现代工程机械设计技术及应用PDF电子书下载

第1章 工程机械现代技术概述与总体设计 1

1.1工程机械现代设计技术概述 1

1.1.1非公路用机动设备柴油机现代技术 1

1.1.2工程机械现代液压技术发展 1

1.1.3工程机械现代动力传动技术发展 2

1.1.4工程机械现代多体动力学技术发展 2

1.2工程机械总体设计 3

1.2.1工程机械的使用性能 3

1.2.2工程机械设计过程 4

1.2.3工程机械总布置 7

1.2.4工程机械CAD技术简介 10

第2章 工程机械发动机选型及其现代技术 11

2.1发动机的基本性能 11

2.1.1动力性 11

2.1.2经济性 11

2.1.3振动与噪声 12

2.1.4可靠性与耐久性 12

2.1.5排气净化 12

2.1.6启动性能 13

2.2工程机械发动机的选型 13

2.2.1发动机基本形式的选择 13

2.2.2发动机主要性能指标的选择 14

2.3工程机械发动机辅助系统设计 15

2.3.1空气滤清器 15

2.3.2消声器 16

2.3.3散热器的选择与安装 16

2.3.4风冷发动机冷却系统安装要求 18

2.3.5发动机运转状态监测 18

2.3.6发动机润滑油 18

2.4发动机悬置系统设计 19

2.4.1悬置设计要求 19

2.4.2悬置系统激振源 19

2.4.3悬置系统的布置 20

2.4.4悬置软垫设计 21

2.4.5发动机飞轮壳结合面静态弯矩的校核 21

2.5工程机械用柴油机现代技术概述 22

2.5.1现代柴油机系统仿真模型 22

2.5.2现代柴油机关键系统 22

2.5.3现代柴油机技术的发展方向 26

2.6工程机械用柴油机排放技术 27

2.6.1柴油机排放物 27

2.6.2柴油机排放法规与实施 27

2.6.3欧美第三阶段排放解决方案 29

2.6.4欧美第四阶段排放解决方案 30

2.6.5排放技术今后的发展 32

第3章 工程机械行驶理论与牵引性能 33

3.1土壤的物理性质 33

3.1.1土壤切应力与剪切变形的关系 33

3.1.2土壤的切削理论 34

3.1.3土壤的其他物理性质 35

3.2轮式工程机械行驶理论 37

3.2.1概述 37

3.2.2轮胎的选定 38

3.2.3轮胎运动学 39

3.2.4轮胎动力学 40

3.2.5影响滚动阻力的因素 42

3.2.6驱动轮的滑转效率与附着性能 42

3.2.7轮式工程机械行驶效率 44

3.3履带式工程机械的行驶理论 45

3.3.1履带式工程机械行驶机构组成 45

3.3.2履带式工程机械行驶原理 46

3.3.3履带行驶机构运动学 46

3.3.4履带行驶机构动力学 47

3.3.5履带行驶机构的附着性能及其影响因素 49

3.3.6履带行走机构的效率 49

3.4工程机械牵引性能 50

3.4.1牵引力平衡 50

3.4.2牵引功率平衡 51

3.4.3牵引特性 53

第4章 工程机械传动系统设计与分析 56

4.1传动系统设计概述 56

4.1.1传动系统的功用 56

4.1.2传动系统类型 56

4.1.3传动系统传动比确定 59

4.2主离合器和液力变矩器设计 62

4.2.1主离合器的设计要求和选型 62

4.2.2主离合器主要参数的确定 63

4.2.3主离合器的设计 65

4.2.4液力变矩器的结构和工作原理 66

4.2.5液力变矩器的特性 66

4.2.6液力变矩器与发动机共同工作的输入特性 69

4.2.7液力变矩器与发动机共同工作的输出特性 73

4.2.8液力变矩器与发动机的合理匹配 74

4.2.9液力变矩器的选型 77

4.3变速箱设计与分析 78

4.3.1机械式变速箱 78

4.3.2定轴式动力换挡变速箱 82

4.3.3行星式动力换挡变速箱 85

4.3.4行星变速箱工作特性分析 89

4.4传动轴和驱动桥设计 104

4.4.1传动轴 104

4.4.2轮式驱动桥 106

4.4.3履带式驱动桥 107

第5章 工程机械制动系统和转向系统设计 109

5.1制动系统概述 109

5.2制动器的结构形式选择 110

5.2.1鼓式制动器的结构形式及选择 110

5.2.2盘式制动器的结构形式及选择 111

5.3制动系统主要参数及其选择 112

5.3.1制动力与制动力分配系数 112

5.3.2同步附着系数 114

5.4转向系统概述 115

5.4.1转向系统的基本要求 115

5.4.2转向方式的分析和选择 115

5.4.3动力转向系统设计要求 116

5.5铰接式转向系统设计 117

5.5.1铰接式转向的特点 117

5.5.2铰接式转向运动分析 117

5.5.3铰接式转向动力分析 119

5.5.4转向液压缸铰点位置设计 120

5.5.5铰接式全液压转向系统 121

第6章 轮式装载机动力系统工作特性研究 122

6.1 80型轮式装载机动力系统模型 122

6.1.1发动机模型 124

6.1.2液力变矩器模型 125

6.1.3变速箱-驱动桥模型 126

6.1.4变速箱换挡离合器模型 130

6.1.5车体运动模型 131

6.1.6湿式制动器模型 132

6.1.7变速液压泵模型 133

6.1.8工作液压泵模型 133

