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1、第十一章 轮式机械行走系9/19/2022轮式机械行走系1本讲稿第一页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系2行驶系的功用行驶系的功用把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力；承把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力；承受车辆所受外界力和力矩，保证工程车辆正常行驶。受车辆所受外界力和力矩，保证工程车辆正常行驶。FtFb本讲稿第二页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系3缓冲缓冲缓冲缓冲减振减振减振减振传力传力传力传力传递车轮与车架之传递车轮与车架之传递车轮与车架之传递车轮与车架之间的作用力间的作用力间的作用力间的作用力支承及支承及支承及支承及承受各种载荷承受各种载荷承受各
2、种载荷承受各种载荷车架车架边梁式车架边梁式车架边梁式车架边梁式车架中梁式车架中梁式车架中梁式车架中梁式车架悬架悬架驱动桥驱动桥驱动桥驱动桥转向桥转向桥转向桥转向桥转向驱动桥转向驱动桥转向驱动桥转向驱动桥支承桥支承桥支承桥支承桥独立悬架独立悬架独立悬架独立悬架非独立悬架非独立悬架非独立悬架非独立悬架铰接式车架铰接式车架铰接式车架铰接式车架车桥车桥车轮车轮刚性悬架刚性悬架刚性悬架刚性悬架11-1行走系的组成行走系的组成本讲稿第三页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系4一、车架一、车架n功用：固定并支承工程车辆部件。功用：固定并支承工程车辆部件。本讲稿第四页，共五十四页9/19/2022轮式
3、机械行走系5边梁式车架边梁式车架本讲稿第五页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系6中梁式车架中梁式车架1 1、连接桥、连接桥 2 2、中央脊梁、中央脊梁3 3、分动器壳、分动器壳 5 5、前悬架扭杆弹簧、前悬架扭杆弹簧 6 6、前脊梁、前脊梁 8 8、前桥壳、前桥壳 9 9、发动机前托架、发动机前托架 1111、中桥壳、中桥壳1313、后桥壳、后桥壳 4 4、驾驶室后部及货箱副梁前部托架、驾驶室后部及货箱副梁前部托架 7 7、发动机后部及驾驶室前托架、发动机后部及驾驶室前托架 1010、连接货箱副梁的托梁、连接货箱副梁的托梁 1212、后悬架的钢板弹簧、后悬架的钢板弹簧 1414、连接
4、货箱副梁的托架、连接货箱副梁的托架 本讲稿第六页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系7铰接式车架铰接式车架本讲稿第七页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系8二、车桥二、车桥功用：功用：传递车架与车轮之间的各个方向的作用力。传递车架与车轮之间的各个方向的作用力。分类：分类：整体式整体式根据悬架不同根据悬架不同断开式断开式根据车轮作用：根据车轮作用：转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支承桥转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支承桥本讲稿第八页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系9转向桥转向桥功用：功用：利用转向节的摆动使车轮偏转一利用转向节的摆动使车轮偏转一定的角度以实现车辆的转向，且承
5、受一定的角度以实现车辆的转向，且承受一定的载荷。定的载荷。性能要求：性能要求：强度、刚度大；定位角、转强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。向角正确；质量小。组成：组成：前轴、转向节、主销、轮毂前轴、转向节、主销、轮毂本讲稿第九页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系10转向桥结构：转向桥结构：本讲稿第十页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系11转向桥结构（二）本讲稿第十一页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系12驱动桥驱动形式的表示方法：用车辆车轮数驱动形式的表示方法：用车辆车轮数驱动轮数驱动轮数如：如：4242；4444；6666；6464三轮车后轴驱动：三轮车后
6、轴驱动：3232本讲稿第十二页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系13转向驱动桥转向驱动桥功用：功用：驱动驱动车辆行驶，车辆行驶，并在转向时，并在转向时，引导车轮偏引导车轮偏转，完成转转，完成转向。向。本讲稿第十三页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系14三、悬挂三、悬挂组成：组成：是车架与车桥之间传力，连接装置的总称。是车架与车桥之间传力，连接装置的总称。减震器减震器加快振动的衰弱。加快振动的衰弱。弹性元件弹性元件承受和传递垂直载荷，减小路面的冲承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击击导向装置导向装置传递纵向力、侧向力及其力矩，并保传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相证车轮相
