畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工程鉆機(jī)—履帶行走部分設(shè)計(jì)

1、工程鉆機(jī)一履帶行走部分設(shè)計(jì)摘要工程機(jī)械是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及國(guó)防工程施工中使用的重要技術(shù)裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，尤其是城市建設(shè)、民用建筑、水利建設(shè)、道路構(gòu)筑、機(jī)場(chǎng)修建、礦山 開(kāi)采、碼頭建造、農(nóng)田改良中，工程機(jī)械起著越來(lái)越重要的作用。我國(guó)的工程機(jī) 械行業(yè)目前進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展階段，推、挖、裝、起重、鏟土運(yùn)輸、筑路、農(nóng) 用機(jī)械等各種品種齊全并形成了系列化，各種工程機(jī)械雖然品種很多但基本上可 劃分為動(dòng)力裝置、行走裝置和工作裝置。履帶行走裝置的挖掘機(jī)履帶行駛系統(tǒng)包括車(chē)架。行走裝置和懸架三部分。車(chē)架是整體骨架，用來(lái)安裝所有的 總成和部件。行走裝置用來(lái)支持機(jī)體，把動(dòng)力 裝置傳到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檐?chē)

2、輛工作與行駛所需的驅(qū)動(dòng)力和 速度。懸架是車(chē)架和行走裝置之間互相傳力的連接裝置。本文在詳述履帶行走裝置整體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，又對(duì)驅(qū)動(dòng)輪、拖鏈輪、導(dǎo)向輪、 支重輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)一些關(guān)鍵部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核計(jì)算。對(duì)各個(gè)輪的加工 工藝有粗略的描述。本文還詳述了減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括軸、齒輪的選擇及校核。關(guān)鍵詞：整體設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)輪；支重輪；減速系統(tǒng)AbstractConstruction Machinery is a national economic construction and national defense construction in the importance of the use of t

3、echnical equipment, construction in the national economy, especially in urban construction, civil construction, water conservancy, road building, airport construction, mining, pier construction, agricultural improvement, mechanical engineering is playing an increasingly important role. China's c

4、onstruction machinery industry has now entered a phase of rapid development, pushing, digging, loading, lifting, shoveling transport, roads, agricultural machinery and other species and formed a complete series, all kinds of construction machinery but although many species can basically be classifie

5、d into power plant, operating equipment and working equipment.Crawler excavator crawler traveling device system includes the frame. Walking devices and suspension of three parts. Overall skeleton frame is used to install all the assemblies and components. Walking device used to support the body, the

6、 power plant came on the drive wheel torque and rotary movement into a vehicle required for work and driving the driving force and speed. Suspension is a walking frame and transmission device between the connected devices.In this paper, detailed walking track devices based on the overall design, but

7、 also on the driving wheel, drag chain, guide wheel, supporting wheels structure design, for some of the key parts of the design verification calculation. For each round of processing technology has a rough description. This article also details the system design, including speed shaft, gear selecti

8、on and verification.Keywords: the overall design, wheel, supporting wheels, slowing the Department目錄摘 要 IAbstract I I第一章前言 11.1 國(guó)內(nèi)履帶式液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的現(xiàn)狀 1第二章履帶式行走裝置的總體方案設(shè)計(jì) 42.1 履帶式行走裝置的特點(diǎn) 42.2 國(guó)內(nèi)履帶式液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的發(fā)展趨勢(shì) 42.3 產(chǎn)品的主要技術(shù)要求 52.4 總體設(shè)計(jì)依據(jù) 52.5 履帶式行走裝置的功用與組成 5驅(qū)動(dòng)輪 6支重輪 6導(dǎo)向輪 7緩沖裝置 7托鏈輪 7履帶 82.6 考慮到的若干方案的比較 82.7 履帶

9、式行走裝置的接地比壓 92.8 運(yùn)行阻力計(jì)算 10履帶支承長(zhǎng)度L、軌距B和履帶板寬度b 10履帶的張緊度計(jì)算 10節(jié)距 10運(yùn)行阻力計(jì)算 112.9 擬定和分析傳動(dòng)方案 12第三章傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)及各零部件的設(shè)計(jì) 133.1 選擇液壓馬達(dá) 133.2 液壓馬達(dá)選取 133.3 液壓泵的選取 14第四章驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)計(jì) 154.1 驅(qū)動(dòng)輪的整體設(shè)計(jì) 154.2 驅(qū)動(dòng)輪的形狀 15驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu) 15驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 154.3 驅(qū)動(dòng)輪各部分結(jié)構(gòu)尺寸 164.4 軸的設(shè)計(jì) 17軸直徑的確定 17心軸的強(qiáng)度校核 174.5 軸承的計(jì)算 184.6 驅(qū)動(dòng)輪的加工工藝 19工藝方案 19工藝基準(zhǔn)選擇 2

