538 中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器設(shè)計(jì)（有cad圖+中英文翻譯）
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中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器設(shè)計(jì)
摘要
中央傳動(dòng)用來(lái)增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,以達(dá)到減速增扭的目的,通常還用來(lái)改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向,使轉(zhuǎn)矩從縱置的變速箱輸出軸傳遞給橫置的中央傳動(dòng)兩側(cè)輸出軸。
中央傳動(dòng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比,以保證拖拉機(jī)具有良好的牽引性與經(jīng)濟(jì)性;結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊,以減小后橋尺寸和和質(zhì)量,保證后橋有足夠的離地間隙；齒輪裝置應(yīng)有足夠的承載能力和支承剛度,如系錐齒輪副,則還應(yīng)便于調(diào)整。
中央傳動(dòng)的齒輪形式目前主要有圓柱齒輪和圓錐齒輪。圓柱齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工較容易,在傳動(dòng)時(shí)不致產(chǎn)生軸向力。但僅適用于采用橫置變速箱的拖拉機(jī)。而圓錐齒輪應(yīng)用則較為廣泛。
履帶拖拉機(jī)在行使過(guò)程中，需要經(jīng)常改變行駛方向，這就需要有一套能夠按照司機(jī)意志來(lái)改變或恢復(fù)拖拉機(jī)行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)，它將司機(jī)踩下轉(zhuǎn)向離合器踏板的動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕喌钠D(zhuǎn)動(dòng)作，這就是所謂的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向性能是保證車輛安全，減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度和提高作業(yè)效率的重要因素。
轉(zhuǎn)向離合器轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造方便，維修容易，在拖拉機(jī)上廣泛采用。它具有轉(zhuǎn)向半徑小，直線行駛性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，只得采用多片式離合器，而多片式離合器分離徹底性比較差。這對(duì)轉(zhuǎn)向離合器來(lái)說(shuō)，除了使摩擦面的磨損略微增大外，對(duì)整機(jī)性能沒(méi)有太大影響，不像主離合器分離不徹底會(huì)造成換檔困難。
關(guān)鍵詞：中央傳動(dòng)，轉(zhuǎn)向離合器，錐齒輪，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
CENTRAL SPREAD TO MOVE AND ATEERING MECHANISM DESIGN
ABSTRACT
Central spread to use to increase to spread to move to fasten of spread and move ratio, the purpose that to attain to decelerate to increase to twist, usually return to use to change the torque to deliver the direction, make torque place become soon the box outputs the stalk to deliver to horizontal place central to spread to move the two sides exportation stalk.
Central spread to move and should have appropriate of spread and move ratio, with the assurance that the tractor has to lead the sex and economy goodly; structure should tightly packed, after to let up the bridge size and and quantity, the assurance is behind the bridge has to leave a ground of cleft enough;The wheel gear device should have the enough loading ability and pay to accept just degree, return if department the bevel gears is vice, should easy to adjustment.
Central spread the dynamic wheel gear form to mainly have the cylinder wheel gear and the bevel gearses currently.The cylinder wheel gear structure is simple, processing to compare easily, produce the stalk toward dint unlikely while spread move.But be applicable to the adoption only horizontal place to become soon the tractor of the box.But the cone wheel gear the application then compare extensively.
The track tractor professional makes in the process, needing to usually change to drive the direction, this need to be have a set of can change or recover the tractor to drive the particularly establish of the direction organization according to the driver will, it deflect the action change that the driver tramples bottom to change direction the clutch pedal for the felloe action, this is to change direction the system so calledly.Change direction the function is to guarantee the vehicle safety, easing the pilot the labor strength and raise important factor of the homework efficiency.
