铲土运输机械设计 教学PPT 作者 连晋毅 习题与答案

各章的练习题和解答总结1.1工程机械由哪些部分组成，有哪些类型？工程机械的基本结构是动力、底盘、机床三大部分。 有18种。 挖掘机械铲运机械建设起重机械工业车辆压实机械路面机械桩工机械混凝土机械钢筋和预应力机械内装机械凿岩机械气动工具铁路线路机械市政工程和环卫机械军事建设机械电梯和自动扶梯建设机械专用部件及其他专用建设机械。1.2铁锹运输机械的技术指标是什么？铲运机械的技术参数包括尺寸参数、质量参数、功率参数和经济参数。1.3把握铲运机械的设计步骤和机型代码的意义。1 )研究设计任务，制定设计原则2 )草图设计3 )技术设计4 )作业地图设计。机种代码由三部分组成。 首先表示类、组、类型和特性代码，中部表示主参数编号，末尾表示变体或更新代码。1.4理解铲运机械的行业发展动态。略。2.1土有哪些性能指标？强度变形：土的含水量天然的重度土的塑性土的粘性土的自然坡度方土和钢，土和土的摩擦系数土的松散系数土的凝聚力，内摩擦方土的支持能力土的密度土的空隙率等。2.2说明土的塑性的参数是什么？流动极限，轧制极限，塑性指数。2.3请简要说明土的破坏机理土体被压缩主应力沿一定方向的剪切面破坏。 不同特性的土被剪切破坏时，剪切面的方向和压缩主应力的大小取决于土的物理机械特性。2.4土体极限平衡状态下应力的关系请用莫尔斯圆分析无粘性土：极限平衡状态，满足最大与最小主应力之比粘性土：极限平衡状态下，大小主应力应满足2.5如何计算土的切削阻力？土的切削阻力是被动土的压力、土体沿滑动面移动时的摩擦阻力、土体沿推土板上升、叶片与圆弧板之间产生的摩擦阻力的水平分力、切削刃的侧面剪切土体时的阻力之和。 也可以用以下经验公式计算。3.1名词解释：自由半径、动力半径、滚动半径、理论速度、实际速度、滑动率、滚动效率、滑动效率、牵引效率、寄生功率、滑动、滑动所谓自由半径，是充气轮胎不承受载荷时的平均半径。所谓动力半径，是指充气轮胎承受载荷时轮胎向半径方向变形、向切线方向变形时从车轮中心到驱动力作用线的距离的滚动半径， 从轮胎转动时行驶的直线距离换算出的半径。理论速度是车轮纯粹滚动时的车轮心的速度即实际速度，滑动后的轮胎实际考虑行驶速度的滑动率是滑动引起的车辆实际速度的损失比例即滚动效率， 作为记述驱动轮克服滚动阻力消耗电力的参数的滑移效率，作为记述驱动轮滑移引起的消耗电力的大小的比例参数的牵引效率表示行驶机构的驱动效率，在由滚动效率和滑移效率的乘积构成的轮胎与路面之间存在滑动， 且滑动方向与车轮行驶方向相同的情况下，该滑动是所谓的滑动，在轮胎与路面之间存在滑动，并且滑动方向与车轮行驶方向相反的情况下，该滑动是所谓的滑动，寄生电力由于前后轮运动的不协调感，存在于多桥驱动车辆的前后轮之间，通过传动系统进行循环传动，是不工作的电力流。简述了3.2轮式车辆和履带式车辆的行驶原理和力学平衡及功率平衡方程式车辆的行驶原理是作用于驱动轮的扭矩，通过驱动轮与地面的相互作用，驱动轮受到来自地面的反作用力，即驱动力，该驱动力克服各种阻力使车辆前进。车辆驱动轮的力学平衡。3.3说明循环电力产生的原因、特点及规避措施循环电力的产生原因是前后轮运动不协调的特征是对外不工作，寄生于多桥驱动车辆的传动系统，增加了传动系统部件的飞行磨损，其避免措施是在某个驱动桥的传动路径上越过离合器，或者在前后桥之间安装轴间差动装置。3.4分析履带车辆接地比压的概念及影响因素履带单位接地面积的垂直负荷称为履带接地比压。 影响因素包括机器的结构质量、重心位置、作业情况和履带的结构尺寸等。3.5车辆附着性能简要说明驱动轮在地面滚动时，由于驱动转矩，在车轮与地面的接触面产生微滑，即在地面的各微小单元面产生滑动阻力反作用力，即滑动阻力反作用力和切线牵引力朝向车轮作用的同时，车轮相对于地面产生相对滑动，在地面产生滑动阻力，这称为附着性能。4.1名词解释：动力半径、滚动半径滑移、滑移实际速度、理论速度切向牵引力、牵引力、有效牵引力、附着力滚动效率滑移效率、牵引效率、排放量比是多少？