10、0加工順序的安排 204.7 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 20第五章支重輪和托鏈輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 215.1 支重輪的直徑 21支重輪的摩擦阻力Fw" 21支重輪的摩擦阻力 21支重輪軸強(qiáng)度的校核： 215.2 支重輪的加工工藝 23選材及結(jié)構(gòu) 23熱處理 23表面噴丸 24壓力機(jī)壓銅套 245.3 托鏈輪輪及軸的強(qiáng)度校核 25根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 25根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的剪力圖與彎矩圖 26確定材料的許用切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力 27校核軸的剪切應(yīng)力及彎曲強(qiáng)度 27第六章 導(dǎo)向輪的整體設(shè)計(jì) 286.1 導(dǎo)向輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29導(dǎo)向輪的結(jié)構(gòu)形狀 29輪軸的設(shè)計(jì) 29軸徑 d 的確定 29軸的強(qiáng)度

11、校核 306.3 導(dǎo)向輪外部尺寸 31輪的尺寸 316.4 軸承的計(jì)算 32驗(yàn)算軸承的平均壓力P（單位./MPa） 32驗(yàn)算軸承的pv（單位Mpa.m/s）值 33驗(yàn)算滑動(dòng)速度v（單位m/s） 336.5 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 33第七章履帶的選擇 34第八章履帶張緊裝置 358.1 結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要求 35結(jié)構(gòu)形式 35對(duì)張緊裝置的設(shè)計(jì)要求是： 358.2 設(shè)計(jì)方法 37履帶的張緊度 37緩沖彈簧白預(yù)緊力Phi和最大彈性行程時(shí)的張力Ph2。 38緩沖彈簧的彈性行程Sy 38張緊裝置零件的壽命計(jì)算工況 38結(jié) 論 39致謝 40參考文獻(xiàn) 41第一章 前言1.1 國(guó)內(nèi)履帶式液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的現(xiàn)狀底盤(pán)的作用是

12、支承、安裝發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成車(chē)輛的整體造型，并動(dòng)力，使整車(chē)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證正常行駛。我國(guó)生產(chǎn)履帶底盤(pán)的歷史較短，與起重機(jī)的發(fā)展基本相同，與世界先進(jìn)國(guó)家相比， 國(guó)內(nèi)履帶底盤(pán)的技術(shù)含量低、系列化程度低，在制造和設(shè)計(jì)上還存在一定的差距。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)的快速發(fā)展，給履帶底盤(pán)的發(fā)展帶了機(jī)遇，系列得以不斷的提高。履帶式與輪式底盤(pán)的比較行走依靠履帶裝置的的底盤(pán)為履帶式底盤(pán)，行走依靠輪胎前進(jìn)的底盤(pán)為輪胎式底盤(pán)，履帶式底盤(pán)具有全回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)，起升高度大，牽引系數(shù)高，爬坡度大，行駛速度低，行駛過(guò)程中可能對(duì)路面造成損壞，一般不宜在公路上行駛。履帶式與輪胎式相比，因履帶與地面接觸面積大，故對(duì)地面平均比壓小

13、，可在松軟、泥濘地面上作業(yè)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)履帶底盤(pán)的主要廠(chǎng)家有寧波邦力、濟(jì)寧一飛工程機(jī)械、奉化優(yōu)嘉力液壓、上海五一重工挖掘機(jī)履帶總成、寧波杰瑞液壓傳動(dòng)。（ 1）寧波邦力專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)橡膠和鋼制履帶行走底盤(pán)，有5 噸、 8 噸、 12 噸，最大克最大130 噸的底盤(pán)行走，產(chǎn)品大量用于各種履帶行走機(jī)構(gòu)中，有挖掘機(jī)，鉆機(jī)，煤礦設(shè)備等行業(yè)中；同時(shí)，專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)非開(kāi)挖鉆機(jī)履帶底盤(pán)，各種鉆機(jī)履帶行走底盤(pán)。結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)： 支承主機(jī)重量，具有前進(jìn)、后退轉(zhuǎn)彎行走之功能。 橡膠履帶采用日本技術(shù)生產(chǎn)的建筑機(jī)械型，承載能力、牽引力大，噪音低，不傷及柏油路面，具有良好的行駛性能。 配有內(nèi)藏式低速大扭矩馬達(dá)行走減速機(jī)，具有高通過(guò)性能

14、。 形行走架，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度大，利用折彎加工。 支重輪、導(dǎo)向輪采用深溝球軸承，一次性加黃油潤(rùn)滑，免使用中維護(hù)和保養(yǎng)加油。 軸端雙密封結(jié)構(gòu)，保證潤(rùn)滑油密封不外漏，并能防止泥水進(jìn)入輪腔。 支重輪，導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪齒采用合金鋼并經(jīng)淬火處理，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)。 彈簧漲緊機(jī)構(gòu)彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。性能參數(shù)： 底盤(pán)自身質(zhì)量1.4t ，機(jī)械允許總重6-6.5t 。履帶高度低，H=466mm 行駛速度高v=2-4Km/h 。行走液壓馬達(dá)減速機(jī)工作壓力 PH=20Mpa Q總=1634ml/r , MH=5724Nm=（ 牽引力大，T=5536kg,牽引能力92%（理論值），爬坡能力a >30°

