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工程机械底盘构造-第四章变速箱

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工程机械底盘构造-第四章变速箱

摘要：本文针对工程机械底盘构造中的变速箱部分进行了深入研究。首先，对变速箱的概述进行了详细介绍，包括其工作原理、分类和组成。接着，对变速箱的关键部件进行了详细分析，如离合器、齿轮箱、差速器等。然后，针对不同类型变速箱的构造和原理进行了对比研究，包括手动变速箱、自动变速箱和CVT变速箱。最后，对变速箱的优化设计进行了探讨，以提高工程机械的传动效率和性能。本文的研究成果对工程机械底盘的设计和制造具有一定的理论指导和实际应用价值。

随着我国工程机械行业的快速发展，对工程机械的性能和可靠性要求越来越高。变速箱作为工程机械底盘的核心部件，其性能直接影响着整机的动力传递和运行效率。因此，对变速箱的构造、原理和优化设计的研究具有重要的理论和实际意义。本文通过对工程机械底盘变速箱的深入研究，旨在提高工程机械的动力性能和运行效率，为工程机械的设计和制造提供理论依据。

第一章变速箱概述

1.1变速箱的工作原理

(1)变速箱的工作原理是通过对发动机输出的动力进行传递和调节，以满足工程机械在不同工况下的动力需求。当发动机转速稳定时，其输出的扭矩和转速是一定的。然而，工程机械在运行过程中会遇到多种工况，如起步、加速、爬坡和制动等，这些工况对动力需求各不相同。因此，变速箱通过改变传动比来实现发动机输出与工程机械需求之间的匹配。

(2)变速箱主要由离合器、齿轮箱、差速器和控制机构等组成。其中，离合器负责将发动机的动力传递给齿轮箱，同时实现发动机与传动系统的分离和结合。齿轮箱是变速箱的核心部分，通过不同齿轮的组合实现不同的传动比。差速器则负责在前后轮之间分配扭矩，以适应转弯和不同路面条件。控制机构则负责控制变速箱的换挡操作，包括手动和自动两种方式。

(3)在变速箱的工作过程中，发动机输出的动力首先通过离合器传递到齿轮箱。齿轮箱内的齿轮通过啮合关系，将发动机的转速降低，扭矩增大，从而适应工程机械在不同工况下的动力需求。当工程机械需要加速或爬坡时，变速箱会通过降低转速、增大扭矩的方式提供更大的动力输出。而在制动或减速过程中，变速箱则会通过提高转速、减小扭矩的方式降低工程机械的速度。整个过程中，变速箱的换挡操作由控制机构根据驾驶员的操作或自动控制系统的指令完成，以确保动力传递的平稳和高效。

1.2变速箱的分类

(1)变速箱根据驱动方式的不同，主要分为手动变速箱和自动变速箱两大类。手动变速箱依靠驾驶员手动操作离合器和换挡杆来改变传动比，具有操作简便、成本低廉等优点。而自动变速箱则通过液压或电子控制系统自动完成换挡，提高了驾驶的舒适性。

(2)在手动变速箱中，根据齿轮排列和传动比的不同，又可以分为行星齿轮式、同步器式和离合器式等多种类型。行星齿轮式变速箱结构复杂，但传动比范围大，适用于重型工程机械；同步器式变速箱换挡平稳，广泛应用于中小型工程机械；离合器式变速箱结构简单，但换挡操作较为复杂。

(3)自动变速箱根据换挡方式的不同，可分为液力自动变速箱（AT）、机械式自动变速箱（AMT）、双离合器自动变速箱（DCT）和连续变速器（CVT）等。液力自动变速箱通过液力变矩器实现无级变速，适用于中大型工程机械；机械式自动变速箱结合了手动变速箱和液力自动变速箱的优点，适用于中重型工程机械；双离合器自动变速箱通过两个离合器实现快速换挡，适用于高性能工程机械；连续变速器则通过链条或钢带实现无级变速，适用于对传动比变化要求较高的工程机械。

1.3变速箱的组成

(1)变速箱作为工程机械底盘的重要组成部分，其组成结构复杂，涉及多个关键部件。首先，离合器是变速箱的核心部件之一，它负责将发动机的动力传递到变速箱，并在换挡过程中实现发动机与传动系统的分离。离合器通常由离合器盘、离合器压盘、离合器分离轴承和离合器弹簧等组成，其工作原理是通过离合器弹簧的张力来控制离合器盘与发动机曲轴的连接与分离。

(2)齿轮箱是变速箱的主体部分，负责根据发动机转速和工程机械工作需求，通过不同齿轮的啮合来改变传动比。齿轮箱通常由输入轴、输出轴、主减速器、差速器、同步器等组成。输入轴连接离合器，输出轴连接驱动轮，主减速器负责降低发动机转速并增大扭矩，差速器则负责将动力分配到前后轮，同步器则用于实现齿轮间的平稳换挡。

(3)除了离合器和齿轮箱，变速箱还包括一系列辅助部件，如冷却器、油泵、油底壳、油滤清器、换挡机构等。冷却器用于冷却变速箱油，保持油温在合理范围内，延长变速箱使用寿命；油泵负责将变速箱油泵送到各个需要润滑和冷却的部位；油底壳则是变速箱油的储存容器，