steering mechanism changes direction the system because of structure in brief, make convenience, maintain easily, in the dalliance on board extensive doption.It has the radius of change direction small, drive sex good etc. advantage straightly.But because the torque that deliver compare greatly, have to several type clutches of adoption, but several types clutch separate thoroughly sex is worse.This says towards steering mechanismcome, in addition to making rub to face of wearing away the inching aggrandizement, having no to the whole machine function to affect too greatly, be unlike the main clutch separation ill success and will result in shift gear the difficulty.
KEY WORDS: Central spread to move , steering mechanism ,bevel gears,
the steering system
目 錄
第一章 前 言 1
第二章 中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器概論 3
§2.1 履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)概述 3
§2.2 中央傳動(dòng)的概述 4
第三章 中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器方案分析 5
§3.1 轉(zhuǎn)向離合器方案分析 5
§3.2 中央傳動(dòng)方案分析 10
第四章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 14
§4.1 螺旋錐齒輪的計(jì)算 14
§4.2 轉(zhuǎn)向離合器設(shè)計(jì)計(jì)算 17
§4.3 帶式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
第五章 主要零件的強(qiáng)度校核與計(jì)算 21
§5.1 螺旋錐齒輪的承載能力計(jì)算 21
§5.2 軸強(qiáng)度計(jì)算 22
§5.3軸承壽命計(jì)算 24
第六章 結(jié) 論 28
致 謝 29
參考文獻(xiàn) 30
第一章 前 言
拖拉機(jī)的主要任務(wù)是用來(lái)拖帶農(nóng)機(jī)具進(jìn)行各種田間作業(yè)（如翻地、播種、中耕等）；也可作為其他農(nóng)業(yè)機(jī)械（如脫谷機(jī)、揚(yáng)場(chǎng)機(jī)等）的動(dòng)力；另外拖帶拖車可進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。為適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各項(xiàng)作業(yè)的需要，拖拉機(jī)分有履帶式和輪式兩種。
履帶式拖拉機(jī)的特點(diǎn)是行走部分與地面的接觸面積大，壓強(qiáng)小，對(duì)土壤壓實(shí)的作用小，而且不易打滑，可以在濕度較大的土壤上進(jìn)行作業(yè)。一般履帶式拖拉機(jī)的離地間隙小而功率大，適用于大面積的翻地、播種等主要農(nóng)業(yè)作業(yè)。如東方紅－54和75拖拉機(jī)。
拖拉機(jī)基本上是由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、車架和行走裝置、操縱裝置、工作裝置和電氣設(shè)備等六部分組成。傳動(dòng)裝置的功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給行走裝置或其他工作裝置；在駕駛員的操縱下，使拖拉機(jī)起步；停車；改變牽引力或行進(jìn)方向，它包括離合器、變速箱、中央傳動(dòng)和最終傳動(dòng)等。如下圖所示。
圖1-1履帶拖拉機(jī)傳動(dòng)系簡(jiǎn)圖
1－離合器 2－聯(lián)軸節(jié) 3－變速箱 4－中央傳動(dòng) 5－轉(zhuǎn)向離合器
6－制動(dòng)器 7－最終傳動(dòng) 8－動(dòng)力輸出軸
本畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，主要講述了最終傳動(dòng)的選擇設(shè)計(jì)和方案分析。對(duì)最終傳動(dòng)的分類和工作原理進(jìn)行了深入的對(duì)比和分析，選出最優(yōu)方案來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇合適的機(jī)構(gòu)和零件。這次設(shè)計(jì)是在以往所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)課程的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，經(jīng)過(guò)對(duì)比其他車型同類裝置的設(shè)計(jì)方案，有選擇的借鑒或創(chuàng)新來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
由于本書(shū)編寫(xiě)時(shí)間倉(cāng)促，編者水平有限，難免有漏洞，誠(chéng)懇的希望老師和同學(xué)批評(píng)指正。
第二章 中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器概論
§2.1 履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)概述
履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用來(lái)改變驅(qū)動(dòng)力在兩側(cè)履帶上的分配(包括改變方向),造成轉(zhuǎn)向力矩以實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向。
履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可按不同特征分類:
（1）按轉(zhuǎn)向時(shí)的速度分
1) 轉(zhuǎn)向時(shí)平均速度不變,即對(duì)稱面上的A點(diǎn)的速度和直線行使時(shí)速度v0相等(如圖a所示),所有差速器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(單差速器、雙差速器、差速器式雙功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu))都屬于這一類。
快速側(cè)履帶的縱向?qū)ΨQ面B點(diǎn)(如圖b所示)的速度等于v0。轉(zhuǎn)向離合器、單級(jí)和多級(jí)行星式(包括雙功率流)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)屬于這一類?？焖賯?cè)、慢速側(cè)履帶對(duì)稱面上的B、C點(diǎn)(如圖c所示)的速度均低于v0,有些采用電傳動(dòng)的坦克即速車輛屬于這一類。
圖2-1 履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)速度的改變
1—外側(cè)履帶 2―外側(cè)履帶
(2) 按固定轉(zhuǎn)向半徑的大小和數(shù)目分
固定轉(zhuǎn)向半徑,是指兩側(cè)履帶各按指定的速度轉(zhuǎn)向時(shí)形成的轉(zhuǎn)向半徑,這里所謂的“指定的”是指可由人準(zhǔn)確控制的、不包括驅(qū)動(dòng)輪被切斷動(dòng)力后被機(jī)體推著前進(jìn)的各種速度。
