統(tǒng)的基本組成3.學(xué)習(xí)本課程的目的緒論61.工程作業(yè)環(huán)境條件復(fù)雜多變，要求設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌乩硖攸c(diǎn)。2.以工程機(jī)械底盤理論為基礎(chǔ)，要求發(fā)動機(jī)、行走機(jī)構(gòu)及工作裝置的特性之間具有良好的匹配關(guān)系。3.工作介質(zhì)性質(zhì)復(fù)雜，要求工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式多樣。4.工作介質(zhì)的狀態(tài)在作業(yè)中發(fā)生不斷變化，要求工作參數(shù)調(diào)節(jié)方便。5.多數(shù)量多品種工程施工機(jī)械協(xié)同作業(yè)，對現(xiàn)代工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控越來越重視。6.工程質(zhì)量要求不斷提高，要求產(chǎn)品具有較高的作業(yè)質(zhì)量控制水平，普遍應(yīng)用機(jī)電液一體化和現(xiàn)代控制技術(shù)。7.現(xiàn)代工程機(jī)械及人們的生活關(guān)系日益密切，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)人性化，造型美觀。1.工程機(jī)械的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求1.工程作業(yè)環(huán)境條件復(fù)雜多變，要求設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?、?所用發(fā)動機(jī)為高原型，能夠適應(yīng)5000米高原地區(qū)作業(yè)，最低溫度零下40°C能夠正常啟動；耐高壓水箱可避免低氣壓引起的開鍋現(xiàn)象；較寒冷地區(qū)可安裝暖風(fēng)裝置；駕駛室密封嚴(yán)密；玻璃可防紫外線照射，并且有小氧氣瓶可供用戶選用。SD7G高原型推土機(jī)所用發(fā)動機(jī)為高原型，能夠適應(yīng)5000米高原地區(qū)作業(yè)，8內(nèi)燃機(jī)及工程機(jī)械間的匹配內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速高、力矩大，且力矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍都比較小，而工程機(jī)械作業(yè)和運(yùn)行時(shí)，要求牽引力大、速度低，并且要求牽引力和行駛速度變化范圍大、進(jìn)退自如，因此必須設(shè)置一套傳動系統(tǒng)來根據(jù)工作要求傳遞驅(qū)動力、變換速度。此外，為改善發(fā)動機(jī)外載荷適應(yīng)能力差的問題，發(fā)動機(jī)需加裝調(diào)速器，以改變每一循環(huán)的供油量。發(fā)動機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)速升高至額定轉(zhuǎn)速后，由調(diào)速器自動減小油門開度，直到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。加載后，轉(zhuǎn)速下降，調(diào)速器自動加大油門開度，使發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩自動及外載荷相適應(yīng)。當(dāng)外載荷達(dá)到發(fā)動機(jī)額定力矩時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速。若外載荷繼續(xù)增大，則發(fā)動機(jī)進(jìn)入外特性階段的工況。工程機(jī)械傳動系簡圖汽油機(jī)外特性及部分負(fù)荷特性中的功率及轉(zhuǎn)矩曲線發(fā)動機(jī)的調(diào)速外特性內(nèi)燃機(jī)及工程機(jī)械間的匹配內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速高、力矩大，且力矩和轉(zhuǎn)速9山貓小型設(shè)備有40多種作業(yè)匹配的附件裝置，并能夠在2分鐘內(nèi)完成各種附件的更換。一機(jī)多用，能完成多種作業(yè)，如挖掘、開溝、鉆孔、搬運(yùn)、平地等，使用效率高。山貓小型設(shè)備有40多種作業(yè)匹配的附件裝置，并能夠在210低密實(shí)度密實(shí)度提高高密實(shí)度智能自動調(diào)幅壓實(shí)系統(tǒng)寶馬VARIOMATIC系統(tǒng)，由擺動油缸控制兩偏心軸相對位置（兩偏心軸旋轉(zhuǎn)方向相反），使得此時(shí)激振器的輸出力相對于垂直方向可調(diào)。輸出力在垂直方向上的分力減小，振幅相應(yīng)減小，分力增加，振幅增加。能根據(jù)土壤的密實(shí)度自動調(diào)整振幅和頻率，壓實(shí)效率高；降低振動影響；壓實(shí)均勻性好，避免壓實(shí)過度或不足。低密實(shí)度密實(shí)度提高11大壩施工設(shè)備防碰撞系統(tǒng)云南龍開口水電工程機(jī)電布置圖四川大崗山水電工程機(jī)電布置圖施工場地狹窄，施工設(shè)備工作范圍有比較大的重疊制定嚴(yán)格的規(guī)章制度，可以減少碰撞現(xiàn)象，但由于對現(xiàn)場設(shè)備調(diào)控較多，可能會對現(xiàn)場施工造成影響現(xiàn)場人員的觀察及監(jiān)測受到觀察位置、距離、可視度、現(xiàn)場光線照明、視角以及疲勞度等很多因素的影響，可能會發(fā)出錯(cuò)誤的指令大壩施工設(shè)備防碰撞系統(tǒng)云南龍開口水電工程機(jī)電布置圖四川大崗山12大壩施工設(shè)備防碰撞系統(tǒng)檢測裝置在各設(shè)備上的安裝位置示意圖纜機(jī)操作室實(shí)拍及系統(tǒng)顯示界面基站實(shí)拍及系統(tǒng)顯示界面纜機(jī)吊鉤實(shí)拍大壩施工設(shè)備防碰撞系統(tǒng)檢測裝置在各設(shè)備上的安裝位置示意圖纜機(jī)13工程機(jī)械與車輛142.工程機(jī)械系統(tǒng)的基本組成工作裝置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)動力裝置輔助系統(tǒng)駕駛室平臺總成液壓泵2.工程機(jī)械系統(tǒng)的基本組成工作裝置回轉(zhuǎn)行走液壓動力裝15操作人員指令