7、对于车身有正确的运动关系。对于车身有正确的运动关系。作用：作用：吸收冲击和振动，改善在不平路面上行驶的平稳性；传力；连接桥和车架。本讲稿第十四页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系15在工程机械中，低压宽基轮胎能起良好的吸振缓冲作用。所以有的工程机械不设悬挂。但是，行驶速度超过35km/h的工程机械，要有弹性悬挂。车桥与车架作刚性连接，悬架不能缓和吸收振动，只适宜用于低速车辆，一般不超过35Km/h1 1、刚性悬挂、刚性悬挂/悬挂分类悬挂分类本讲稿第十五页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系16刚性悬挂有两种连接形式：（）用螺栓直接将桥固定在车架上（）车桥通过副车架和水平销铰接
8、于主车架下面，使桥可以摆动，适应不平路面，称为平衡刚性悬架。轮式工程机械行驶速度低，采用为弹性较大的低压宽基轮胎，一般采用刚性悬架或平衡刚性悬架。本讲稿第十六页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系17能吸收并缓和冲击振动，为高速车辆使用。（）钢板弹簧；（）油气弹簧（）螺旋弹簧加减振器2 2、弹性悬挂、弹性悬挂本讲稿第十七页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系18独立悬架：每一侧车轮单独独立悬架：每一侧车轮单独通过悬架与车架相连，每个通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上下跳动而互不车轮能独立上下跳动而互不影响。影响。非独立悬架：非独立悬架：左右车轮安装在左右车轮安装在一根整体车桥
9、两端，车桥则通一根整体车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。过弹性元件与车架相连。车桥车桥弹性元件弹性元件车架车架断开式车桥断开式车桥本讲稿第十八页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系19非独立悬架v特点：结构简单、工作可靠特点：结构简单、工作可靠v应用：货车、客车的前后悬架，后悬架应用：货车、客车的前后悬架，后悬架.工程用车辆。工程用车辆。v举例：板簧非独立悬架（单个板簧、双板簧）举例：板簧非独立悬架（单个板簧、双板簧）螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架（可实现车身高度自动调节少用）空气弹簧非独立悬架（可实现车身高度自动调节少用）油气弹簧非独立悬架（矿用自卸车）
10、油气弹簧非独立悬架（矿用自卸车）本讲稿第十九页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系20弹性元件弹性元件/钢板弹簧钢板弹簧作用：作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。作用。结构：结构：钢板弹簧钢板弹簧套管套管螺栓螺栓螺母螺母中心螺栓中心螺栓卷耳卷耳弹簧夹弹簧夹本讲稿第二十页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系21单片弹簧和少片弹簧单片弹簧和少片弹簧特点：特点：断面尺寸延长度方向变化；断面尺寸延长度方向变化；减轻重量，节约材料。减轻重量，节约材料。本讲稿第二十一页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系22钢板弹簧的安装在弹簧片
11、之间涂上较稠的润滑剂，可以减少磨损在弹簧片之间夹入塑料垫片，可减少噪声。弹簧片之间的摩擦力可起到衰减振动和导向的作用。本讲稿第二十二页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系23板簧与车架的连接板簧与车架的连接本讲稿第二十三页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系24螺旋弹簧螺旋弹簧制造：制造：用弹簧钢棒料卷制而成。用弹簧钢棒料卷制而成。特点：特点：无需润滑、抗污染、安装所需空间无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。小、质量轻。性能：性能：没有减振作用，必须另加减振器。没有减振作用，必须另加减振器。用途：用途：常用于独立悬架常用于独立悬架本讲稿第二十四页，共五十四页9/19/20
12、22轮式机械行走系25应用：应用：弹簧套在减振器外边，节省了安装空间，空余的大量空间便于安装发动机本讲稿第二十五页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系26油气弹簧油气弹簧特点：特点：以空气和油液作为以空气和油液作为工作介质。具有可工作介质。具有可变刚度特性，需加变刚度特性，需加装导向装置和减振装导向装置和减振器器油气不分割式油气不分割式油气分隔式油气分隔式本讲稿第二十六页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系27减振器减振器功用：功用：加速车架与车身振动的衰减，改善车辆行驶的平加速车架与车身振动的衰减，改善车辆行驶的平顺性。顺性。原理：原理：当车辆振动时，减振器壳体当车辆振动时，
13、减振器壳体内的油液反复从一个内腔通过一些内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔，同时，窄小的空隙流入另一内腔，同时，摩擦力便把振动能量转化为热能，摩擦力便把振动能量转化为热能，被油液、减振器吸收后散失到大气被油液、减振器吸收后散失到大气中。中。弹性元件弹性元件减振器减振器车架车架车桥车桥本讲稿第二十七页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系28性能要求性能要求u在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。u在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减在悬架伸张行程，减