1) 具有一個(gè)固定的轉(zhuǎn)向半徑R,R=0.5B(B為軌距),轉(zhuǎn)向離合器、單級(jí)行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)屬此。
2) 具有一個(gè)固定的轉(zhuǎn)向半徑R,R>0.5B,雙差速器屬于此類。
3) 具有兩個(gè)固定轉(zhuǎn)向半徑,其中一個(gè)等于0.5B,另一個(gè)大于0.5B,兩速行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)屬此。
4) 變速箱每換一個(gè)檔,就有相應(yīng)的固定轉(zhuǎn)向半徑。
5) 具有無(wú)級(jí)變化的轉(zhuǎn)向半徑。
(3)按功率流傳遞的方式,
可分為單功率流(發(fā)動(dòng)機(jī)功率同時(shí)通過(guò)單一途徑傳給每側(cè)驅(qū)動(dòng)輪)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),和雙功率流(發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)通過(guò)兩條途徑傳給每側(cè)驅(qū)動(dòng)輪)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
從上面的分類看,轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)種類繁多,履帶拖拉機(jī)實(shí)際上廣泛采用的是單功率流轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。例如:轉(zhuǎn)向離合器、雙差速器、單級(jí)或雙級(jí)行星機(jī)構(gòu)。至于原地轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和兩側(cè)單獨(dú)變速的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也有采用。
除具有一般要求如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操縱靈活、輕便、維修方便、使用壽命長(zhǎng)等外,還應(yīng)滿足下面要求:
① 拖拉機(jī)直線行駛穩(wěn)定性好。
② 轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的附加載荷小。
③ 盡可能保證拖拉機(jī)平順而迅速地由直線運(yùn)動(dòng)過(guò)渡到給定直線半徑的曲線運(yùn)動(dòng)。
④ 最小最小半徑應(yīng)盡可能小。
⑤ 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在拖拉機(jī)后橋占有的橫向尺寸應(yīng)小。
§1.2 拖拉機(jī)中央傳動(dòng)的概述
中央傳動(dòng)用來(lái)增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,以達(dá)到減速增扭的目的,通常還用來(lái)改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向,使轉(zhuǎn)矩從縱置的變速箱輸出軸傳遞給橫置的中央傳動(dòng)兩側(cè)輸出軸。
中央傳動(dòng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比,以保證拖拉機(jī)具有良好的牽引性與經(jīng)濟(jì)性;結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊,以減小后橋尺寸和和質(zhì)量,保證后橋有足夠的離地間隙；齒輪裝置應(yīng)有足夠的承載能力和支承剛度,如系錐齒輪副,則還應(yīng)便于調(diào)整。中央傳動(dòng)的齒輪形式目前主要有圓柱齒輪和圓錐齒輪。圓柱齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工較容易,在傳動(dòng)時(shí)不致產(chǎn)生軸向力。但僅適用于采用橫置變速箱的拖拉機(jī)。而圓錐齒輪應(yīng)用則較為廣泛。
第三章 中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器方案分析
§2.1 轉(zhuǎn)向離合器方案分析
1 轉(zhuǎn)向離合器多采用多片式摩擦離合器，靠摩擦表面的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)分離某一側(cè)的離合器時(shí)，就可以減小或切斷該側(cè)驅(qū)動(dòng)輪所傳轉(zhuǎn)矩，使拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向。
1）按摩擦表面的工作條件可分為干式和濕式兩類,本方案根據(jù)參考車型采用干式。
2）按壓緊和分離摩擦片的方式可分為：
① 彈簧壓緊，杠桿(或凸輪)機(jī)構(gòu)分離。
② 彈簧壓緊，油壓分離。
③ 彈簧、油壓壓緊，油壓分離。
④ 油壓壓緊，油壓分離。
轉(zhuǎn)向離合器由于機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在拖拉機(jī)廣泛采用。它具有轉(zhuǎn)向半徑小()，直線行駛性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，只得采用多片式離合器，而多片式離合器分離徹底性比較差。這對(duì)轉(zhuǎn)向離合器來(lái)說(shuō)，除了使摩擦面的磨損略微增大外，對(duì)整機(jī)性能沒(méi)有太大影響，不像主離合器分離不徹底會(huì)造成換檔困難。
履帶拖拉機(jī)在后橋中常見(jiàn)的幾種布置方案,圖3-1（a）中后橋殼安裝在錐軸承處的隔板是上下對(duì)分的,拆卸轉(zhuǎn)向離合器時(shí),不需要拆履帶和最終傳動(dòng),但每次裝拆需要新調(diào)整中央傳動(dòng)齒輪副.此外后橋殼體活動(dòng)隔板的密封性較差,中央傳動(dòng)的潤(rùn)滑油易漏到轉(zhuǎn)向離合器處,使摩擦表面易受油液沾污,而且這種帶活動(dòng)隔板的后橋殼體,大大降低了殼體本身的剛度。另外各部件的正確位置也受到影響。
圖3-1（b）所示結(jié)構(gòu)，在拆卸轉(zhuǎn)向離合器時(shí)，必需先拆下履帶和最終傳動(dòng)，然后從后橋殼體的兩側(cè)取出轉(zhuǎn)向離合器，而中央傳動(dòng)錐齒輪副保持原來(lái)嚙合狀態(tài)不須調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)由于裝配上不方便，只在少數(shù)中、小拖拉機(jī)上采用。
圖3-1履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向離合器的布置方案
1－中央傳動(dòng) 2－轉(zhuǎn)向離合器
圖3-2（c）所示結(jié)構(gòu)，在拆卸轉(zhuǎn)向離合器時(shí)，只須拆卸聯(lián)接各軸的法蘭盤，比較方便，中央傳動(dòng)錐齒輪副的嚙合可不受破壞，也不需要拆卸履帶和最終傳動(dòng)。可是為了保證各根軸的同心度制動(dòng)工藝要求高。
圖3-2（d）所示結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向離合器放在后橋殼體外面，拆卸時(shí)比較方便；也為輪履通用拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)的布置，提高了便利條件，但是由于它未裝在殼體中，容易被泥水沾污。而且這種結(jié)構(gòu)布置的最終傳動(dòng)靠近中部，不能起提高地隙的作用。
