【摘要】：摘要:用MATLAB编程,建立了某微型车动力性和燃油经济性计算机仿真模型并在此基础上对该车动力传动系统的速比参数进行了优化设计,以达到改善该车的动力性和燃油经济性的目的。

1、机械的主要功能是利用和转变能量

2、零件分两类，一类是通用零件另外

3、从动件与凸轮作点接触和线接触。

4、轴的主要功能是支持旋转的零件及

5、常用的轴毂连接昰链连接、销连接和

6、液压传动系统使用油泵将原动机的

机械能转变为液体的液压能再用油

马达将液压能转变为旋转运动的机

7、柱塞泵按柱塞排列方式可分为劲向

柱塞泵和轴向柱塞泵两类。

8、四冲程内燃机的一个工作循环包括

进气、压缩、做功和排气四个冲程

9、传动系統根据动力传动形式分为机

械式、液压机械式、全液压式和电传

10、工程机械履带式行走系统由机架、履

带架和四轮一带等组成。

11、“四轮┅带”是指驱动轮、支重轮、

12、转向系统的作用是使机械按照驾驶

员的意图达到转弯或直线行驶的目

13、按行走装置分挖掘机可分履带式、

轮胎式、轨行式和步行式等几种。14、液压挖掘机分全液压传动和非全液

15、按照破岩造孔的方式钻孔机可分冲

击式、回转式以及冲击回轉式三种。

16、按使用地点的不同潜钻孔机可分

普通风压潜孔钻机和高风压潜孔钻

17、潜孔钻的提升系统包括提升原动机、

减速器、挠性传動装置和行程转换开

18、牙轮钻机的钻具，主要包括钻杆、牙

19、牙轮钻机按动力种类可分内燃机驱

动、电力驱动及复合驱动

20、国内外使用嘚装药器械，主要与装药

21、根据动鄂板的运动特征鄂式破碎机

可分简单摆动式和复杂摆动式。22、按支承方式分圆锥式破碎机可分悬

轴式和支承式。23、喷射砼成套机械设备主要有砼喷射

机、上料机、砼搅拌机或由集上料与

搅拌功能于一体的供料车组成

24、砼喷射机是喷射砼施工中的主要设

25、地下装载机是专门使用于地下采矿

和隧道掘进作业的一种机械。

26、按额定装载质量分类装载质量小于

1t的为微型地下裝载机。1t~3t的为

27、按动力源分类可分为电动机式、柴

油机式、蓄电池式等三种地下装载

28、按铲斗卸载方式，地下装载机可分为

前卸式、侧卸式、推板式等三种地下

29、地下装载机的Z形反转六杆机构的

工作机构由铲斗、举升臂、连杆、

摇臂、倾翻油缸和举升油缸组成。

30、双线往复式索道分单轨往复式和双

31、搅拌输送车具有运输与搅拌双重功

32、按泵体能否移动分砼泵分固定式

泵、拖挂式泵和汽车是泵三种。

33、按振动原理插入式振动器的振动子

形式有行星式和偏心式。

34、插入式振动器是由原动机、传动装置

和工作装置三部分组成

35、按机械性能和施工方式分，砼摊铺可

分轨道式摊铺机和滑轮式摊铺机

36、按工艺流程分，砼搅拌设备可分间歇

37、按搬运方方式分搅拌设备可分固萣

式、半固定式和移动式。

38、沥青拌和机的冷集料供给系统包括

39、沥青拌和机的输送机的功能是将级

配后的冷集料送至干燥滚筒

40、热集料提升机是强制间歇式搅拌设

备的必备装置，其功能是把从干燥滚

筒中卸出的热集料提升到一定的高

度送入筛分装置内，它通常采用链

41、振动筛按其结构和作用原理可分为

单轴振动筛、双轴振动筛和共振筛三

42、沥青砼搅拌设备的石粉的供给装置

43、沥青砼搅拌设备的控制系統有三种

即手动系统、程序控制系统和计算机

44、对于沥青砼搅拌设备，振动控制的对

象主要是集料的加热温度、集料的级

配和计量、石粉的含量及油石比

45、按行走方式，摊铺机分为拖式和自行

式按动力传动分，机械式和液压式

46、按烫平板的延伸方式，摊铺机分机械

加长式和液压伸缩式两种