15、;。（ 地比壓力p=0.038Mpa。目前該產(chǎn)品從4T 到 18T 已成系列化批量生產(chǎn)。（ 2）濟(jì)寧一飛專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)各種進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)，推土機(jī)，攤鋪機(jī)，旋挖鉆機(jī)，給料機(jī)，裝載機(jī)等各種工程機(jī)械鏈軌，履帶總成，各種鏈軌節(jié)，鏈軌合件，銷(xiāo)套，履帶板及四輪產(chǎn)品。各種型號(hào)小挖橡膠履帶，橡膠塊，節(jié)距101， 106，135， 140， 154， 160， 171， 190， 203， 216， 228， 240， 260等 10余種規(guī)格，上百個(gè)系列。（ 3）奉化優(yōu)嘉力系列履帶底盤(pán)選用高品質(zhì)的行走馬達(dá)、減速機(jī)，體積小、重量輕、輸出扭矩大、制動(dòng)可靠，整體行走機(jī)構(gòu)更加緊湊。（ 4）上海五一重工主要經(jīng)營(yíng)進(jìn)口挖掘機(jī)、推

16、土機(jī)底盤(pán)件。直接從國(guó)外生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)貨, 以意大利，日本，韓國(guó)底盤(pán)件為主。產(chǎn)品有進(jìn)口挖掘機(jī)、推土機(jī)履帶總成：支重輪、引導(dǎo)輪、托鏈輪、驅(qū)動(dòng)輪、鏈軌、螺栓、鏈板、鏈節(jié)、斗軸、肖、套等。這些優(yōu)質(zhì)進(jìn)口零件廣泛應(yīng)用于：（CATERPILLAR卡特、（KOMATSU、松、（HITACHI 日立、（KATQ 力口藤、（SUMITOMOft友、（KOBELQO申鋼、（DAEWOO 大宇、（HYUNDAI現(xiàn)代等各種進(jìn)口或合資挖掘機(jī)、推土機(jī)，重型工程機(jī)械。（5）寧波杰瑞專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)橡膠JRXD系列和鋼制履帶JRLD亍走底盤(pán)，有5噸、8 噸、12 噸， 最大克最大130 噸的底盤(pán)行走，產(chǎn)品大量用于各種履帶行走機(jī)構(gòu)中，有挖掘

17、機(jī)，鉆機(jī)，煤礦設(shè)備等行業(yè)中；同時(shí)，專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)非開(kāi)挖鉆機(jī)履帶底盤(pán)，各 種鉆機(jī)履帶行走底盤(pán)。結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)：支承主機(jī)重量，具有前進(jìn)、后退轉(zhuǎn)彎行走之功能。 橡膠履帶采用日本技術(shù)生產(chǎn)的建筑機(jī)械型，承載能力、牽引力大，噪音 低，不傷及柏油路面，具有良好的行駛性能。 配有內(nèi)藏式低速大扭矩馬達(dá)行走減速機(jī)，具有高通過(guò)性能。 形行走架，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度大，利用折彎加工。 支重輪、導(dǎo)向輪采用深溝球軸承，一次性加黃油潤(rùn)滑，免使用中維護(hù)和 保養(yǎng)加油。 軸端雙密封結(jié)構(gòu)，保證潤(rùn)滑油密封不外漏，并能防止泥水進(jìn)入輪腔。 支重輪，導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪齒采用合金鋼并經(jīng)淬火處理，耐磨性好，使用 壽命長(zhǎng)。 彈簧漲緊機(jī)構(gòu)彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。履帶

18、底盤(pán)的主要用途是支撐機(jī)架，為各總成提供支撐，其性能直接影響到作 業(yè)能否順利進(jìn)行，由于其工作環(huán)境惡劣、泥腳深負(fù)荷重，采用一般的輪式昴易出 現(xiàn)掛不上檔、亂檔，離合齒輪牙嵌磨損、分離撥叉磨損、行走離合打滑，甚至輸 出軸斷裂。采用液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)后，能夠克服上述缺點(diǎn)，從而使整機(jī)性能得到了很 大的提高。能夠用為多種工程機(jī)械的行走裝置。第二章 履帶式行走裝置的總體方案設(shè)計(jì)2.1 履帶式行走裝置的特點(diǎn)（1）支承面積大，接地比壓小。例如，履帶推土機(jī)接地比壓為0.02Mpa0.08 Mpa,而輪式推土機(jī)的接地比壓一般為 0.2Mpa。因此，履帶推土機(jī)適合在松 軟或泥濘場(chǎng)地進(jìn)行作業(yè)，下限度小，滾動(dòng)阻力也小，通過(guò)性能較

19、好；（ 2）履帶支承面上有履齒，不易打滑，牽引附性能好，有利于發(fā)揮較大牽 引力；（ 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)慣性大，減振功能差，使得零件易損壞。因 此，行駛速度不能太高，機(jī)動(dòng)性能差。2.2 國(guó)內(nèi)履帶式液壓驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的發(fā)展趨勢(shì)由國(guó)內(nèi)外履帶底盤(pán)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看到履帶液壓底盤(pán)發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（ 1）為適應(yīng)大型工程項(xiàng)目的需求, 履帶底盤(pán)正在迅速向超大噸位發(fā)展由于各種工程建設(shè)的大型化，所需的配套設(shè)備構(gòu)件等的重量也不斷增加, 對(duì)超大型起重設(shè)備的需求也愈來(lái)愈多，為了實(shí)現(xiàn)起吊大的重物, 在原有 起重機(jī)的基礎(chǔ)上增加超起裝置，不僅擴(kuò)大了履帶起重機(jī)的工作范圍, 而且提高了履帶起重機(jī)的利用率。（ 2）充分運(yùn)