14、振器阻尼力应大，以求迅速减振。振。u在车桥与车架相对速度过大时，减振器应当能自动加在车桥与车架相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，避免过大的冲击载荷。避免过大的冲击载荷。本讲稿第二十八页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系29减振器分类双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器单向作用筒式减振器（伸张行程）单向作用筒式减振器（伸张行程）本讲稿第二十九页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系30双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器结构：结构：伸张阀伸张阀流通阀流通阀压缩阀压缩阀补偿阀补偿阀活
15、塞杆活塞杆防尘罩防尘罩活塞活塞储油钢桶储油钢桶导向座导向座本讲稿第三十页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系31双向筒式工作原理双向筒式工作原理压缩行程：压缩行程：车轮靠近车车轮靠近车架架容积减少，油压升容积减少，油压升高，油液打开流通高，油液打开流通阀，经过流通阀流阀，经过流通阀流入上腔。入上腔。由于上腔容积由于上腔容积被活塞杆用去被活塞杆用去部分空间，所部分空间，所以油液一部分以油液一部分油液打开压缩油液打开压缩阀流入储油缸阀流入储油缸由于各阀门的节由于各阀门的节流作用，便造成流作用，便造成对悬架压缩运动对悬架压缩运动的阻力，使振动的阻力，使振动能量衰减。能量衰减。本讲稿第三十一页
16、，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系32伸张行程伸张行程车轮下跳，减振器车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移受拉伸活塞上移上腔容积减少，上腔容积减少，油压升高，油液油压升高，油液推开伸张阀，流推开伸张阀，流入下腔。入下腔。由于活塞杆占去一定空间，由于活塞杆占去一定空间，所以自上腔流入的油液不所以自上腔流入的油液不足以充满下腔容积的增加。足以充满下腔容积的增加。储油缸中油液推开补偿阀储油缸中油液推开补偿阀流入下腔补充。流入下腔补充。由于各阀门的节流作用，由于各阀门的节流作用，便造成对悬架伸张运动的便造成对悬架伸张运动的阻力，使振动能量衰减。阻力，使振动能量衰减。本讲稿第三十二页，共五十四页9/
17、19/2022轮式机械行走系33减振器工作过程减振器工作过程伸张阀弹簧的刚度和预紧力伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大，在同样油压比压缩阀的大，在同样油压作用下，伸张行程产生阻尼作用下，伸张行程产生阻尼力远大于压缩行程的阻尼力。力远大于压缩行程的阻尼力。本讲稿第三十三页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系34四、车轮与轮胎v车轮和轮胎的功用车轮和轮胎的功用v车轮与轮胎的种类车轮与轮胎的种类v轮胎的表示方法轮胎的表示方法本讲稿第三十四页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系35车轮的组成轮毂轮毂轮辋轮辋轮辐轮辐轮毂轮辋轮辐本讲稿第三十五页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走
18、系36轮辋平底式：适用于较硬的轮胎，应用较多。平底式：适用于较硬的轮胎，应用较多。可拆式：适用于宽胎，可拆卸。可拆式：适用于宽胎，可拆卸。用于安装轮胎用于安装轮胎本讲稿第三十六页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系37轮胎v轮胎的分类：轮胎的分类：按结构分：有内胎、无内胎两种按结构分：有内胎、无内胎两种按充气气压分：超低压、低压、高压三种按充气气压分：超低压、低压、高压三种v轮胎的结构：外胎、内胎、垫带轮胎的结构：外胎、内胎、垫带本讲稿第三十七页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系38胎面花纹普通花纹普通花纹混合花纹混合花纹越野花纹越野花纹本讲稿第三十八页，共五十四页9/19/
19、2022轮式机械行走系39轮胎规格的表示方法v高压胎高压胎DB（少用）（少用）v低压胎的表示方法低压胎的表示方法B-d“”表示一件式轮辋、高压；表示一件式轮辋、高压；“”表示多件式轮辋表示多件式轮辋、低压、低压p标准断面有内胎式：标准断面有内胎式：10.0020其直径近似计为：其直径近似计为：d+2B（1in=25.4）p宽基轮胎：宽基轮胎：26.52527.533本讲稿第三十九页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系40轮胎型号195/60 R 14 85 H轮胎截面宽度轮胎截面高宽比子午线轮胎标志轮辋直径负载系数车速级别标志本讲稿第四十页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系4
