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履带搬运车传动系统设计与匹配
师永强穆希辉'杜峰坡来升
I军械工程学院石家庄0500032总装备部军械技术研究所石家庄050003
摘要:根据整车爬坡、最低车速、最高车速等性能指标,对发动机与变速箱进行匹配设计。通过动力性
能分析,得到了最大爬坡度、最高车速等指标,满足设计要求,其对该传动系统的进一步研究具有指导意义。
关键词:履带搬运车;传动系统;动力性;设计
中图分类号:THI241文献标识码:A文章编号:1001-0785(2010)09-0016-03
Abstract In this paper, matching design is conducted to the engine and gear box in accordance with the performance
indexes such as vehicle grade ability, minimum speed, maximum speed and so on. Through the dynamic property analysis
indexes such as the maximum grade ability, maximum speed and so on are obtained which meet the design requirements
and it is instructive to the further study on this transmission system
Keywords: crawler carrier; transmission system; dynamic property; design
小型履带搬运车(以下简称“履带搬运车”)车的作业能力与基本性能指标如下:重量500kg
主要解决山地、丛林、沙漠等野外各种复杂地形最大运输荷载1000kg,长ⅹ宽×高1600mx
环境物资裝卸搬运问题,是一种对托盘、集装化1000mx1200mm,满载最大行驶速度10km/h,
单元、非集装化单元、器材箱等物资进行短途装满载爬坡最低速度3km/h,满载最大爬坡能力
卸搬运的作业机械。日前国外的一些搬运车制造30°
商,如英国的TCP、新西兰的MCG、德国的瓦克、
传动系统的设计关键点
美国的盖尔等公同都相继制造了履带搬运车辆,
(1)该车用于野外复杂环境作业,故要求其
并已系列化,但车速均小于4km/h,不能适应野传动系统具有良好的操纵性
外复杂路况的高效机动作业和高低温环境,而国
(2)为保证其在山地、丛林、沙漠等野外各
内尚无相关产品。
种复杂地形环境和高低温环境行驶作业性能,要
为提高履带搬运车野外行驶机动性和作业高求其具有高可靠性
效性,本文对履带搬运车传动系统进行匹配设计。
(3)自重较小,承载能力较高,要求传动系
1传动系统设计构思与方案
统具有高功率密度。
考虑以上要求,传动系统采用动力装置后置、
由于履带搬运车要实现在各种复杂环境自如发动机横置,该布置方案可有效降低底盘高度,
前进、后退、转向、跨越障碍物、高速行驶、低减小车身长度,有利于作业稳定性和行驶的机动
速叉装货物。因此,其传动系统总体方案设计的性。变速机构采用电子控制机械式自动变速器
好坏直接决定设计的成败。本文所研究履带的0発
传动系统结构简图如图1所示。皮带主
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《起重运输机被》2010(9
与发动机曲轴连接,从动轮通过传动轴与齿轮变
速箱相连,变速箱输出轴通过轮边减速器与履带
驱动轮连接。具体动力传递路线:发动机曲轴一
30Z
皮带主动轮一皮带一皮带从动轮一变速箱一轮边
减速器一履带驱动轮。通过皮带张紧机构控制
0
皮带张紧,从而控制动力的输出;通过增设轮边
00100015002000250030003500
n/(rmin 1)
减速器,增大输出扭矩,提高整车的爬坡能力。
图2柴油机外特性曲线
2.2传动比的确定
初选驱动轮工作半径r。,则传动系统的最小
传动比和最大传动比分别为
图1传动系统简图
0.377
1.发动机2.皮帯传动3.变速箱4.转向机构
5.轮边减速器6.履带驱动轮
=0.377
max
2传动系统设计2-
式中n。一额定转速,r/min
发动机选择
一驱动轮动力半径,m
目前对于内燃车辆的行驶功率计算,尚无统
将减速器的总传动比分配给各减速传动部
完善的方法,通常是综合考虑低速挡的最大爬分,即
坡度及高速挡的最大行驶速度来计算车辆行驶时
内燃机的最大功率。
b2
当履带搬运车的驱动力等于地面的行驶阻力,
履帯搬运车匀速行驶。履带搬运车水平路面上最
高车速行驶时的发动机功率
mg.fi
600
)式中,w,g,a,…,n为各挡的变速传动比,
式中mー-履带总质量,kg
i。为前传动比,i为后传动比
一最高车速
通常先确定高速运输挡的变速箱传动比,以
滚动阻力系数
求得前、后传动比。在有直接挡的变速箱中,可
mr一传动效率
取n=1;在无直接挡的结构中,通常最高挡为超
爬坡时发动机的功率
速挡,一般n=0.6~0.8,此处选择变速箱的高
mg( fcosa +sina)z
速挡为直接挡。
36001
(2
在分配。和ら时,力求使ら>i,以提高前传
式中
最低车速
动转速,降低传动机构的转矩,从而减小传动系
a-坡道角度,(°
统的体积和质量,减小操纵力。在具体分配时
分析2种工况,由于履带搬运车的最大行驶按后传动的布置草图,先确定。所选的立值,
速度较低,在水平硬路面上的行驶功率并非行驶应确保轮边减速器被壳体和履带所包络,履帯底
所需的最大功率,爬坡时所需的功率更大。为保盘有合适的轨距和轮距。为满足履带搬运车的总
证履带搬运车的最大爬坡度,取发动机的功率体设计要求,取前传动比=1.5,轮边减速器传
P.=11kW。
动比i=8
査询柴油机参数,选用11kW的双缸风冷立
变速箱挡位数直接影响车辆的动力性和燃油
式柴油机,其外特性曲线如图2所示。
经济性。挡位多,则发动机经常工作在最大功率
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