20、用新技術(shù)、新材料、新工藝、新的設(shè)計(jì)方法, 使整機(jī)性能大大提高充分利用新技術(shù)、新工藝來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量，并不斷開(kāi)發(fā)新材料、新結(jié)構(gòu)、新功能提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。例如1000Mp a抗拉強(qiáng)度的臂架材料已被 廣泛采用，從而大幅度地降低了臂架自重，提高了產(chǎn)品起重性能。整機(jī)的結(jié)構(gòu)也逐漸采用高強(qiáng)材料 , 通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)顯著減輕整機(jī)重量，同時(shí)為保證整機(jī)穩(wěn)定性, 增加 了必要的車(chē)身壓重，這些都使得大噸位產(chǎn)品能夠具有較高的性能和良好的經(jīng)濟(jì)性。（ 3）核心技術(shù)化各大知名企業(yè)均具有其獨(dú)特的核心技術(shù), 并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位?，F(xiàn)在各大公司均下大力氣研究開(kāi)發(fā)自己的核心技術(shù), 以不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競(jìng)爭(zhēng)能力。（

21、4）操作控制系統(tǒng)的智能化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步完善的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和集成傳感技術(shù)在履帶底盤(pán)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用, 先進(jìn)的電子控制和電腦操作系統(tǒng)的配置已非常便。各種電子監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)行作業(yè)時(shí)的在線(xiàn)故障檢測(cè)和診斷、智能化總體控制等是今后履帶底盤(pán)不斷向智能化方向發(fā)展的重要研究領(lǐng)域。2.3 產(chǎn)品的主要技術(shù)要求主要技術(shù)指標(biāo)有馬達(dá)輸出功率的確定、液壓泵的選取、履帶底盤(pán)的接地比壓、履帶的參數(shù)設(shè)計(jì)，要求履帶有較好的通過(guò)性，接地比壓較高，越野性能強(qiáng)，穩(wěn)定性好，在潮濕、粘重土地上履帶底盤(pán)具有較好的的使用性能。（ 1）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括液壓泵、液壓馬達(dá)的選型和參數(shù)確定。（ 2）履帶張緊裝置的設(shè)計(jì)

22、。（ 3）驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)。（ 4）機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵技術(shù)主要包括液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的參數(shù)選取和驅(qū)動(dòng)裝置的合理布置對(duì)履帶底盤(pán)的性能具有重要影響。2.4 總體設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)是根據(jù)常用履帶設(shè)計(jì)方法和較成熟和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，參考了工程機(jī)械履帶底盤(pán)設(shè)計(jì)的通用原則，依據(jù)所給的動(dòng)力選取了液壓元件，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇了標(biāo)準(zhǔn)件，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照了東方紅拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。2.5 履帶式行走裝置的功用與組成履帶式行走裝置的功用是支承機(jī)體及機(jī)械的全部質(zhì)量，將發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩轉(zhuǎn)變成機(jī)械行駛和進(jìn)行作業(yè)所需的牽引力，傳遞、承受各種力、力矩， 緩和路面不平引起的沖擊、振動(dòng)。履帶式行走裝置有結(jié)

23、構(gòu)完全相同的兩部分， 分別裝在機(jī)械的兩側(cè)，主要由支 重輪、托鏈輪、引導(dǎo)輪、緩沖裝置及履帶等組成，如圖 2-1。本設(shè)計(jì)的工作原理：液壓泵通過(guò)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而驅(qū)動(dòng)整 個(gè)底盤(pán)行走，中間的緩沖裝置是為了張緊履帶、防止履帶橫向滑脫以及在行走系 統(tǒng)卡入石塊時(shí)能減小殼體和履帶的應(yīng)力。2.5.1 驅(qū)動(dòng)輪在履帶工程機(jī)械上，多數(shù)是把驅(qū)動(dòng)輪布置在后方，驅(qū)動(dòng)輪中心的高度 hk應(yīng) 有利于降低整機(jī)的重心高度，其直徑尺寸Dk,應(yīng)有利于增加履帶的接地長(zhǎng)度，但在決定上述兩個(gè)尺寸時(shí)，還需綜合考慮整機(jī)的離地間隙和離去角甲2的值。履帶推土機(jī)的甲2值，一般不超過(guò)2o5o。2.5.2 支重輪功用：支重輪用螺釘固定在輪架