切线牵引力是作用于牵引元件的与地面平行且沿着行驶方向的总推力，与数值上驱动转矩除以动力半径所得到的值相等的牵引力是牵引元件克服了自身的行驶阻力Pf2后输出的与地面平行且沿着行驶方向的推力，有效牵引力是牵引元件克服了车辆的总行驶阻力之后， 与能够向外部输出有效功能的地面平行且沿着行驶方向的推力即附着力是最大滑移率下的牵引力即排出量比是液压系统的实际排出量与额定排出量的比。4.2说明牵引性能匹配的准则吗？为了确保机械工作周期中可能出现的最大阻力扭矩不超过发动机的最大输出扭矩，并获得必须避免发动机熄火的较大平均输出，发动机必须在工作周期的大部分时间内在调速区域工作。4.3对循环型作业机械和连续型作业机械，说明合理匹配的条件连续型作业机械：作业装置以设计要求的平均功率Px连续作业时，必须保证发动机正好以最大平均输出功率工作。 行走机构在最大生产率的情况下工作(即额定滑移率的情况)。循环型作业机械：1)由发动机扭矩决定的最大牵引力必须大于由地面附着条件决定的最大牵引力(即附着力)。 ； 2 )发动机额定动力工况必须符合行驶机构的最大生产力工况，即=； 3 )工作装置的容量必须符合额定牵引力。4.4流体机械传动机械与机械传动机械相比，合理符合条件是如何变化的？1 )应首先匹配发动机和液力变矩器，选择合适的液力变矩器直径，得到合理的发动机和液力变矩器一起工作的输出特性2 )在发动机和液力变矩器一起工作的输出特性上的最大动作扭矩(对应的液力变矩器输出轴最大扭矩) 3)发动机和液力变矩器联合工作输出特性的最大功率情况应当与行驶机构的最大生产率情况一致4 )机械铲斗过程的最后平均最大功率电阻应当等于额定有效牵引力5 )机械1速的理论空载行驶速度与涡轮机最大输出时对应的理论速度之比为1.04.5静液压传动的设备与流体机械传动的设备相比，合理的适用条件如何变化？1 )在静液压传动系统中，由于齿轮比能够在较宽的范围内任意调节，因此没有发动机熄火的问题，因此在匹配时重点考虑系统的传动效率，必须使液压泵位于0.3容量比的位置时的驱动扭矩低于发动机的最大扭矩。 2 )为了利用全滑动旋转正常地保持液压系统的温度上升，必须使与静液压传动系统的最高适合压力对应的最大牵引力Pkpmax大于地面附着力P，即，pkpmaxp的3 )与静液压系统的额定压力PH对应的牵引力成为行驶机构的额定滑动率H4.6如何进行发动机与液力变矩器的合理匹配？进行发动机与液力变矩器的匹配计算时，从无变矩器原因的原始特性开始，首先按照一定的合理匹配原则进行发动机与液力变矩器的联合动作输入特性的匹配计算，确定液力变矩器的循环圆直径，然后确定液力变矩器的涡轮机即发动机与液力变矩器共同工作的输出特性，成为后者的牵引特性的配置计算的依据。为了尽可能地增大液力变矩器的有效输出，可以将发动机的额定壳体(最大输出点)配置在液力变矩器的有效工作区域的中央部，使液力变矩器的齿轮比的负载抛物线穿过发动机的额定点。 然后，选择液力变矩器的作业效率区域的中部附近的34处作为发动机的额定功率的匹配位置，制作共同作业的输出特性，计算平均输出功率。 在比较这些不同的匹配点时，必须根据机器种类综合考虑动力性和经济性指标。决定液力变矩器循环园径时，应综合考虑全功率匹配和部分功率匹配的工作特点，对不同机型和不同工作情况进行全面评估和决定。4.7静液压执行元件的参数选择如何进行？1 )系统的额定工作压力的配置能够满足工作负荷的要求和液压设备的寿命的要求，即液压系统的额定工作压力PH一般以系统的最高工作压力Pm为基准来决定2 )液压马达的参数选定应满足工作负荷和工作速度的要求，在机械以额定负荷进行作业时， 马达必须以最大排量工作，也就是说马达的最大排量必须通过下式计算3 )液压泵的参数必须满足系统的工作压力和马达流量的需求。 其中，泵的工作压力与系统的额定工作压力PpH、系统补油压力Pr和管路损失之和p相等的泵的流量由马达的最大排出量时的最大工作速度决定，以满足马达的流量为基础，可以通过Qp=(1.11.3)Qm进行计算。4.8如何获得平均大有效牵引功率？为了获得较大的有效牵引力，首先必须使发动机在工作周期的大部分时间内在接近额定点的调速区间内工作。 匹配时，作业装置在设计所要求的平均工作阻力Px下工作时，必须保证发动机正好以最大平均输出功率工作，行驶机构以最大牵引效率工作(即，轮式车辆的打滑率为10%左右，履带式车辆的打滑率为5%左右)。