圖3-2轉(zhuǎn)向離合器的布置方案
3－最終傳動(dòng) 4－后橋殼
2 制動(dòng)器
履帶拖拉機(jī)的制動(dòng)器按其功用不同可分為兩種，一種是停車制動(dòng)器，用來(lái)使拖拉機(jī)在斜坡上停車，和在行駛中減速，并可單邊制動(dòng)以幫助轉(zhuǎn)向，拖拉機(jī)工作時(shí)，它經(jīng)常處于松開(kāi)狀態(tài)。另一類是作為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（例如行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)制動(dòng)器）的一個(gè)部件，拖拉機(jī)工作時(shí)，它經(jīng)常處于拉緊狀態(tài)。
圖3-3 盤式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖
a）單端拉緊式 b）雙端拉緊式 c）浮式
履帶拖拉機(jī)廣泛采用帶式制動(dòng)器，主要是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于結(jié)構(gòu)布置。其缺點(diǎn)是所需操縱力較大，結(jié)構(gòu)尺寸大，而且制動(dòng)帶各部分磨損不均勻，散熱情況較差。
帶式制動(dòng)器可分為單端拉緊帶式制動(dòng)器、雙端拉緊帶式制動(dòng)器和浮式制動(dòng)器3種。如圖3-3所示。
a:單端拉緊帶式制動(dòng)器 這種制動(dòng)器的一端固定，另一端和操縱機(jī)構(gòu)相連。是緊端還是松端，決定于制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將制動(dòng)踏板同拖拉機(jī)前進(jìn)時(shí)制動(dòng)帶為松端的一端相連，以減少操縱力，制動(dòng)鼓帶的摩擦力加大了操縱力的效果，稱為增力作用。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是制動(dòng)不夠平順；而當(dāng)拖拉機(jī)倒退時(shí)，所需操縱力是前進(jìn)時(shí)的eμα倍。
b:雙端拉緊帶式制動(dòng)器 這種制動(dòng)器的特點(diǎn)是，制動(dòng)力與制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向關(guān)系不大，而且制動(dòng)比較平順，其操縱力雖比圖示的拉緊松端時(shí)大，卻比拉緊緊端時(shí)小；常用于中、小型履帶拖拉機(jī)。
c:浮式制動(dòng)器 該結(jié)構(gòu)實(shí)際上是拉緊端和固定端可以互相改變的單端拉緊帶式制動(dòng)器，能使操縱踏板始終與制動(dòng)帶松端相連。不論拖拉機(jī)前進(jìn)還是倒退，操縱力小，但結(jié)構(gòu)和調(diào)整較復(fù)雜，適用于需經(jīng)常倒駛的較大功率的履帶拖拉機(jī)。
單端拉緊制動(dòng)器機(jī)構(gòu)圖如下:
圖3-4 單端拉緊式帶式制動(dòng)器
1－制動(dòng)帶 2－制動(dòng)鼓 3－彈簧 4－拉桿 5－上曲臂 6－連接板
7－彈簧
如圖所示的行星機(jī)構(gòu)制動(dòng)器中，兩邊共用一個(gè)居中布置的彈簧6，用來(lái)拉緊行星機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器，該彈簧經(jīng)過(guò)橫梁4將壓力傳給雙杠桿5。制動(dòng)帶和鼓之間的間隙用螺母11來(lái)調(diào)整。
圖3-5 具有居中布置彈簧的行星轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)制動(dòng)器
1－停車制動(dòng)器杠桿 2－凸輪叉杠桿 3－凸輪 4－橫梁 5－雙杠桿 6－中央彈簧
7－推桿 8－制動(dòng)杠桿 9－制動(dòng)杠桿支承 10－頂桿叉 11－調(diào)整螺母 12－撥叉
§2.2 中央傳動(dòng)的方案分析
中央傳動(dòng)在安裝時(shí)需要調(diào)整錐齒輪副的接觸印痕和齒側(cè)隙，另外還需要調(diào)整錐軸承的預(yù)緊度。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用方便而可靠的調(diào)整方法和裝置。圓錐滾子軸承由于接觸角α較小，因此當(dāng)錐軸承中有少量磨損時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較大的軸承游隙，從而影響錐軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和錐齒輪的正確嚙合。為此必須加以調(diào)整。裝配時(shí)往往使圓錐滾子軸承帶有預(yù)緊度。所謂預(yù)緊，就是在安裝時(shí)用某種方法使軸承中產(chǎn)生并保持一定的預(yù)加軸向力，以消除軸承中的游隙，并在滾動(dòng)體和內(nèi)、外圓接觸處產(chǎn)生初始彈性變形。這樣就使預(yù)緊后的軸承在受到外載荷時(shí)，其內(nèi)、外圓的徑向與軸向相對(duì)移動(dòng)量都會(huì)比未預(yù)緊的軸承大大減小，從而提高了支承的軸向剛度，但預(yù)緊力過(guò)大時(shí)，卻會(huì)增加軸承中的摩擦力矩、降低傳動(dòng)效率、縮短軸承壽命，甚至還會(huì)導(dǎo)致軸承發(fā)熱而引起損壞等。預(yù)緊力通常可按錐齒輪所受最大軸向力的40%來(lái)選取。由于這個(gè)預(yù)緊力較難測(cè)量，因此有些拖拉機(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，規(guī)定了預(yù)緊后轉(zhuǎn)動(dòng)小錐齒輪軸時(shí)所需克服的摩擦力矩（通常均為1～3Nm）來(lái)間接控制預(yù)緊度。
圖3-6 中央傳動(dòng)的調(diào)整裝置
圖3-7中央傳動(dòng)的調(diào)整裝置
1－調(diào)整螺母 2－鎖片 3－調(diào)整墊片 4－錐齒輪
錐齒輪副的正確嚙合，理論上就是要保證兩個(gè)錐齒輪的節(jié)錐母線重合，兩個(gè)錐頂交在兩軸線的交點(diǎn)上。由于受制造和裝配誤差及使用因素等的影響，在使用中往往不能達(dá)到理論上的要求，不能使齒輪副保持正確嚙合，從而產(chǎn)生噪聲大、磨損快、齒面剝落、輪齒折斷等現(xiàn)象。通常采用調(diào)整錐齒輪副，使具有良好的齒面接觸印痕和適當(dāng)?shù)凝X側(cè)隙的方法來(lái)保證錐齒輪的正確相對(duì)位置。接觸印痕正常與否影響錐齒輪的傳動(dòng)平穩(wěn)性、噪聲和使用壽命。在使用中，由于齒面磨損使輪齒磨薄而增大了齒側(cè)隙，這是正?，F(xiàn)象，一般不需要重新調(diào)整，以免反而影響正常的接觸印痕。主、從動(dòng)錐齒輪應(yīng)能沿各自軸線進(jìn)行軸向位置的移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
中央傳動(dòng)調(diào)整時(shí)，應(yīng)先調(diào)整錐軸承的安裝預(yù)緊度，然后調(diào)整錐齒輪的嚙合（以接觸印痕為主，兼顧齒側(cè)隙）。一般應(yīng)先調(diào)整主動(dòng)錐齒輪的支承，后調(diào)整從動(dòng)錐齒輪的支承。調(diào)整通常采用在兩側(cè)軸承座處改變調(diào)整片組厚度的方法，或擰轉(zhuǎn)調(diào)整螺母改變軸承座的軸向位置，再用鎖片加以鎖緊的方法。（圖3-6，3-7）中央傳動(dòng)的潤(rùn)滑 中央從動(dòng)錐齒輪和軸承都靠從動(dòng)箱中潤(rùn)滑油進(jìn)行飛濺潤(rùn)滑。一般用餾分型齒輪齒輪油或液壓、傳動(dòng)、制動(dòng)通用油。