24、下面，用于支撐機(jī)械的質(zhì)量，并將質(zhì)量分布 在履帶板上。同時(shí)還依靠其滾輪凸緣夾持鏈軌不使履帶橫向滑脫（脫軌），保證 機(jī)械沿履帶方向運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)布置：根據(jù)功率大小，履帶推土機(jī)每側(cè)有47個(gè)支重輪，功率小的取下限，功率大的取上限。當(dāng)履帶接地長(zhǎng)度一定時(shí)，增加支重輪個(gè)數(shù)，可使接地壓強(qiáng)均勻，減少履轍深度金額滾動(dòng)阻力，但增加個(gè)數(shù)后，勢(shì)必減少直徑，從而增大支重輪在履軌上滾動(dòng)的阻力，綜合考慮這兩個(gè)因素，一般取支重輪直徑Dz= (1 2.0) lt0各支重輪等距分布，軸間距l(xiāng)z=(1.72.0)l t,最后端的支重輪軸與驅(qū) 動(dòng)輪軸之間的距離l k=(2.32.6)lt ,最前端的支重輪位置應(yīng)保證張緊輪調(diào)整到 最后極限位

25、置而緩沖彈簧又壓縮達(dá)最大值時(shí)不會(huì)發(fā)生干涉。驅(qū)動(dòng)鏈輪齒頂與支重輪輪轂之間，應(yīng)留有足夠的間隙，以防積泥。2.5.3 導(dǎo)向輪功用： 引導(dǎo)輪安裝在臺(tái)車(chē)架的前部，它主要用來(lái)引導(dǎo)履帶的行駛方向，并借助緩沖裝置使履帶保持一定的緊度，減小履帶在運(yùn)行中的跳動(dòng)，從而減小沖擊載荷以及額外的功率損耗，并防止履帶脫軌。結(jié)構(gòu)布置：較大的導(dǎo)向輪可以減少履帶載荷的波動(dòng)，但增大導(dǎo)向輪直徑D。受結(jié)構(gòu)布置限制。導(dǎo)向輪輪緣最高點(diǎn)，應(yīng)比驅(qū)動(dòng)輪低1060mm這樣能使上方區(qū)段的履帶依靠本身重量順勢(shì)前滑。輪緣的最低點(diǎn)則受甲i限制。履帶推土機(jī)因前方有推土板開(kāi)路，故接近角里可較小，一般為1o3o。試驗(yàn)表明，導(dǎo)向輪軸與最前面的支重輪軸之間的距離，

26、一般不應(yīng)小于履帶節(jié)距的三倍，否則履帶運(yùn)動(dòng)的不均勻性太大。2.5.4 緩沖裝置功用： 緩沖裝置的主要功用是使履帶保持有一定的緊度，減少履帶的下垂和在運(yùn)動(dòng)時(shí)的跳動(dòng)。同時(shí)當(dāng)引導(dǎo)輪前遇有障礙物或履帶卡入石塊等硬物而使履帶過(guò)于張緊時(shí)，它能允許引導(dǎo)輪后移，以避免損壞機(jī)件。越過(guò)障礙物后，引導(dǎo)輪又在緩沖裝置彈簧的作用下恢復(fù)原位。2.5.5 托鏈輪功用：托鏈輪通過(guò)支架安裝在臺(tái)車(chē)車(chē)架上，其功用是用來(lái)將履帶上部托起，防止履帶下垂過(guò)大，減小履帶在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的跳動(dòng)和側(cè)向擺動(dòng)?？拷?qū)動(dòng)輪的托鏈輪， 還能減小因驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)而將履帶沿驅(qū)動(dòng)輪的切線(xiàn)方向甩動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的履帶下垂。結(jié)構(gòu)布置：托鏈輪主要用來(lái)限制上方區(qū)段履帶的下垂量。因此

27、， 為了減少托鏈輪與履帶間的摩擦損失，托鏈輪數(shù)目不宜過(guò)多，每側(cè)履帶一般為12個(gè)。托鏈輪的位置應(yīng)有利于履帶脫離驅(qū)動(dòng)鏈輪的齒合，并平穩(wěn)而順利地滑過(guò)托鏈輪和保持履帶的張緊狀態(tài)。當(dāng)采用兩個(gè)托鏈輪時(shí)，后面一個(gè)托鏈輪應(yīng)靠近驅(qū)動(dòng)鏈輪，并使托鏈輪輪緣的上平面高度 hti與0.5Dt之和等于或大于驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)圓半徑 0.5Dk, 以限制該處履帶下垂，并使履帶易于脫開(kāi)齒合。托鏈輪的位置尺寸，通常為 lt2 0.4l ， lt1 0.5（l lt2 ） 。2.5.6 履帶功用： 履帶用來(lái)將整個(gè)推土機(jī)的重量傳給地面、并保證推土機(jī)有足夠的牽引力、 履帶直接和土壤、沙石等較復(fù)雜地面接觸，并承受地面不平所帶來(lái)的沖擊和局部負(fù)荷

28、，因此，履帶除應(yīng)具有良好的附著性能外，還要有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。設(shè)計(jì)原則：（ 1）底盤(pán)的安全設(shè)計(jì)安全設(shè)計(jì)包括對(duì)材料的安全選擇和使用，材料的選擇不但要滿(mǎn)足功能要求，而且要同時(shí)滿(mǎn)足使用過(guò)程中的安全要求，此外要考慮作業(yè)環(huán)境因素及超負(fù)荷工作的可能性，要有適當(dāng)?shù)陌踩ｋU(xiǎn)系數(shù)。（ 2）底盤(pán)的質(zhì)量可靠。（ 3）人機(jī)匹配的安全工效學(xué)原則。（ 4）經(jīng)濟(jì)性原則和可行性原則2.6 考慮到的若干方案的比較液壓傳動(dòng)裝置中泵與馬達(dá)可分式結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)形式便于元件布置，給工程機(jī)械的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大方便，使結(jié)構(gòu)多樣化并提高了性能，液壓傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)往往是通過(guò)與液力機(jī)械傳動(dòng)比較得出的，概括如下：（1）馬達(dá)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式省