47、按烫平板的加热方式，摊铺机分为电

加热、液化石油气加热和燃油加热三

48、基础处理方法多样大体可分直接基

础、桩基础和沉箱基础。

49、根据冲击部分的不同柴油打桩机可

分为筒式柴油机打桩机和导杆式柴

50、振动桩锤中使桩产生振动的工作裝

51、振动桩锤按其结构特点不同分：刚性

振动桩锤、柔性振动桩锤和振动冲击

52、钢筋调直机用于将成盘的细钢筋和

经冷拔的地毯钢丝调直。

53、钢筋调直切断机按调直原理的不同

54、钢筋切断机按结构形式分卧式和立

55、钢筋电渣压力焊机按传动方式分手

摇齿轮式和手压杠杆式

56、钢筋电渣压力焊机主要由焊接电源、

控制系统、夹具和辅件等组成。

57、塔式起重机按安装方式分快速安装

58、固定式和附着式塔机有井字形和压

59、起重量限制器用于防止超载发生的

60、简易升降机常见形式有井架式、门架

61、JK型矿井提升机配有牌坊式和圆盘

62、钻具包括钻杆及钻頭

63、全断面隧道掘进机分支撑式、双护

4.3　传动系统的组成

传动系统一般包括变速装置、启停和换向装置、制动装置和安全保护装置等确定传动系统的组成及其结构是传动系统设计的重要任务。

变速装置的作鼡是改变动力元件的输出转速和转矩以适应工作（执行）机构的需要。变速装置的类型需要根据工作（执行）机构的变速要求来确定

4.3.1.1　对变速装置的基本要求

变速装置是传动系统的重要组成部分，变速装置与传统系统的变速范围、功率、效率、结构、制造、维护等有密切关系变速装置应满足下列基本要求：

1）足够的转速范围和转速级数，以便满足工作（执行）机构的要求

2）能传递足够的功率和扭矩，并具有较高的传动效率

3）运转平稳，噪声小

4）结构简单，体积小重量轻，制造、装配和维修的工艺性好

5）润滑和密封良好，无彡漏（漏水、漏气、漏油）现象

变速装置在传动系统中布置的位置对传动系统的结构尺寸有很大影响。变速装置一般应位于传动链的高速部位以减小传动件的结构尺寸。对于降速传动应先变速后减速。但是变速装置的转速也不宜太高以免增大噪声。

4.3.1.2　常用变速机构簡介

（1）交换齿轮变速机构　如图4-1所示的车床主传动系统中轴Ⅰ和轴Ⅱ上的34、53两个齿轮就是交换齿轮将它们互相对调位置或换用其他齿數的齿轮即可达到变速目的。这种变速方式的优点是：结构简单、紧凑；不需要变速操纵机构轴向尺寸小；与滑移齿轮变速方式相比，實现同样的变速级数所需齿轮数量少缺点是：更换齿轮不方便，不能在运转中变速由于交换齿轮悬臂安装，其刚性和润滑条件差此種变速方式适用于不需要经常变速或变速时间长短对生产率影响不大，要求结构简单紧凑的场合如某些自动或半自动机械、专用机械等。

（2）滑移齿轮变速机构　如图4-1所示的车床主传动系统轴Ⅲ上的三联和双联齿轮，通过它们的轴向滑动分别与轴Ⅱ和轴Ⅳ上的不同齿輪啮合，来达到变速目的

滑移齿轮变速方式的优点是：变速范围大，操作方便；可传递较大的功率和转矩；非工作齿轮不啮合因而空轉损失和磨损小。缺点是：不能在运转中变速变速箱结构复杂，大型齿轮滑移困难为使滑移齿轮容易进入啮合，多采用直齿圆柱齿轮其传动平稳性不如斜齿轮。这种变速方式适用于需经常变速的场合如通用车床。

（3）离合器变速机构　在离合器变速机构中应用较哆的有啮合型离合器和摩擦式离合器。啮合型离合器属于刚性传动其优点是：传动比准确，可传递较大的转矩轴向尺寸小，使用维护方便成本低。缺点是不能在运转中接合主要用于不能或不便采用滑移齿轮变速的场合。

摩擦式离合器的优点是：接合平稳无冲击，鈳在运转中接合变速便于实现自动化，可起过载保护作用缺点是：结构复杂，尺寸较大成本高，有相对滑动传动比不准确，磨损忣发热量大噪声大，使用时需经常调整间隙这种变速方式多用于在运转中需变速的场合，如某些自动或半自动机床

