1 概述
1.1 轮胎压路机的现状及发展趋势
我国轮胎压路机从技术引进、仿制、到自行开发已历经20 多年的岁月。目前已拥有以徐工、洛建、上海金泰等为主的多家压路机制造企业和科研机构，形成了一个能够自主开发与设计制造的完整体系。20 世纪80 年代，徐工、洛建先后引进了世界上最先进的瑞典DYNAPAC 公司的CP 系列轮胎压路机和德国宝泰克公司的PR 系列轮胎压路机设计、制造技术，经过消化、吸收和创新，使我国的压路机赶上和接近了世界先进水平。目前轮胎压路机形成了以16-30t 为主导的系列产品，基本上满足了国内工程建设的需要，并具有了一定的出口创汇能力。
世界上先进的轮胎压路机，除了具有高技术含量和稳定的可靠性外，而且在外观造型、操作安全舒适、自动化等方面都有突破。流线型、大倾角的外形设计，机罩可借助空气弹簧打开，大大方便了维护保养。带空调的驾驶室宽敞明亮、造型优美、室内噪音低，方向盘的高度及倾角可调，设置靠背座椅，使驾驶人员工作舒适。
自动化、智能化的微电子技术更是得到广泛的应用。如BOMAG 公司采用液压阀自动控制，使压路机上下坡时具有更好的牵引性及更强的爬坡能力；INGERSOLL-RAND 公司在其产品上配置了可精确监控压实工况及数据处理的电子控制系统，而我国占有市场70%以上的徐工和洛建的压路机，采用的仍是20 世纪80 年代引进的技术。由此可见，我国压路机产品与国外的差距主要表现在可靠性、自动化、操纵安全性、舒适性及外观造型等方面。制造技术则表现在先进性方面的差距，如钢材及质量、橡胶密封件不过关、基础工艺薄弱、工艺装备精度低、设备配套性差、检验、试验手段缺乏等。
因此，轮胎压路机的发展趋势是结构更趋先进、技术性能更趋完善，可靠性大大提高，附加功能增加，新工艺、新材料、新方法的采用使零部件制造和装配工艺性得到进一步改善，操作控制系统向全电液操纵和电子监控方面发展，外观造型向流线型方向发展，整机给人以爽必悦目的感觉。总之，轮胎压路机的设计和制造正向着高效、多能、安全、可靠、舒适、高自动化和低公
害的方向发展。
1.2 课题简介
1.2.1 课题来源
本课题为YL25 型轮胎压路机设计，来源于徐工集团。徐工集团是以生产工程机械为主的大型企业，是徐州市的支柱产业。
随着国民经济的飞速发展，使公路建设不断发展，特别是高等级公路的高速发展，不仅对道路交通提出了更高的要求，道路重载、高速车流量大，对道路的质量尤其是路面质量提出了更高的要求，从而对压路机的需求量不断增加，尤其是大吨位压路机，而目前徐工集团仅有16t、20t 和30t 三种机型，满足不了市场需求。为使徐工集团轮胎压路机系列化，从而设计开发YL25 型轮胎压路机，以满足市场需求，加快国民经济的发展，为我国的“四化”建设做出贡献。
1.2.2 YL25 型轮胎压路机技术任务书
（1）设计依据。JG /T5023—1992《轮胎压路机技术条件》、JG/T74—1999《轮胎压路机型式、基本参数与尺寸》。
（2）产品用途及使用范围。YL25 型轮胎压路机属超重型自行式静作用压路机。具有强大的静压力和优越的压实性能，适用于压实沥青路面、基础层、次基础层及填方工程，广泛用于各种交通道路、机场港口、大坝等大型工程的压实作业。
（3）基本参数及主要技术性能指标最小工作
质量（kg）14500
最大工作质量（kg）26000
轴距（mm）3840 轮
距（mm）490 前
后轮重叠量（mm）≥45 爬
坡能力20% 接
地比压（kpa）200-420
最小转弯半径（前轮外侧）（mm）≤9000
工作速度（km/h）
前进Ⅰ档 6.5
前进Ⅱ档11
前进Ⅲ档19
后退 5
发动机型号D6114ZG39A 功率（KW）115
转速（r/min）2000
（4）国内外同类产品水平分析比较
（5）成本预算及市场分析
YL 型轮胎压路机结构重量 14t，成本 4.2 万元，加工及管理费用约 5 万元，外配套件成本 8 万元，7t 铁配重1.3 万元，销售费用2 万元，估计生产成本20 万元。销售价格32 万元，市场需求量应在100-150 台左右。1.2.3 本课题研究的主要内容及方法
由于YL25 轮胎压路机设计任务重，工作量大。本课题研究内容主要是进行总体方案设计和主要系统设计。拟采用的设计方法及步骤如下：
（1）方案设计
1）传动方案设计
2）悬挂方案设计
3）摇摆机构方案设计
4）转向操纵方案设计
5）制动方案设计
6）洒水系统设计
7）气路系统方案设计
8）机身方案设计
9）新技术应用
（2）总体设计
1）基本参数确定。
2）轮胎变形特性和平均比压设计。
3）行驶速度和速比分配。
4）动力选择和牵引力计算。
5）各种工况的阻力、附着力和功率计算。6）稳定性设计。
7）爬坡能力设计。
8）生产率计算。
9）传动系统设计。
10）转向参数计算。
11）制动参数计算。
12）链传动计算。
（3）主要系统设计
1）液压转向系统设计。
2）制动系统设计。
3）前轮设计。
4）后轮设计。
2 方案设计
为了确保技术任务书提出的各项技术性能指标的实施，参考了德国宝泰克公司的PR 系列轮胎压路机、德国宝马公司的BW 系列轮胎压路机及瑞典DYNAPAC 公司的CP 系列轮胎压路机的结构特点和技术性能，并结合我国现有的轮胎压路机的结构特点和技术性能制定了方案设计。
2.1 传动方案设计
传动方案设计了三种。
方案1：采用液力变矩器，动力换档变速箱、带自动差速装置的驱动桥等，如瑞典 DYNAPAC 公司的轮胎压路机。其优点：(1)压路机具有自动适应性，不论外载荷如何变化，柴油机始终保持在额定工况下工作。(2)压路机起动、变速平稳无冲击。(3)液力变矩器本身是一个无级自动变速器，故变速箱的档数可以减少，并且动力换档变速箱的变速机构是湿式离合器。换档操纵轻便灵活，能减轻驾驶员的劳动强度。其缺点：(1)成本略高于机械传动，机械效率偏低。(2)系统不成熟、维修困难。
方案2：采用机械传动，沿用徐工集团老产品的结构