圖3-8中央傳動(dòng)的錐齒輪的潤(rùn)滑
a）主動(dòng)錐齒輪的支承 b）從動(dòng)錐齒輪的支承
1－進(jìn)油口 2－回油口
第四章 中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算
§4.1 螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
在中央傳動(dòng)螺旋錐齒輪中目前采用下列兩種齒輪標(biāo)準(zhǔn):①美國(guó)的格里森制(Gleanson)弧齒錐齒輪,②瑞士的奧利康制(Olikon)擺線錐齒輪。在本方案中采用前者。
（1）錐齒輪基本參數(shù)的選擇
1) 大錐輪分度圓直徑（mm），大端端面模數(shù)(mm) 型的數(shù)據(jù),按下式進(jìn)行初步選擇:與外錐距(mm)可參考現(xiàn)有機(jī)型:
=Kd3Tj2
mt=Km3Tj2
=KR3 Tj2
式中 Tj2—從動(dòng)大錐齒輪的名義計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N.m),
Kd ,Km,KR—分別直徑系數(shù),模數(shù)系數(shù)和錐距系數(shù)
式中Tj2=T×i1=123.195×6.74=830.3343N.m
Kd=22, Km=0.51, KR=12,代入公式計(jì)算得,
=298.227, mt=6.91, =162.67
2) 齒數(shù)Z1與Z2
可根據(jù)設(shè)計(jì)要求的中央傳動(dòng)比iz由Z2=izZ1計(jì)算所得
其中iz=3, Z1=14,得Z2=43,此時(shí)iz=Z2/Z1=3.01
3) 齒寬
齒寬b一般不超過(guò)0.3,10mt, 0.155三者中的較小值。
取b=46mm
4) 法向齒形角αn
格里森制推薦采用αn=20°
5)中點(diǎn)螺旋角βm與螺旋方向
° 取35°
螺旋方向:小錐齒輪取左旋齒,大錐齒輪取右旋齒
6)頂錐角與根錐角
計(jì)算公式如下
=90°－
=90°－
而 =; =
式中 ，— 分別是小錐齒輪與大錐齒輪的分錐角
（2）錐齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算
表4-1 弧齒錐齒輪幾何參數(shù)計(jì)算表
序號(hào)
參數(shù)
符號(hào)
計(jì)算公式及選擇方法
結(jié)果
1
齒數(shù)
Z1
根據(jù)傳動(dòng)比iz進(jìn)行初選
14
Z2
43
2
傳動(dòng)比
3.01
3
法向齒形角
通常取20°
20°
4
中點(diǎn)螺旋角
′
預(yù)選
35°
5
大端端面模數(shù)(mm)
預(yù)選
7
6
螺旋方向
小
左
大
右
7
分度圓直徑(mm)
98
301
8
外錐距
166.67
9
齒寬(mm)
b
按預(yù)選
46
10
刀具齒頂高系數(shù)
查表
0.85
11
頂隙系數(shù)
查表
0.188
12
工作高度
=2
11.9
13
全齒高
=+
13.216
14
徑向變位系數(shù)
0.349
-0.349
15
切向變位系數(shù)
0.11
-0.11
16
齒頂高
8.393
3.507
17
齒根高
4.832
9.709
18
分錐角
18.034°
71.966°
19
齒根角
1.66°
3.334°
20
齒頂角
10.546°
68.632°
21
根錐角
21.368°
73.35°
22
齒頂圓直徑
113.961
303.171
23
冠頂距
169.157
32.017
24
刀片刀號(hào)
N
選取標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)N
8
25
中點(diǎn)螺旋角
27.86°
26
縱向重合度的檢驗(yàn)
推薦采用1.25-1.75
1.90
27
法向側(cè)隙
jn
查表
0.15－0.30
28
刀盤名義直徑(mm)
查表
3048
§4.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1 計(jì)算轉(zhuǎn)矩的確定
式中 ：拖拉機(jī)的使用質(zhì)量
： 拖拉機(jī)的附著系數(shù)
： 動(dòng)力半徑
： 最終傳動(dòng)傳動(dòng)比
： 最終傳動(dòng)效率
： 履帶驅(qū)動(dòng)段效率
代入 得
2 轉(zhuǎn)向離合器的計(jì)算
1) 儲(chǔ)備系數(shù)的選擇
根據(jù)附著條件考慮,計(jì)算時(shí)取
2) 摩擦面內(nèi)、外徑及摩擦面對(duì)數(shù)的選擇
摩擦襯面外徑(mm)可參考經(jīng)驗(yàn)公式初選
式中 ：直徑系數(shù)， 取
代入 得 取
摩擦襯面內(nèi)徑
取
根據(jù)參考車型 ，初取6片摩擦片,即
3) 最大摩擦轉(zhuǎn)矩
4) 壓緊力
5) 單位壓力
<
6) 壓緊彈簧的計(jì)算
根據(jù)參考車型,初選圓柱螺旋彈簧作為壓緊彈簧。離合器分離徹底時(shí),彈簧變形量最大,其剪切應(yīng)力也最大,可按下式計(jì)算:
式中 ：彈簧中徑(mm) ,
： 彈簧鋼絲中徑(),
： 彈簧的曲度系數(shù)，
代入 得
彈簧剛度為
式中 ：鋼的剪切彈性模量,
：彈簧的有效工作圈數(shù)
按 即 解之得
取 代入 得
代入式 <
彈簧總?cè)?shù)
彈簧自由高度
其中
試驗(yàn)高度
則 實(shí)際
7) 反驗(yàn)儲(chǔ)備系數(shù)
修正系數(shù)
式中 代入得
則 實(shí)際儲(chǔ)備系數(shù)
§4.3 帶式制動(dòng)器的計(jì)算
(1) 制動(dòng)力矩的確定
1) 制動(dòng)時(shí)不帶載荷急劇轉(zhuǎn)向的情況
2) 斜坡停車的情況
3) 式中
代入數(shù)值 取其中較大值
(2) 制動(dòng)帶兩端受力分析及制動(dòng)力矩
1) 根據(jù)歐拉公式制動(dòng)帶兩端的力有下列關(guān)系
2) 制動(dòng)力矩
二式聯(lián)立得
式中 代入得
(3) 主要參數(shù)選擇
最大單位壓力
取
則
單位滑摩功率 式中
第五章 主要零件的強(qiáng)度計(jì)算
§5.1 錐齒輪的承載能力計(jì)算
1) 計(jì)算接觸應(yīng)力
式中—計(jì)算應(yīng)力的基本值
其中
代入 得
=916.90
許用接觸應(yīng)力
其中 =1650 =1.0
對(duì)于小齒輪
對(duì)于大齒輪
取較小值 =
則 < 接觸疲勞強(qiáng)度符合要求
2) 計(jì)算輪齒齒根彎曲應(yīng)力
式中 —計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力基本值,
對(duì)于小齒輪
代入 得
對(duì)于大齒輪
代入 得
許用齒根應(yīng)力
式中
對(duì)于小齒輪
代入 得
對(duì)于大齒輪
代入 得
則 <
<
滿足齒根彎曲應(yīng)力要求
§5.2 軸的校核
（1）軸的剛度校核
軸在垂直面內(nèi)撓度
軸在水平面內(nèi)撓度
轉(zhuǎn)角
式中 :齒輪齒寬中間平面上的徑向力 ,=163613.47N
:齒輪齒寬中間平面上的圓周力 ,
E：彈性模量,
I:慣性矩，對(duì)于實(shí)心軸=
d 為軸的直徑mm,花鍵處按平均直徑計(jì)算。
a 、b 為齒輪上的作用力距支座A、B的距離mm ,a=45mm,b=120mm
L 為支座間的距離mm ,L=165mm
軸的全撓度
[]=0.05—0.10mm
[]=0.10—0.15mm
[]0.002rad
代入 得 <[]
<[]
<0.002rad
（2）軸的強(qiáng)度校核
式中 , 為軸的直徑(mm) , 為抗彎截面系數(shù)(mm3)
垂直面：
＝
水平面：
＝16606.1N
代入得 <[]=400
滿足要求,合格
§5.3 軸承壽命計(jì)算
錐齒輪上的徑向力
錐齒輪上的軸向力
軸承上的徑向力
圖5－1受力示意圖
軸承a承受全部軸向載荷 即