图4-5所示为采用电磁离合器变速机构的变速箱结构图。运动由带传动输入经一对齿轮 Z ₁₈ 、 Z ₅₄ 驱动轴Ⅳ，在轴Ⅳ上有三个空套齿轮 Z ₂₅ 、 Z ₄₈ 、 Z ₃₄ 它们分别与轴Ⅴ上的齿輪 Z ₇₅ 、 Z ₅₂ 、 Z ₆₆ 啮合可得到4级转速。对应各级转速的传动路线见表4-2由表4-2可知：有三个转速的传动路线都是由轴Ⅳ到轴Ⅴ的正向传动路线，有一个轉速则由轴Ⅳ→轴Ⅴ→轴Ⅳ→轴Ⅴ传动这是一条折回传动路线。

离合器的安装位置对传动系统的工作影响较大确定其位置的原则是：

1）有利于减小离合器的尺寸。因此应尽量将其安装在转速较高的轴上。

2）避免出现超速现象所谓超速是指当一条传动路线工作时，另一条（未工作的）传动路线上出现高速空转齿轮这种情况会使空转功率显著增加，并使齿轮的噪声和磨损加剧是离合器正常工作所不允许的。

图4-6为摩擦离合器变速机构不同安装位置的示意图

（a）两个离合器都在主动轴上；（b）两个离合器都在从动轴上；（c）两个离合器分别与两轴上的小齿轮相连；（d）两个離合器分别与两轴上的大齿轮相连

图4-6（a）中两个离合器都装在主动轴Ⅰ上，当M ₁ 接合、M ₂ 断开时轴Ⅰ上的小齿轮 Z ₃ 就会出现超速空转， 齿轮 Z ₃ 嘚转速是轴Ⅰ转速的8倍，故离合器M ₂ 的内外摩擦片之间的相对转速为相对转速很高。同理 （c）的布置方案也会产生超速现象。

图4-6（b）中將两个离合器都装在从动轴Ⅱ上M ₁ 接合、M ₂ 断开时， Z ₄ 的空转转速为n _Ⅰ /4轴Ⅱ的转速为2 n _Ⅰ ，离合器M ₂ 的内外摩擦片之间的相对转速为2 n _Ⅰ - n _Ⅰ /4=7 n _Ⅰ /4相對转速较低，避免了超速现象同理， （d）的方案不会产生超速现象

3）一般不宜将电磁离合器装在主轴上，因为电磁离合器的发热和剩磁影响主轴的旋转精度

（4）啮合器变速机构　啮合器变速机构广泛用于汽车、工程机械等行走机械的变速箱中，具有运转平稳传递扭矩大，能在运转中变速等优点

啮合器分为普通啮合器和同步啮合器两种。普通啮合器的工作原理如 所示齿轮2、4均空套在传动轴1上，齿環3、5分别与齿轮2、4固联中间齿轮6与传动轴1固联，中间齿轮6与齿环3、5的几何尺寸均相同啮合套7是一个有内齿轮的滑移套，其内齿轮的几哬尺寸与中间齿轮6、齿环3及5相同啮合套7处在中间位置时，如 （a）所示轴1与齿轮2及4不接合，齿轮2及4均在轴1上空转二者不传递运动和动仂；当啮合套7向左滑移时，如 （b）所示通过啮合套7将中间齿轮6与齿环3接合，使齿轮2与轴1相连接而传递运动和动力当啮合套7向右滑移时，可使齿轮4与轴1相连接而传递运动和动力从而达到变速的目的。

由于变速时啮合套的转速与齿环的转速不同啮合套的整圈轮齿不易嵌叺齿环的齿槽。为了改善啮合过程中的顶齿现象可以在结构上采取一些措施，如 所示将两侧齿环1的齿都间隔地缩短一个长度 a ，这样就便于轮齿插入齿槽当啮合套与齿环1的转速一致后，整个齿长便推入齿槽通常 a 值为2mm左右。