29、去了變速箱，差速器、驅(qū)動(dòng)橋以及輪邊減速， 提高傳動(dòng)效率，降低了機(jī)器成本，便于零件布置。安裝、設(shè)計(jì)自由度大，車(chē)輛性 能和結(jié)構(gòu)形式多樣化，這是其它傳動(dòng)不可比擬的。正因?yàn)槿绱?，?duì)那些需要裝有 多個(gè)工作部件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工程機(jī)械和需要特殊牽引性能的車(chē)輛，液壓傳動(dòng)無(wú)疑中最好的選擇。同時(shí)，馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向，可以原地轉(zhuǎn)向， 也可以簡(jiǎn)化機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，對(duì)那些因結(jié)構(gòu)限制不便采用機(jī)械轉(zhuǎn)向或?qū)D(zhuǎn)向性能有 特殊要求的，這是非常必要的。（2）在閉式液壓傳動(dòng)中， 可以使轉(zhuǎn)矩雙向?qū)ΨQ(chēng)傳遞，這一性能使閉式液壓 傳動(dòng)無(wú)須變速裝置即可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、倒退操作，同時(shí)具有反拖制動(dòng)能力，操縱方便, 感覺(jué)良好，可減少剎車(chē)功率和磨

30、損。（3）操縱和控制和多樣性是液壓傳動(dòng)的一大特點(diǎn)，這樣的由其快速動(dòng)態(tài)特 性及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。改變變量泵斜角和方向即可方便地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換向和變 速，前進(jìn)、倒退、制動(dòng)、變速只需要一根操縱桿即可完成，操縱生物工程化。液 壓傳動(dòng)功率大，扭矩慣量比大，因而動(dòng)態(tài)性能好，加之閉式系統(tǒng)在減速過(guò)程中具 有制動(dòng)能力，因而速度變化快捷柔和，沖擊小，迅速變換前進(jìn)方向和加減速不會(huì) 損壞傳動(dòng)系統(tǒng)和車(chē)輛。前進(jìn)和倒退可以獲得相同的速度。2.7 履帶式行走裝置的接地比壓履帶行走裝置的尺寸和接地比壓的確定，主要考慮的是鉆機(jī)工作質(zhì)量 、行 走時(shí)的工作條件、行走速度等。由于工程鉆機(jī)的行走大多是輔助功能，行走速 度較慢，一般在選擇或設(shè)

31、計(jì)履帶行走裝置時(shí)主要考慮鉆機(jī)的質(zhì)量和驅(qū)動(dòng)能力。在確定鉆機(jī)的接地比壓時(shí)主要考慮鉆機(jī)行走的地層條件，再根據(jù)接地比壓確定 履帶行走裝置的尺寸。目前，工程鉆機(jī)主要考慮的是平均接地比壓，其計(jì)算公mg 9.81 6000式為：p3.54KPa 0.035MPa2bL 2 42.768 194.4式中：p 履帶平均接地比壓（Pa ）;m鉆機(jī)的工作質(zhì)量（kg）;b 一履帶的寬度（m）;L 一履帶的接地長(zhǎng)度（m）;hb -履帶高度（m）;g 一重力加速度(g=9.81m/s)2.8 運(yùn)行阻力計(jì)算履帶支承長(zhǎng)度L、軌距B和履帶板寬度b令l一驅(qū)動(dòng)輪與引導(dǎo)輪之間的輪距；h 一表小局度；G 一表示整機(jī)質(zhì)量；L 1.073

32、 G 1.073.6 1944mm軌距 B: L 1.21.4 BL 1944mm /B1388.5 1620mm1.21.4 1.21.4履帶板寬：b 0.220.80 Lb (0.22 0.8) 1944mm (427.68 1555.2) mm由于是鉆機(jī)底座，取：b=427.68mm履帶的張緊度計(jì)算h的值一般取為：h (0.030.06)l0 (0.030.06) 1944mm 58.32116.64mm節(jié)距t (1517.5) 4 G (1517.5) 4 6000 (132154)mm根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)，履帶的節(jié)距已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，取節(jié)距為154mm表2-2 履帶底盤(pán)的主要技術(shù)參數(shù)額定功率軌