4.9向右扩展牵引性能曲线的好处是什么？向右展开牵引性能曲线，可以扩大机械高效工作区域，扩大机械对不同工作阻力的适应范围，使机械有效牵引功率曲线平滑，增大平均有效牵引功率，提高机械整体工作性能。4.10说明动力因子的概念和用途动力因子反映了减去风阻后，能够得到单位机重的滚动阻力、坡道阻力、克服惯性阻力的切线牵引力。 可以表达如下：学习了利用4.11牵引性能曲线进行整体一致性分析。单元整体一致性的分析必须在几个方面加以考虑。 首先，对各特征情况下的机械牵引性能的基本指标和牵引特性图进行了初步评价，接着，根据各级的有效牵引功率曲线和行驶速度曲线的分布状况，可以考察各级的齿轮比的分配和牵引力、行驶速度的适应性能，还可以考察各特征情况下的牵引效率， 根据滚动效率和滑移效率，在可分析发动机额定功率分配和牵引效率构成的牵引特性图中用垂线表示各特征工况的位置，比较合理符合的工况条件，进一步分析牵引性能和燃料经济性不良的原因，更全面地评价机械的动力性和经济性5.1工程车辆重心位置如何确定？工程车辆的重心位置主要指纵向布置，横向一般对称布置在机械纵轴中心线上，重心高度满足地间隙要求时，应尽量降低，以提高稳定性。 确定机器的重心位置通常采用重叠计算或实际测量两种方法来决定。 具体的计算公式参照教材。5.2推土机的重心位置和外载如何影响整个机组的接地比压分布？1 )重心位置的影响推土机的重心位置对整体性能影响很大。 合适的重心位置可使接地比压均匀，地面反作用力的合力位于履带接地长度中心，可提高推土机的牵引附着性能、通过性及稳定性。重心的配置偏离接地中心时，刀具强制进入土中时，后端接地比压大幅度增加，履带后面的下沉(软地)和刀具无法进入土中，产生压曲现象(硬地)的重心配置比接地中心前进时，刀具满载而上升时，前端接地比压大幅度增加，履带前另外，满足推土箱接地比压均布的要求，在叶片、升降机、运输等箱体中，由于外负荷的变化，无法进行接地比压均布。 因此，必须保证主要工况的接地比压均匀分布。 其他外壳的接地比压不能大不相同。 否则，要说明和调整重心配置不当。2 )外负荷的影响推土机作业过程中，由于外负荷的变化，接地比压重新分布，压力中心发生位移。 重心配置在接地中心时，强制进入土中时，土对刀具的反作用力有上升的倾向，接地比压变得不均匀，前端小，后端大，压力中心向后移动。 此时，为了使接地比压均匀，请将压力中心移动到履带接地中心，并向前移动，以免重心位于接地中心。 与此相反，普通推土机和推土铲上升时，土对推土铲的反作用力下降，接地比压不均匀，前端大后端小，压力中心前进。 此时，为了使接地比压均匀，即使重心未配置在接地中心，也请向后移动，以使压力中心位移到履带接地中心。实际上，在任何情况下推土机履带接地比均匀分布，无法要求压力中心保持在接地中心，因此只能对推土机整体性能产生最大影响，发现频繁遇到的情况。5.3如何计算推土机的作业稳定性和坡道稳定性？推土机的作业稳定性有推土机的稳定性和牵引稳定性。 推土稳定性的计算有切削工况和刀片工况两种。切削状况的计算条件是推土机在水平地面作业，深度最大，刀片充满，以最大牵引力等速前进的同时拉起刀具的瞬间。 此时作用于刀具的负荷是土对刀具的切削反作用力、提高刀具对土的剪切阻力、刀具抬起时产生的土的重量。 在这种情况下，由于与刀具垂直的载荷方向全部向下，所以压力中心前进。 如上所述，压力中心的前进量不要过大。 否则，接地比压变得非常不均匀，附着性能降低，不仅容易压曲，运转阻力也大大增加，行走装置的磨损加快。 压力中心的移动范围一般在履带接地中心的两端分别为接地长度的1/6。 从压力中心到驱动链轮中心的水平距离，设从最前端下辊到驱动轮中心的水平距离为必须保证。推土机状况的计算条件是推土机在水平的地面上等速运动，强制将刀具放入土中。 此时，土相对于刀具垂直地反作用力方向朝上，因此压力中心向后移动。 同样，压力中心后的移动量请勿增大。 从最末端下辊到驱动轮中心的水平距离，为了避免上升现象必须保证0。牵引稳定性：此时稳定性计算的条件是推土机在水平地面上，以最大钩牵引力进行等速直行牵引作业。 为了避免仰视的压曲现象，必须设为。推土机坡道的