20、1内容有：内容有：转向轮外倾转向轮外倾转向轮前束转向轮前束主销后倾主销后倾主销内倾主销内倾n对前轮转向的整体式车架的工程机械及工程用汽车：转向轮、转向节和桥梁三者之间的位置关转向轮、转向节和桥梁三者之间的位置关系，通过定位参数来保证，合理的定位才能保证系，通过定位参数来保证，合理的定位才能保证车辆车辆转向轻便、行驶稳定、减少轮胎和机件的磨损转向轻便、行驶稳定、减少轮胎和机件的磨损等。等。转向轮定位转向轮定位11-2 整体车架的转向轮定位整体车架的转向轮定位本讲稿第四十一页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系42n当机械水平停放时，当机械水平停放时，在其横向垂面内，在其横向垂面内，车轮向
21、外倾斜的现车轮向外倾斜的现象。外倾角象。外倾角（11左左右）右）。转向轮外倾转向轮外倾本讲稿第四十二页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系43转向轮外倾转向轮外倾假设空车正好垂直路面，则满载时：n车桥变形而内倾n主销与衬套，轴承与轮毂处的间隙，内倾。n内倾后，路面反力的轴向分力使轮毂压向外端小轴承，磨损间隙增大后，内倾更厉害，可能车轮松脱。n采取措施：在制造有关零件时预先使前轮有一定的外倾角 ，一般为1左右。本讲稿第四十三页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系44转向轮外倾作用转向轮外倾作用1、使轮胎能够均匀磨使轮胎能够均匀磨损。损。当车空载时，轮当车空载时，轮胎外缘与路面接触
22、，胎外缘与路面接触，当车载货时，在车重当车载货时，在车重的作用下车轮垂直于的作用下车轮垂直于路面。路面。2、减轻轮毂外轴承、减轻轮毂外轴承的负荷的负荷3、转向轻便、转向轻便本讲稿第四十四页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系45转向轮前束转向轮前束安装前轮时，在同一轴上的两端车轮旋安装前轮时，在同一轴上的两端车轮旋转平面不平行，前端略向内束的现象。转平面不平行，前端略向内束的现象。本讲稿第四十五页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系46转向轮前束转向轮前束v前轮外倾后，滚动类似滚锥现象，向外拉开，有外滚趋势，边滚边滑，加速了轮胎的磨损。v措施：在制造时，使两个转向轮前缘之间的距
23、离B小于后缘距离A来保证。使车有内滚趋势，与外滚趋势互相抵消，从而保证车轮的正向行驶。本讲稿第四十六页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系47转向轮前束的作用转向轮前束的作用n能消除前轮外倾所产生的边滚边滑现象，减小轮胎磨损，能消除前轮外倾所产生的边滚边滑现象，减小轮胎磨损，保证车轮直线行驶。（AB）称）称为前束值为前束值 一一般前束值为般前束值为012mm调节横拉杆来调调节横拉杆来调节车轮前束节车轮前束本讲稿第四十七页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系48主销内倾主销内倾l主销的上部在横向平面内向内倾斜一个角度，一般不大于8。制造时，将前轴梁端部的主销孔上端向内倾斜形成。本
24、讲稿第四十八页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系49主销内倾作用主销内倾作用 1、使驾驶员转向轻便。、使驾驶员转向轻便。主销轴线与地面交点及车轮主销轴线与地面交点及车轮与地面交点间距离与地面交点间距离C变小，变小，转向阻力矩则减小了。转向阻力矩则减小了。本讲稿第四十九页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系50主销内倾的作用主销主销 内倾角有使车轮自内倾角有使车轮自动回正的作用动回正的作用车轮绕主销旋转车轮绕主销旋转180后的状态后的状态2、保持车辆直、保持车辆直线行驶的稳定性。线行驶的稳定性。自动回正作用自动回正作用机身上抬，机身上抬，机械本身的重力机械本身的重力使转向轮回复
25、到使转向轮回复到原来中间位置原来中间位置使车轮自动回正使车轮自动回正本讲稿第五十页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系51主销后倾主销后倾n装在前轴上的主销，上端向后倾斜的现象。装在前轴上的主销，上端向后倾斜的现象。n主销轴线与垂线间的夹角，即为主销后倾角，一般为15。采用宽基的低压轮胎可减小后倾角。本讲稿第五十一页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系52主销后倾作用：主销后倾作用：主销后倾角主销后倾角主销后倾角有主销后倾角有使车轮自动回使车轮自动回正的作用正的作用车辆直线行驶时，车辆直线行驶时，当转向轮的偶然当转向轮的偶然受到外力作用而受到外力作用而稍有偏转时，能稍有偏转时，
26、能产生回正作用产生回正作用。使转弯后易回正。使转弯后易回正。本讲稿第五十二页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系53n使转弯后易回正。转弯时，车辆产生离使转弯后易回正。转弯时，车辆产生离心力，此力经车轮作用于地面，地面给心力，此力经车轮作用于地面，地面给车轮以反力，此反力对主销轴线产生力车轮以反力，此反力对主销轴线产生力矩，此力矩与转向方向相反。使车轮易矩，此力矩与转向方向相反。使车轮易于回到中间位置。于回到中间位置。本讲稿第五十三页，共五十四页9/19/2022轮式机械行走系54习习题题1.转向桥与转向驱动桥在构造和用途上的主要区别是什么?2.对整体式车架的车辆，何为其转向轮定位，有什么功能？3.对轮胎式工程机械，何种情况下宜采用刚性悬挂，何种情况下宜用弹性悬挂？本讲稿第五十四页，共五十四页