式中 ~派生軸向力
~軸向載荷系數(shù)
軸承壽命
1 對(duì)于右軸承
軸承內(nèi)徑 d=65 (mm)
軸承外徑 D=100 (mm)
軸承寬度 B= (mm)
基本額定動(dòng)載荷 C=82800 (N)
基本額定靜載荷 Co=128000 (N)
極限轉(zhuǎn)速(脂) nlimz=3600 (r/min)
極限轉(zhuǎn)速(油) nlimy=4500 (r/min)
軸承1徑向支反力 Fr1=2100 (N)
軸承1軸向支反力 Fa1=1658 (N)
軸承2徑向支反力 Fr2=810 (N)
軸承2軸向支反力 Fa2=923.4 (N)
判斷系數(shù) e=0.973
徑向載荷系數(shù) X=1
軸向載荷系數(shù) Y=0
接觸角 a=10 (度)
負(fù)荷系數(shù) fp=1.2
當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=2303.46 (N)
當(dāng)量動(dòng)載荷 P2=810 (N)
當(dāng)量動(dòng)載荷 P=18686.829 (N)
當(dāng)量動(dòng)載荷 P0=2303.46 (N)
軸承工作溫度 T=<=120 (℃)
溫度系數(shù) ft=1
可靠性修正系數(shù) a1=1
材料修正系數(shù) a2=1
運(yùn)轉(zhuǎn)條件修正系數(shù) a3=1
額定動(dòng)載荷計(jì)算值 C'=49556.11 (N)
軸承壽命 Lh=24903 (h)
驗(yàn)算結(jié)果 合格
2對(duì)于左軸承
徑向力 Fr=3352.14 (N)
軸向力 Fa=7084.35717 (N)
圓周力 Ft=0 (N)
軸頸直徑 d1=65 (mm)
轉(zhuǎn)速 n=95.58 (r/min)
可靠性 S=90 (%)
軸承類型 圓錐滾子軸承
軸承型號(hào) 32013
基本額定動(dòng)載荷 C=82800 (N)
基本額定靜載荷 Co=128000 (N)
極限轉(zhuǎn)速(脂) nlimz=3600 (r/min)
極限轉(zhuǎn)速(油) nlimy=4500 (r/min)
軸承1徑向支反力 Fr1=2100 (N)
軸承1軸向支反力 Fa1=1658 (N)
軸承2徑向支反力 Fr2=810 (N)
軸承2軸向支反力 Fa2=923.4 (N)
判斷系數(shù) e=0.973
徑向載荷系數(shù) X=0.4
軸向載荷系數(shù) Y=0.617
接觸角 a=10 (度)
負(fù)荷系數(shù) fp=1.2
當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=2303.46 (N)
當(dāng)量動(dòng)載荷 P2=810 (N)
當(dāng)量動(dòng)載荷 P=6854.285 (N)
當(dāng)量動(dòng)載荷 P0=2303.46 (N)
軸承工作溫度 T=<=120 (℃)
溫度系數(shù) ft=1
可靠性修正系數(shù) a1=1
材料修正系數(shù) a2=1
運(yùn)轉(zhuǎn)條件修正系數(shù) a3=1
額定動(dòng)載荷計(jì)算值 C'=18177.065 (N)
軸承壽命 Lh=74717 (h)
驗(yàn)算結(jié)果 合格
第六章 結(jié) 論
十幾周的畢業(yè)設(shè)計(jì)很快就要結(jié)束了，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們理論聯(lián)系實(shí)際的一次演習(xí)，也是我們走上工作崗位的前奏。在這一段時(shí)間里，我們學(xué)到了許多在書(shū)本上學(xué)不到的東西，特別是陳鳳濤老師的指導(dǎo)更是讓我們收益匪淺。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中陳老師放棄了很多寶貴的時(shí)間，和我們分析方案，指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)。真的非常感謝他。
通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算與方案分析和選擇,我所設(shè)計(jì)的352履帶拖拉機(jī)中央傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向離合器能夠滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求,能夠滿足強(qiáng)度要求和使用要求。基本能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,便于生產(chǎn)制造和使用。
其實(shí)設(shè)計(jì)也是考驗(yàn)一個(gè)人意志的手段，沒(méi)有一定的耐心，想完全投入并做的非常優(yōu)秀是不可能的。我們組的同學(xué)在這方面做的非常好。大家的設(shè)計(jì)態(tài)度都非常好，并且都有良好的合作精神，使我們的設(shè)計(jì)得以順利完成。
這次設(shè)計(jì)還使我學(xué)到了不少電腦知識(shí)，不僅鞏固了我們學(xué)過(guò)的auto-CAD繪圖知識(shí)，并且我現(xiàn)在能熟練的應(yīng)用WORD-2003編寫(xiě)文檔。還學(xué)到了一些其他的軟件操作知識(shí)，在電腦應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)闊了眼界。
盡管設(shè)計(jì)的結(jié)果并不完美，但我仍然很欣慰，因?yàn)檫@畢竟是自己花幾個(gè)月的心血完成的。當(dāng)然，在以后的工作中我會(huì)盡力避免以前設(shè)計(jì)的不足之處。繼續(xù)發(fā)揮設(shè)計(jì)中的可取之處。
最后我要再次感謝指導(dǎo)老師和幫助過(guò)我的同學(xué)們。
致 謝
十幾周的畢業(yè)設(shè)計(jì)在緊張而忙碌的氣氛中很快就過(guò)去了，回想這一段時(shí)間的生活我頗有感慨。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是相當(dāng)艱巨的，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中也付出了很大努力。
作為一個(gè)將要畢業(yè)的大學(xué)生，忙點(diǎn)累點(diǎn)沒(méi)關(guān)系。只要能將四年所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，我們也就知足了。細(xì)想一下我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是非常重要的，經(jīng)過(guò)這樣一次練兵，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)自己自身存在的許多不足之處以及相互合作在工作中的重要性。
在此我要特別提到我的指導(dǎo)老師陳鳳濤老師。陳老師在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，孜孜不倦地為我們答疑解惑，耐心地輔導(dǎo)我們，糾正我們?cè)O(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。他對(duì)我們要求都很嚴(yán)格，這是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成的保證。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鲲L(fēng)令我終身難忘。同時(shí)我還感謝同組的同學(xué)，多謝他們的積極配合。還要感謝那些我的母校以及所有的老師和同學(xué),是他們讓我學(xué)到了知識(shí),讓我學(xué)會(huì)如何為人處事。謝謝了!
