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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