操縱控制系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)

行走系統(tǒng)

動力系統(tǒng)（發(fā)動機(jī)）

執(zhí)行系統(tǒng)(工作裝置)地面條件

工作介質(zhì)

底盤部分工程機(jī)械系統(tǒng)基本組成及其相互關(guān)系操作人員指令操縱控制系統(tǒng)傳動系統(tǒng)行走系統(tǒng)動力系統(tǒng)執(zhí)161.動力系統(tǒng)功能:為機(jī)械系統(tǒng)提供所需的動力及能源。工程機(jī)械的動力裝置以柴油發(fā)動機(jī)為主。1.動力系統(tǒng)功能:為機(jī)械系統(tǒng)提供所需的動力及能源。172.傳動系統(tǒng)功能:改變機(jī)械運(yùn)行速度、運(yùn)動規(guī)律及方向，并將發(fā)動機(jī)的動力以最有效的方式傳遞給行走機(jī)構(gòu)和工作裝置。工程機(jī)械的主要傳動類型包括機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、液壓傳動和電傳動等四種形式。2.傳動系統(tǒng)功能:改變機(jī)械運(yùn)行速度、運(yùn)動規(guī)律及方向，并將發(fā)183.行走系統(tǒng)功能:承擔(dān)整機(jī)重量，提供足夠的牽引力，傳遞和承受地面作用于行走機(jī)構(gòu)的力和力矩，并吸收振動、沖擊以保證機(jī)械的正常行駛。行走系統(tǒng)主要有輪式和履帶式兩種類型。3.行走系統(tǒng)功能:承擔(dān)整機(jī)重量，提供足夠的牽引力，傳遞和承194.操縱控制系統(tǒng)功能：使機(jī)械能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，使工作裝置能夠完成所要求的作業(yè)。工程機(jī)械的操縱控制系統(tǒng)一般包括底盤操縱系統(tǒng)和工作裝置操縱系統(tǒng)兩個(gè)部分。功能:利用機(jī)械系統(tǒng)的動力改變作業(yè)介質(zhì)的狀態(tài)、形狀、位置或性質(zhì)。主要包括各種類型的工作裝置及機(jī)構(gòu)。5.執(zhí)行系統(tǒng)4.操縱控制系統(tǒng)功能：使機(jī)械能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，使工作裝置能203.本課程學(xué)習(xí)目的了解現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理念、基本原理及方法；掌握工程機(jī)械底盤組成、分類、各部件的構(gòu)造和工作原理；了解各種工程機(jī)械基本組成以及工作原理；了解各種工程機(jī)械及設(shè)備的主要發(fā)展趨勢；為工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.本課程學(xué)習(xí)目的了解現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理念、基本原理及方法；21工程機(jī)械工作裝置動力裝置底盤第一篇工程機(jī)械底盤構(gòu)造工作裝置動力裝置底盤第一篇工程機(jī)械底盤構(gòu)造22第一節(jié)工程機(jī)械底盤分類方式按照行駛裝置結(jié)構(gòu)不同分為輪式底盤和履帶式底盤，或輪式車輛和履帶式車輛兩大類。按傳動形式分為機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、液壓傳動和電動輪式四種。第一章工程機(jī)械底盤概述和分類第一節(jié)工程機(jī)械底盤分類方式按照行駛裝置結(jié)構(gòu)不同分為輪式底23如圖所示的輪式裝載機(jī)分為工作裝置、動力裝置和底盤三大部分。工作裝置1固定在前車架，發(fā)動機(jī)9固定在后車架上，前后車架通過中央鉸銷連成整體。裝載機(jī)底盤除了車架外，還包括傳動系、輪式行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系等部分。如圖所示的輪式裝載機(jī)分為工作裝置、動力裝置和241、傳動系：傳遞動力給行駛系的驅(qū)動車輪和其他輔助裝置，主要部件包括液力變矩器8、行星齒輪變速器14、萬向傳動裝置、前后驅(qū)動橋12和15。2、行駛系：支承整車的重量和載荷，并保證車輛正常行駛和作業(yè)。主要部件包括車架5、前后車橋12和15、前后車輪以及連接車架及車橋的懸掛裝置等。3、轉(zhuǎn)向系：改變和保持車輛的行駛方向。主要部件包括帶方向盤的轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動裝置等組成。