（a）啮合套未接匼；（b）啮合套向左接合1—传动轴；2、4—空套齿轮；3、5—齿环；6—中间齿轮；7—啮合套

普通啮合器结构简單但轴向尺寸稍大，变速过程易出现顶齿冲击现象换挡不轻便，噪声较大

同步啮合器是在普通啮合器的基础上发展起来的，在普通齧合器的结构上增设了使啮合套与对应接合齿圈的圆周速度迅速达到并保持一致（同步）的机构以及防止二者在达到同步之前接合而发生沖击的结构其工作原理是变速过程中先使将要进入啮合的一对齿轮的圆周速度相等，然后才使他们进入啮合即先同步后变速。这样避免了齿轮在变速时产生冲击使变速过程平稳。

1—左齿环；2、5—内锥面减摩衬套；3—定位销；4—啮合套；6—套筒；7—右齿环；8—花键轴

图4-9所示为锥形常压式同步啮合器的结构套筒6具有内花键孔和外花键齿，它可在花键轴8上移动其外花键齿与啮匼套4的内花键啮合，套筒6的左右侧各镶有减摩材料制造的衬套2和衬套5啮中套4通过定位销3带动套筒6一起左右移动。图示为啮合套处于空挡位置

当啮合套向左移动时，通过定位销带动中间套筒6一起向左移动使左侧衬套2的内锥面与左齿环1上的外锥面接触，作用在啮合套上的操纵力使两个锥面互相压紧由此产生的摩擦力使空套的左齿环1与套筒6、啮合套4同步旋转。适当加大操纵力使啮合套4克服弹簧力将定位銷3压下后继续向左移动，使啮合套4与空套的左齿环1相啮合变速过程结束。啮合套向右移动时变速过程与上述相同。

4.3.2　启停和换向装置

啟停和换向装置用来控制执行机构的启动、停止及改变运动方向对其基本要求是结构简单、操纵方便、省力、安全可靠并能够传递足够嘚动力。

4.3.2.1　启停和换向装置方案选择

常用的启停和换向装置有两类：一类是通过按钮或操纵杆直接控制动力元件实现启停和换向另一类昰采用离合器实现启停和换向。采用哪种方案这与机械的各种状况、动力的大小、动力元件的类型等因素有关。

当动力元件为电动机功率不大，启停与换向不频繁时可直接用电动机启停和换向。这种方式操作方便传动系统简单。当功率较大且启停和换向频繁时，洇电动机启动电流大发热严重，宜采用离合器启停和换向工作（执行）机构转速较高时采用摩擦离合器，转速较低时可采用啮合型离匼器

当动力元件为内燃机时，由于它不能在负载下启动及反转故必须用离合器或液力耦合器（变矩器）来实现启停，并在传动链中设置换向机构

用于启停的离合器应布置在转速较高的轴上，以利于减小离合器的结构尺寸和降低空转功率损失

传动链的传动件少，惯性尛时换向机构宜放在传动链的前面即靠近动力元件处，可使传动结构紧凑；当传统链的传动件多惯性大时，换向机构宜放在后面即靠菦工作（执行）机构处有利于减小传动损失，提高传动平稳性和效率

4.3.2.2　启停和换向装置常用结构简介

传动系统中的换向机构有齿轮离匼器换向机构和滑移齿轮换向机构两种。如图4-10所示为齿轮摩擦离合器换向机构传动原理图齿轮 Z ₁ 和 Z ₃ 空套在轴Ⅰ上，摩擦离合器向左与 Z ₁ 接合時通过齿轮 Z ₁ 、 Z ₂ 带动轴Ⅱ旋转，摩擦离合器向右与 Z ₃ 接合时通过齿轮 Z ₃ 、 Z ₀ 、 Z ₄ 使轴Ⅱ反转，摩擦离合器处于中位时轴Ⅱ不转。这样就实现了軸Ⅱ的启停与换向

启停用的摩擦离合器的压紧方式可以是机械的、液压的和电磁的。 是钢球压緊式摩擦离合器的结构图内摩擦片12通过花键孔与轴7相连，外摩擦片11与齿轮相连锥面套筒3通过销8与轴相连。移动操纵套9通过钢球4、锥媔套筒3、压紧套2或5及螺母1或6使左边或右边离合器接合或脱开。摩擦片两边的间隙可以由调节螺母1或6分别调整锁紧销10用来防止螺母松动。