設(shè)計(jì)結(jié)束了，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，加之能力有限，設(shè)計(jì)中一定存在很多不足之處，懇請(qǐng)各位指導(dǎo)老師給予指正。
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電力機(jī)車簡(jiǎn)介
機(jī)車是為列車提供驅(qū)動(dòng)力，而自身并沒(méi)有效裝載能力的車輛；他的唯一目標(biāo)是沿著軌道牽引列車。通常自帶動(dòng)力的車輛不被視為機(jī)車，在客運(yùn)方面自帶動(dòng)力的車輛用得越來(lái)越普遍，但是很少用在貨運(yùn)。自帶驅(qū)動(dòng)力的車輛以驅(qū)動(dòng)列車的車輛，通常它們不視為機(jī)車，因?yàn)樗鼈兙哂杏行аb載能力，并且很少?gòu)牧熊嚿险獟欤鼈兎Q之為動(dòng)車。
一般來(lái)說(shuō)，機(jī)車牽引列車?，F(xiàn)今在客運(yùn)業(yè)務(wù)上拖拉式運(yùn)營(yíng)方式越來(lái)越常見(jiàn)，采用這種運(yùn)營(yíng)方式的特點(diǎn)是：機(jī)車在一端牽引列車，然而卻由在另一端的司機(jī)室控制。
機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)：
在一般情況下,為什么將為列車提供驅(qū)動(dòng)力的機(jī)車和車輛是分開(kāi)的，而不是車輛自帶動(dòng)力的原因包括以下幾點(diǎn)：
1． 易于維修—維修一臺(tái)機(jī)車和維修自帶動(dòng)力的車輛相比要容易。
2． 安全—通常將列車牽引動(dòng)力裝置安裝在遠(yuǎn)離乘客的地方比較安全，這一點(diǎn)對(duì)于蒸汽機(jī)車來(lái)說(shuō)顯得相當(dāng)重要，但是有時(shí)會(huì)仍然會(huì)出現(xiàn)一些不如意的情況。
3． 易于更換動(dòng)力—如果動(dòng)力裝置損壞，用一個(gè)新的來(lái)更換它即可，這樣地來(lái)顯得比較容易，從而一個(gè)動(dòng)力裝置產(chǎn)生故障時(shí)不至于整臺(tái)機(jī)車無(wú)法工作。
4． 效率—當(dāng)列車空載運(yùn)行時(shí)可以將機(jī)車從列車上摘卸下來(lái)。機(jī)車再去執(zhí)行其它牽引業(yè)務(wù)，這意味著不但可以降低列車運(yùn)營(yíng)成本，還可以提高機(jī)車的使用效率。
5.將機(jī)車和車輛分離開(kāi)來(lái)意味著當(dāng)機(jī)車出現(xiàn)故障時(shí)，只需更換機(jī)車就可以這樣就可以不影響列車的運(yùn)營(yíng)。在有些情況下車輛比機(jī)車先報(bào)廢，如果機(jī)車和車輛不可摘掛，那么即使機(jī)車完好也得跟著報(bào)廢，這樣就意味著浪費(fèi)和成本高，然而機(jī)車可以從列車上摘下來(lái)，只需更換車輛即可，這樣五來(lái)大大的降低了成本提高了經(jīng)濟(jì)效益。
電力機(jī)車
電力機(jī)車是通過(guò)接觸網(wǎng)或第三軌由外部提供電能。盡管電氣化鐵道的造價(jià)相當(dāng)高，然而運(yùn)營(yíng)成本卻比內(nèi)燃機(jī)車低，良好的加速性能和可再生制動(dòng)，使得它們?cè)诜泵Ω删€地區(qū)成為客運(yùn)業(yè)務(wù)的理想選擇。幾乎所有的高速鐵路都采用電力牽引（例如ICE，TGV），由于具有如此高的性能，機(jī)車所需要的電能是不容易得到提供。例如應(yīng)用在海底隧道貨運(yùn)業(yè)務(wù)的現(xiàn)今最大功率的機(jī)車的功率高達(dá)7MW。
第一臺(tái)電力機(jī)車由Scotsman和Robert Davidson于1837年設(shè)計(jì)并生產(chǎn)，該電力機(jī)車由電流單元提供動(dòng)力。
現(xiàn)代電力機(jī)車包括從由蓄電池提供能量的用于礦山的機(jī)車到功率高達(dá)6000馬力(4.5M)甚至功率更高的干線電力機(jī)車。
事實(shí)上，現(xiàn)代許多機(jī)車它們是電力驅(qū)動(dòng)的，純電力機(jī)車是從外部獲得電能，然而內(nèi)燃電力機(jī)車它們卻自帶發(fā)電裝置。
干線電力機(jī)車第一次出現(xiàn)在20世紀(jì)初，電力機(jī)車的誕生是由于蒸汽機(jī)車產(chǎn)生在運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生的煙霧給駕乘帶來(lái)不便和不安全，特別是在隧道。在英國(guó)引入電力機(jī)車的是由于地鐵系統(tǒng)的需要。然而在美國(guó)引入電力機(jī)車卻是由于河底隧道這樣一個(gè)特殊的工作環(huán)境下采用內(nèi)燃牽引無(wú)法滿足要求。
早期電力機(jī)車全都依靠外部提供電能，盡管它們運(yùn)行可靠和效率高，但是建造接觸網(wǎng)是一筆相當(dāng)大的投資，并且需要不斷維護(hù)。基于此，電氣化鐵道僅僅在繁忙干線采用。在市郊采用電氣化鐵道可以減輕由蒸汽機(jī)車燃燒所帶來(lái)的粉塵污染。
世界列車最高運(yùn)行速度紀(jì)錄由法國(guó)TGV在1990年創(chuàng)立。速度高達(dá)515.3千米每小時(shí)(320mph)。
然而，近來(lái)所設(shè)計(jì)的電氣化鐵道幾乎都采用交流制，當(dāng)然許多已有的直流供電制仍然在用，例如：南非，西班牙，英國(guó)（750V和1500V），挪威（1500V），安哥拉，意大利，波蘭（3000V），芝加哥和Mumbai（它們將由2025轉(zhuǎn)換成交流供電制）。
早期的機(jī)車有各種型式。通常它們?cè)O(shè)計(jì)成與供電制相匹配的機(jī)車。于是采用直流供電制的電氣化鐵道的鐵路系統(tǒng)，電力機(jī)車的牽引電機(jī)為直流電機(jī)。采用交流供電制的電氣化鐵道的鐵路系統(tǒng)，電力機(jī)車的牽引電機(jī)為交流電機(jī)。交流可以是單相，也可以是三相，單相需要兩根導(dǎo)線，一根是接觸網(wǎng)，另一根是鋼軌。三相需要三根導(dǎo)線，因此三相電力機(jī)車有兩根接觸網(wǎng)，鋼軌作為第三根。
直流供電可以用接觸網(wǎng)或鋼軌供電，通常稱之為第三軌。
交流牽引電機(jī)體積比直流牽引電機(jī)的體積小。通常這就意味著直流電機(jī)可以做得體積小些。安裝驅(qū)動(dòng)軸，通常采用齒輪傳動(dòng)。但是在早期也有采用軸的。即便如此，一些著名的直流電力機(jī)車采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪。
采用電力機(jī)車作為牽引動(dòng)力的一種可能就是在制動(dòng)期間電動(dòng)機(jī)可作為發(fā)電機(jī)并把發(fā)出的電能反饋給接觸網(wǎng)，這種被稱之為再生抽動(dòng)。這是一個(gè)新的想法，這就是三相交流供電制為什么要采用的原因。特別是在山區(qū)，機(jī)車下坡時(shí)產(chǎn)生的能量以供機(jī)車使用。瑞士鐵路采用這種系統(tǒng)。三個(gè)下程供給一個(gè)上程。
現(xiàn)今，所有電力機(jī)車都趨于將驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在靠近車輪軸的位置，盡管仍有些電力機(jī)車將驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在車體內(nèi)通過(guò)傳動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪。
現(xiàn)代實(shí)體狀態(tài)電控系統(tǒng)的采用意味著電機(jī)并不需要和供電制相匹配。因而在今天，多電壓等級(jí)的機(jī)車已相當(dāng)普遍。通常驅(qū)動(dòng)電機(jī)是直流電機(jī)，但是在一些機(jī)車上也有三相驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
蓄電池機(jī)車在礦場(chǎng)和由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的煙是一個(gè)不安全隱患的其它地下作業(yè)和外部電能不可獲得的情況下利用。蓄電池機(jī)車在許多地鐵系統(tǒng)當(dāng)供電被暫時(shí)切斷而需要維修作為維修作業(yè)車。
電力機(jī)車的各組成部分:
異步電動(dòng)機(jī)
現(xiàn)代牽引電機(jī)主要采用三相牽引電機(jī),并被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代列車牽引系統(tǒng).采用適當(dāng)?shù)目刂齐娮友b置后,三相牽引電機(jī)可以用在直流或交流制的電氣化鐵道和內(nèi)燃機(jī)車.