4、制動系：降低和穩(wěn)定車速，以及在不使用車輛時(shí)實(shí)現(xiàn)停車制動。包括中央制動器或手制動器，以及輪邊制動器或腳制動器等。1、傳動系：傳遞動力給行駛系的驅(qū)動車輪和其他25工程機(jī)械與車輛26履帶式底盤和輪式底盤一樣也具有4個(gè)系統(tǒng)，但在構(gòu)造組成和行駛原理上有些差別。履帶式底盤通過不停地卷繞履帶實(shí)現(xiàn)行走；履帶式底盤傳動系無差速器，而存在轉(zhuǎn)向離合器以及帶式制動器。履帶式底盤和輪式底盤一樣也具有4個(gè)系統(tǒng)，但在27減速增扭以某運(yùn)輸車為例，該車總重量為200KN，最小滾動阻力約為3.0KN（瀝青路面上行駛，約為1.5％機(jī)械總重量的滾動阻力），假設(shè)采用車用增壓柴油機(jī)OM401LA，其所能產(chǎn)生的最大扭矩為1KN×m左右（轉(zhuǎn)速為1200r/min時(shí)），假設(shè)此扭矩直接傳給驅(qū)動輪，則驅(qū)動輪可能得到的牽引力僅為2KN。即使能啟動，該柴油機(jī)在發(fā)出最大功率150KW以上時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速為1500r/min以上，假設(shè)將發(fā)動機(jī)及驅(qū)動輪直接連接，則此時(shí)該運(yùn)輸車輛的行駛速度為280km/h以上。第二節(jié)傳動系功用減速增扭以某運(yùn)輸車為例，該車總重量為200KN，最小滾動阻力28變速變扭工程機(jī)械的使用條件，如負(fù)荷大小、路面狀況等都在較大范圍內(nèi)變化，這就要求工程機(jī)械牽引力和速度應(yīng)有足夠的變化范圍。而發(fā)動機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩的變化不大，汽油機(jī)扭矩適應(yīng)性系數(shù)（表示最大功率時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及最大轉(zhuǎn)矩時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之比）僅為1.15～2.0，且功率及燃油消耗率的變化卻很大，因而保證發(fā)動機(jī)功率較大而燃油消耗率較低的曲軸轉(zhuǎn)速范圍（即有利轉(zhuǎn)速范圍）較窄。為了使發(fā)動機(jī)能保持在有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，而車輛牽引力和速度又能在足夠大的范圍內(nèi)變化，應(yīng)使傳動系的傳動比i（發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速之比）應(yīng)具有足夠大的變化范圍，即傳動系應(yīng)起變速作用。通過變速作用，滿足了工程機(jī)械的動力性和經(jīng)濟(jì)性要求。第二節(jié)傳動系功用變速變扭工程機(jī)械的使用條件，如負(fù)荷大小、路面狀況等都在較大范29實(shí)現(xiàn)車輛倒駛發(fā)動機(jī)不能反向旋轉(zhuǎn)。因此傳動系能使驅(qū)動輪反向旋轉(zhuǎn)。結(jié)合或中斷動力短時(shí)間切斷動力：發(fā)動機(jī)只能在無負(fù)荷情況下起動，而且起動后的轉(zhuǎn)速必須保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上，否則可能熄火；變換傳動系檔位時(shí)，也需中斷動力。長時(shí)間切斷動力：不熄火停車；高速行駛的車輛，可利用慣性實(shí)現(xiàn)長距離滑行，傳動系應(yīng)能長時(shí)間保持在中斷傳動狀態(tài)。差速作用轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，左右車輪所滾過的距離不同，應(yīng)使兩車輪轉(zhuǎn)速不同。第二節(jié)傳動系功用實(shí)現(xiàn)車輛倒駛發(fā)動機(jī)不能反向旋轉(zhuǎn)。因此傳動系能使驅(qū)動輪反向旋轉(zhuǎn)30傳動系基本類型機(jī)械傳動液力機(jī)械傳動液壓傳動電動輪式第三節(jié)傳動系類型機(jī)械傳動優(yōu)點(diǎn)成本低廉傳動效率高傳動準(zhǔn)確利用慣性機(jī)械傳動缺點(diǎn)負(fù)荷沖擊大有級變速換檔動力中斷操縱費(fèi)力傳動系基本類型機(jī)械傳動液力機(jī)械傳動液壓傳動電動輪式第三節(jié)31液力機(jī)械傳動優(yōu)點(diǎn)