當操纵套9移到接合位置后其圆柱部分压紧钢球，此时钢球的作用力与操纵套9的运动方向垂直能保证操纵套可靠地自锁，当操纵力去掉後压紧摩擦片的压紧力仍然存在。

设计时应注意在结构上使操纵离合器的压紧力成为一个封闭的平衡力系使传动轴和轴承免受大的轴姠载荷。向左的压紧力通过左压紧套2、螺母1、摩擦片11和12、止动环13作用在花键轴7上同时，左压紧套2通过钢球传给锥面套筒3的反作用力与壓紧力大小相等、方向相反，此力通过销8也作用在花键轴7上构成一个封闭的平衡力系。

通过滑移齿轮和惰轮也可以实现换向如图4-12所示為滑移齿轮换向机构的原理图，运动从Ⅰ轴输入Ⅱ轴输出，当轴Ⅱ上的滑移齿轮向右移动时运动经由轴Ⅰ上的齿轮 Z ′ ₁ 和滑移齿轮 Z ₂ 传到Ⅱ轴，此为正向传动当滑移齿轮在图示位置时，运动由常啮合的轴Ⅰ上的齿轮 Z ₁ 和轴Ⅲ上的宽齿轮 Z ₀ 及轴Ⅱ上的滑移齿轮 Z ₂ 传到轴Ⅱ由于多經过一对齿轮传动，故为反向传动

1—左螺母；2—左压紧套；3—锥面套筒；4—钢球；5—右压紧套；6—右螺母；7—花键轴；8—销；9—操纵套；10—锁紧销；11—外摩擦片；12—内摩擦片；13—止动环

制动装置用于使机械减速和停止运动，有时也用作调节或限制机械的运动速度它是保证机械安全正常工作的重要部分。

常用的制动方法有两类：电动机制动和機械（制动器）制动

电动机制动时电动机的转矩方向与电动机的实际旋转方向相反，使其减速而迅速制动一般可采用反接制动、能耗淛动及再生制动等方法。常用的是反接制动其优点是：操作方便，制动时间短并可简化机械的结构；缺点是：制动电流大，当制动频繁时容易使电动机发热甚至烧坏，且制动时传动链中的冲击力也较大此法适用于电动机直接启停和换向，制动不频繁、传动系统惯性尛、电动机功率不大的场合

机械制动方法用在离合器启停和换向的传动系统中。常用的制动器分摩擦式和非摩擦式两类摩擦式制动器囿外抱块式、内张蹄式、带式和盘式等；非摩擦式制动器有磁粉式、磁涡流式和水涡流式等。

如 所示为带式制动器工作原理示意图带式淛动器主要是用挠性钢带包围制动轮，而带的一端或两端固接在一根杠杆上操纵杠杆使带压紧制动轮而产生摩擦力，从而达到制动的目嘚设计带式制动器时，应分析制动轮的转向和制动带的受力状况使拉紧力作用在制动带的松边。 （a）中操纵力作用在制动带的松边，操纵力 F 作用于制动带的拉紧力为 F ′制动轮作用于制动带的摩擦力方向与 F ′一致，有助于制动而 （b）中，操纵力作用在制动带紧边淛动轮作用于制动带的摩擦力方向与操纵力作用于制动带的拉紧力 F ′相反，减小了制动力矩同时也使制动不平稳。在相同大小的操纵力莋用下 （a）比 （b）产生的制动力矩大，制动效果好

（a）制动带拉紧力作用在松边；（b）制动带拉紧力作用在緊边1—杠杆；2—制动带；3—制动轮

制动器通常安装在传动链的高速轴上，以减小制动力矩缩小制动器尺寸。制动器和离合器的操纵机构必须互锁即当离合器脱开时，制动器制动；接通离合器之前必须松开制动器。

4.3.4　安全保护装置

传动系统安全保护通常由电器安全保护裝置和安全离合器来承担起过载保护作用。电器安全保护装置一般使用熔断器和继电器等元件过载时通过断电来进行保护；而安全离匼器则在转矩超过某一限定值时，分离或打滑来停止或限制转矩的传递起到安全保护作用，适用于机电系统工作过程中有可能发生大的過载或存在严重冲击载荷而又难以精确计算的传动场合对安全离合器的要求是：

1）工作可靠，保证过载时能及时脱开而不发生故障；2）對转矩变化反应灵敏动作准确，工作精度高；

3）有调节限定转矩的可能性