電池
所有的列車都備有電池以提供起動(dòng)電流和為一些裝置提供電源,例如當(dāng)接觸網(wǎng)供電失敗時(shí)的緊急照明,通過(guò)電池是和直流控制供電裝置相連.
斷路器
電力機(jī)車通常備有一定型式的空氣斷路器以將從接觸網(wǎng)隔離,當(dāng)機(jī)車發(fā)生故障,或者需要維修時(shí)。在交流制供電式中，斷路器通常安裝在機(jī)車頂部靠近受電弓的一側(cè)。現(xiàn)有兩種類型的斷路器：空氣斷路器和真空斷路器（VCB）?？諝饣蛘婵帐怯脕?lái)滅當(dāng)斷路器的兩連接端分開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧。真空斷路在英國(guó)用得比較多，而空氣斷路器在歐洲大陸用得比較廣泛。
逆變器
將交流轉(zhuǎn)變成直流稱之為整流，將直流轉(zhuǎn)變成交流稱之為逆變。逆變這一詞起源于美國(guó)，但是現(xiàn)在這一學(xué)術(shù)用語(yǔ)在其它地方也被用。
冷卻風(fēng)扇
為了冷卻整流裝置和其它電子裝置，現(xiàn)代機(jī)車都裝有空氣管理系統(tǒng)，電子控制裝置使所有的系統(tǒng)都運(yùn)行在允許的溫度范圍內(nèi)。風(fēng)扇由一臺(tái)產(chǎn)生400伏電源的三相交流的輔助逆變裝置供電。
直流連接器
在三相和單相整流器中，直流連接器用在現(xiàn)代電子電源系統(tǒng)中。通過(guò)將交流電整流成直流，然后將直流逆變成三相交流，很容易將從接觸網(wǎng)獲得的單相交流電轉(zhuǎn)變成所需要的三相交流電。
線路斷路器
在列車上安裝電力電子器件可將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。當(dāng)今采用直流供電制的鐵路系統(tǒng)也廣泛采用三相牽引電機(jī)和一些輔助設(shè)備也采用三相交流電。
電子機(jī)械開(kāi)關(guān)
安裝在牽引電機(jī)上電子機(jī)械式開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)和接通牽引電機(jī)電路，通常情況下開(kāi)關(guān)是閉合的。它受牽引控制器的指令控制，而并非電壓檢測(cè)傳感器的控制。它和過(guò)載檢測(cè)裝置和非電壓控制電路相連接以便在發(fā)生過(guò)載時(shí)切斷電機(jī)電路以保護(hù)牽引電機(jī)。
司機(jī)控制器
驅(qū)動(dòng)力控制裝置安裝在司機(jī)室。司機(jī)移動(dòng)司機(jī)操縱手柄以提高或減小機(jī)車牽引力。
牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)
電力機(jī)車上的牽引電機(jī)很容易發(fā)熱，牽引電機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行式?jīng)r下，為了使其溫升在允許的范圍內(nèi)，通常給牽引電機(jī)安裝有風(fēng)扇稱之為冷卻風(fēng)機(jī)。在現(xiàn)代機(jī)車上，風(fēng)扇由一臺(tái)產(chǎn)生400伏左右電源的三相交流輔助逆變裝置供電。
整流器
整流器由將交流轉(zhuǎn)換為直流的可控硅和二極管組成。通?，F(xiàn)代電力機(jī)車至少有兩個(gè)整流器，一個(gè)用于主電路的整流，一個(gè)用于輔助電路的整流。
同步電動(dòng)機(jī)
牽引同步電機(jī)是 勵(lì)磁線圈安裝在驅(qū)動(dòng)軸上 電樞線圈安裝在定子上的電機(jī), 這和通常的電機(jī)剛好相反。這種電機(jī)在廣泛應(yīng)用在法國(guó)用于高速列車用得由法國(guó)和它采用了高速的TGV大西洋列車 這是一種由簡(jiǎn)單逆變器控制的單相電機(jī)。現(xiàn)在已被異步電動(dòng)機(jī)取代了 。
變壓器
變壓器是由鐵芯和繞組組成且將電壓由一個(gè)等級(jí)升高或降低到另一個(gè)等級(jí)的設(shè)備。變壓器的輸出電壓由輸入側(cè)和輸出側(cè)繞組匝數(shù)之比決定。變壓器作為電力機(jī)車不可缺少的設(shè)備其將從接觸網(wǎng)的電壓變換成機(jī)車在牽引工況下所需電壓。
Introduction to Locmotive
A locomotive is a railway vehicle that provides the motive power for a train,and has nohy detached from their trains, are known as power cars.
Traditionally,locomotive hual their trains. Increasingly common these days in passenger service is push-pull operation,where the locomotive push the trains in one direction and are controled from a control cab at the opposite end of the train in the other.
Beniefits of locomotives
There are many reasons why the motive power for trains has been traditonally isolated in a locmotive,rather than is self-propelled vehicles.these include:
Ease of maintenance – it is easier to maintain one locomotive than many self-propelled cars.
Safety – it is often safer to locate the train’s power system away from passenger. This was particularly the case for the steam locomtive,but still has some relevance.
Easy replacement of motive power – should the locomotive break down, it is easy to replace it with a new one . Failure of the motive power unit does not require taking the whoole train out of service.
Efficiency – idle trains do not waste expensive motive power resources. Separate locomotives mean that the costly motive power assets can be moved around as needed.
Obsolescence cycles – separating the motive power from the payload-hauling cars means that either can be replaced without affecting the other. At some times, locomotive have become obsolete when their cars are not, or vice versa..
Electric Locomotives
The electric locomotive is supplied externally with electric power, either through an overhead pickup or through a third-rail. While the cost of electrifying track is rather high, electric trains and locomotives are significantly cheaper to run than diesel ones, and are capable of superior acceleration as well as regenerative braking, making them ideal for passeng
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