自動適應(yīng)載荷能力強(qiáng)操縱方便沖擊小，使用壽命長機(jī)械起步性能和通過性能高液力機(jī)械傳動缺點(diǎn)效率略低結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高液壓傳動優(yōu)點(diǎn)

無級變速

操縱方便

可實(shí)現(xiàn)制動任意半徑轉(zhuǎn)向液壓傳動缺點(diǎn)

價(jià)格貴

噪聲大液力機(jī)械傳動優(yōu)點(diǎn)自動適應(yīng)操縱方便沖擊小，機(jī)械起步性能液力32湘電集團(tuán)220t自卸車（2000w以上）太原重工55m3電動鏟（1億以上）北理工純電動客車（100w左右）特斯拉電動車（100w）湘電集團(tuán)220t自卸車（2000w以上）太原重工55m3電動33BAGGER系列斗輪式挖掘機(jī)，1978年由德國KRUPP公司研制（第一臺型號為288，直到293，共研制了六臺），12條履帶BAGGER系列斗輪式挖掘機(jī)，1978年由德國KRUPP公司34第四節(jié)傳動系布置方案前置后驅(qū)動（FR）：主要用于貨車、部分客車和部分高級轎車。傳統(tǒng)的布置形式，優(yōu)點(diǎn)：軸荷分配均勻（即汽車的前后軸承擔(dān)重量比較平衡，一般情況下，汽車后軸可承擔(dān)約47%的車身重量），以后輪驅(qū)動的汽車在陡坡或連續(xù)彎道中能獲得較佳的操控性能；缺點(diǎn)：傳動部件多，貫穿乘坐艙的傳動軸占據(jù)了艙內(nèi)的地臺空間第四節(jié)傳動系布置方案前置后驅(qū)動（FR）：主要用于貨車、部35第四節(jié)傳動系布置方案前置前驅(qū)動（FF）：現(xiàn)代小、中型轎車普遍采用的布置方案（上世紀(jì)中期由法國雪鐵龍公司發(fā)明）。優(yōu)點(diǎn)：降低了車廂地臺高度，抗側(cè)滑的能力較強(qiáng)（前輪大約承擔(dān)62%的車身重量，驅(qū)動輪所獲得抓地力較大）；缺點(diǎn)：前軸兼具驅(qū)動和轉(zhuǎn)向，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件惡劣。另外上坡時(shí)重心后移，前輪抓地力不足，下坡時(shí)