6.1.9转向液压泵模型 135

6.1.10辅助液压泵模型 136

6.2 80型轮式装载机动力系统行驶工作特性研究 136

6.2.1起步过程动力系统工作特性 136

6.2.2高速行驶动力系统工作特性 141

6.3 80型轮式装载机动力系统铲装作业工作特性研究 147

6.3.1全油门“KD”换挡方式铲装作业分析 147

6.3.2全油门非“KD”方式铲装作业 150

6.3.3部分油门“KD”方式铲装作业 154

6.3.4不同方式铲装作业动力系统工作性能对比分析 157

6.4轮式装载机限滑差速系统行驶驱动性能研究 158

6.4.1限滑差速器简介 159

6.4.2限滑差速系统工作原理及模型建立 159

6.4.3限滑差速器性能评价参数 163

6.4.4整车重心变化规律 165

6.4.5带限滑差速器装载机驱动性能分析 166

第7章 工作装置现代设计 175

7.1工作装置机构设计 175

7.1.1工作装置设计要求 175

7.1.2铲斗设计 175

7.1.3工作装置连杆机构设计 177

7.2工作装置结构有限元分析 181

7.2.1有限元法分析基本流程 181

7.2.2基于整机结构的有限元分析 183

7.2.3整体结构多体系统分析 185

7.2.4整体结构有限元分析 190

7.3轮式装载机液压系统设计与分析 203

7.3.1工作装置液压系统的组成和性能要求 203

7.3.2工作装置液压系统工作特性与能耗分析 203

7.3.3转向液压系统工作特性与能耗分析 214

7.3.4装载机液压系统改进研究 229

第8章 工程机械人-机-环境系统设计 233

8.1概述 233

8.2工程机械噪声控制 233

8.2.1工程机械噪声源 234

8.2.2工程机械噪声传播途径 235

8.2.3工程机械的噪声控制 235

8.3工程机械驾驶室宜人化气候环境 237

8.3.1驾驶室通风 238

8.3.2驾驶室采暖 238

8.3.3驾驶室制冷 238

8.3.4驾驶室的隔热与密封 238

8.4振动压路机乘坐舒适性 239

8.4.1振动压路机整机动力学模型 239

8.4.2振动压路机振实作业工况乘坐舒适性 241

8.4.3振动压路机转场行驶工况乘坐舒适性 243

8.5轮式装载机整车结构系统动力学研究 245

8.5.1液压缸动态特性分析 245

8.5.2装载机整车结构系统虚拟样机模型 250

8.5.3装载机整车结构系统多体动力学分析 251

8.5.4装载机行驶稳定系统分析 264

第9章 工程机械造型设计 268

9.1概述 268

9.1.1工程机械造型设计的任务 268

9.1.2工程机械驾驶室造型设计 269

9.1.3发动机罩造型设计 272

9.2驾驶室内部件人机工程设计 273

9.2.1人体尺寸的测量 273

9.2.2人体模型 273

9.2.3座椅设计 274

9.2.4驾驶室内操纵器的设计 276

9.2.5仪表板的设计 279

9.3驾驶室内部布置工具 281

9.3.1最佳H点的分析和应用 281

9.3.2眼椭圆 283

9.3.3头部转动点（P）和眼点（E） 284

9.3.4驾驶员的头廓包络线 285

9.3.5驾驶员膝部位置曲线 285

9.3.6驾驶员腹部位置曲线 286

9.3.7驾驶员手伸及界面 286

9.4装载机驾驶室作业空间设计 287

9.4.1装载机驾驶室作业空间设计概述 287

9.4.2方向盘的布置 289

9.4.3仪表板的布置 290

9.4.4工作装置操纵杆的布置 292

9.4.5转向灯、雨刷器等组合开关和行走装置变速杆的布置 292

9.4.6其他手控操纵器的布置 293

9.5装载机驾驶室人机工程学仿真 293

9.5.1视野仿真 293

9.5.2驾驶坐姿仿真 294

9.5.3驾驶员手伸及界面仿真 299

9.5.4装载机驾驶室色彩设计 299

9.6工程机械色彩设计 301

9.6.1工程机械色彩设计应遵循的设计原则 301

9.6.2装载机整车色彩设计 302

第10章 工程机械系统热平衡技术 304

10.1发动机燃烧放热和冷却计算 304

10.1.1发动机放热量计算 304

10.1.2发动机传给冷却液热量 305

10.1.3废气带走热量 305

10.1.4机体散热 305

10.1.5风扇的主要性能参数 306

10.1.6发动机能量去向分析 306

10.2液力变矩器工作热特性分析 307

10.2.1液力变矩器的能量损失 307

10.2.2液力变矩器工作热特性 308

10.3装载机液压系统能耗分析 309

10.3.1 Ⅰ形铲装工况液压系统能耗分析 309

10.3.2液压系统传热分析 311

10.3.3多种作业方式液压系统热特征 313

10.4车辆散热器性能 316

10.4.1车辆散热器简介 317

10.4.2波纹翅片换热机理 317

10.4.3散热器数值模型的建立 319

10.4.4散热器波纹翅片结构参数分析 323

10.5装载机动力舱换热特性分析 326

10.5.1动力舱物理模型建立 327

10.5.2动力舱换热性能分析 328

10.5.3动力舱改进分析 331

参考文献 334