33、距節(jié)距履帶板寬接地長(zhǎng)度外形尺寸37kw150015442519442450X 1500X 585運(yùn)行阻力計(jì)算(1)履帶運(yùn)行的內(nèi)阻力Fn履帶運(yùn)行時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)輪與履帶鏈軌的嚙合、 履帶銷(xiāo)軸間的摩擦以及支重輪、引導(dǎo)輪和驅(qū)動(dòng)輪等滾動(dòng)阻力和軸頸摩擦阻力等構(gòu) 成了履帶運(yùn)行的內(nèi)阻力。計(jì)算時(shí)通常取履帶本身?yè)p失等于其垂直自重載荷的57% 即：Fn (0.050.07)mg也可取履帶行走裝置的效率等于 0.70.85。(2) 土壤變形阻力Fd ： Fd dmg上坡時(shí)：Fddmg cos式中： 一坡度角，d一運(yùn)行比阻力系數(shù)，見(jiàn)表2-3:表2-3路面系數(shù)運(yùn)行比阻力系數(shù)中部公路0.05 0,06堅(jiān)實(shí)土路野地混地、耕地U

34、. 10" 15冰凍路面0.03-0,04(3)坡度阻力Fs :坡度阻力由于機(jī)械在斜坡上因自身重力的分力所引起的;Fs mg sin(4)轉(zhuǎn)彎阻力 Fr ： Fr - wmgLr r 4 R式中：3履帶轉(zhuǎn)彎時(shí)的摩擦系數(shù)；r履帶轉(zhuǎn)彎半徑(m)土壤性質(zhì)UaikA 值土壤性質(zhì)外出'值有雪的荒地0.6-0.8濕地、耕地0.吁L 0干的土路0,7 0.75沼澤地0.S5-0.9干的沙路0. 0.9潮濕的粘旗土0 . 40.5表2-4履帶轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大摩擦系數(shù)3表max計(jì)算時(shí)3 一般取值范圍為0.40.7 ,對(duì)于堅(jiān)實(shí)地面取較小值，對(duì)于松軟地面 取較大值。(5)慣性阻力 FrFt (0.01

35、 0.02)mg綜上所述，以上5種阻力中，以坡道阻力和轉(zhuǎn)彎阻力為最大，往往占到總 阻力的2/3 ,但是轉(zhuǎn)彎阻力和爬坡阻力一般不同時(shí)進(jìn)行。因此，在確定鉆機(jī)的行 走牽引力時(shí)，取二者的較大值，即：爬坡時(shí)：FT Fn Fd Fs Fi轉(zhuǎn)彎時(shí)：FT Fn Fd Fr Fi對(duì)于鉆機(jī)履帶底盤(pán)設(shè)計(jì)時(shí)，有些阻力很難計(jì)算，一般行走牽引力取為整機(jī)重 量的0.70.85 ,對(duì)于工作條件好了可以取小值 0.7。2.9擬定和分析傳動(dòng)方案液壓工程鉆機(jī)由工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和行走裝置四大部分組 成，行走裝置主要有履帶式和輪胎式兩種，他們的特點(diǎn)是：作業(yè)時(shí)不行走，行走 時(shí)則采用專(zhuān)門(mén)的鎖銷(xiāo)把轉(zhuǎn)臺(tái)與底座固定，并停止作業(yè)，

36、履帶式行走裝置均由行走液壓馬達(dá)通過(guò)減速器實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、和轉(zhuǎn)彎，輪胎式行走裝置有機(jī)械傳動(dòng)、半 液壓傳動(dòng)和全液壓傳動(dòng)三種形式。履帶行走裝置形式很多，其基本構(gòu)造是類(lèi)同的，大多由底座、行走液壓馬達(dá)、 減速裝置和履帶總成等構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪傳給履帶，因此，對(duì)其要求應(yīng)是與履帶嚙合正確，傳動(dòng)平穩(wěn)，并且當(dāng)履帶因銷(xiāo)套磨損而伸長(zhǎng)后仍能很好嚙 合，履帶的驅(qū)動(dòng)輪通常至于后部，這樣，履帶的張緊段較短，減少了磨損和功率 損失。第三章 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)及各零部件的設(shè)計(jì)3.1 選擇液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)參數(shù)、已知數(shù)據(jù)：整機(jī)重為6t,行走速度02.5km/h ,爬坡能力呈30° , 接地比壓為0.20.8MPa,

37、額定功率為50KW總傳動(dòng)比為i=6。大多數(shù)履帶式液 壓挖掘機(jī)的行走牽引力與機(jī)重有一定關(guān)系，由公式 F (0.70.85)G得牽引力F 0.8G 0.8 6000 4800N。3.2 液壓馬達(dá)選取液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案有兩種。1高速方案：高速小扭矩馬達(dá)，配大減速比例減 速箱，優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，質(zhì)量輕，但減速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。2低速方案，低速大扭矩馬達(dá)，配一級(jí)減速小齒輪，優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)簡(jiǎn)化，價(jià)格底，但馬達(dá)體積大，質(zhì)量大。比較兩種方案及其履帶底盤(pán)的自身結(jié)構(gòu)，選取低速大扭矩馬達(dá)較為合理。(1)驅(qū)動(dòng)輪的角速度為w,則vR其中最大速度v=2.5km/h,履帶輪半徑 r=500mm 得到 w=1.39rad/s(2)驅(qū)

38、動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n 60 /2 ，得到n 14r/min(3)工作載荷力矩計(jì)算 T11GD/2 0.4 1.25 10 9.8 0.5/2 1225N m(4)軸徑磨擦力矩 T22G2D 0.002 12250 0.304 7.448N m(5)馬達(dá)的總負(fù)載力矩T T1 T2 1233N m(6)取 Pa=22.5MPa 行走馬達(dá)的排量 Qt 2 Tt/Pa0.44L/r查取液壓馬達(dá)技術(shù)參數(shù)選取邦力 GM2 420系列，其參數(shù)如下：表3-1 GM2-420馬達(dá)參數(shù)表型號(hào)理論排量(ml/r )額定壓(MPa)最高壓力(MPa)穩(wěn)定扭矩(n m)持續(xù)轉(zhuǎn) 速最高轉(zhuǎn)速(r/min )(kg)GM2-4204

39、25253516580.7750750513.3 液壓泵的選取根據(jù)"圻S n=44r/min ,每臺(tái)行走馬達(dá)所需流量：qt Qt nt/ t 0.44 44/0.95 22L/min系統(tǒng)需要的總流量：Qmax 2q/ v 55L/min系統(tǒng)最大功率計(jì)算：W P Qmax 25 63/60 37kW額定功率：w=27kw選取上海液壓泵廠(chǎng)生產(chǎn)的XM-F40其參數(shù)如下：表3-2液壓泵參數(shù)表型號(hào)理論排 量(ml/r)額定轉(zhuǎn)速(n/min )最高轉(zhuǎn)速(n/min )穩(wěn)定轉(zhuǎn)速(n/min )額定壓力(MPa)輸入功 率扭矩重 量XM-F40281980375031.5353812029第四章驅(qū)動(dòng)

40、輪的設(shè)計(jì)4.1 驅(qū)動(dòng)輪的整體設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)輪用來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給履帶，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的主要要求使嚙合平 穩(wěn)。并在履帶因銷(xiāo)套磨損而伸長(zhǎng)時(shí)仍能很好的嚙合。履帶行走裝置的驅(qū)動(dòng)輪通常放在后部，這樣既可縮短履帶驅(qū)動(dòng)段的長(zhǎng)度減少 功率損耗，又可提高履帶的使用壽命。4.2 驅(qū)動(dòng)輪的形狀4.2.1 驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輪的形狀決定于它同履帶的嚙合形式。 一般分為整體式履帶嚙合的驅(qū)動(dòng) 輪和組合式嚙合的驅(qū)動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)輪有整體鑄造齒圈和輪轂、分開(kāi)鑄造以及分段鑄 造三種。后兩種形式一般采用螺栓固定， 磨損后修復(fù)方便也可以節(jié)約鋼材。但與整體式比較制造較為復(fù)雜。驅(qū)動(dòng)輪用來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給履帶，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的主要要求使嚙合平 穩(wěn)

41、。并在履帶因銷(xiāo)套磨損而伸長(zhǎng)時(shí)仍能很好的嚙合。履帶行走裝置的驅(qū)動(dòng)輪通常放在后部，這樣既可縮短履帶驅(qū)動(dòng)段的長(zhǎng)度減少 功率損耗，又可提高履帶的使用壽命。4.2.2 驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)為1923,為使h不致過(guò)大又兼顧履帶運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性當(dāng)節(jié)距取最小 值時(shí)，齒數(shù)取最大值。當(dāng)節(jié)距取最大值時(shí)，齒數(shù)取最小值。驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)距 T0 (1517.5)4G (1517.5) 8.8 132 154劭6噸；T(o的單位為mm G勺單位為kg取 T0 154; Z 214.3 驅(qū)動(dòng)輪各部分結(jié)構(gòu)尺寸驅(qū)動(dòng)輪與履帶的嚙合有正常嚙合和特殊嚙合兩種。在正常嚙合中履帶的節(jié)距等于驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)距這樣就能同時(shí)有幾個(gè)節(jié)銷(xiāo)和齒嚙合，受力

42、比較均勻。缺點(diǎn)是當(dāng)作一段時(shí)間后履帶的節(jié)距由于磨損大于驅(qū)動(dòng)輪節(jié)距使之不能很好的嚙合。在特殊嚙合中履帶的節(jié)距小于驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)距，這時(shí)只有最前面的一個(gè)輪齒和即將脫出嚙 合的一個(gè)節(jié)銷(xiāo)在嚙合。其它節(jié)銷(xiāo)都和各齒不接觸，特殊嚙合的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)履帶因磨 損而增大節(jié)距時(shí)可以變成正常嚙合。特殊嚙合驅(qū)動(dòng)輪齒廓繪制的方法：由于特殊嚙合所以驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)距比履帶節(jié)距大一個(gè)值：(0.010.05)T所以履帶白節(jié)距為150mm 0驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓的直徑：Dk 一式中：zl-卷繞在驅(qū)動(dòng)輪上的履帶板數(shù)sin180zlzl -； Dk為節(jié)圓的直徑單位為mm2 K代入數(shù)據(jù)的Dk 513mm齒形的繪制步驟如下：以Dk / 2為半徑畫(huà)圓在圓周上取兩點(diǎn)

43、1和2,其節(jié)距等于Too在以點(diǎn)1和點(diǎn)2為圓心做兩個(gè)圓其直徑等于履帶節(jié)銷(xiāo)直徑 d設(shè)d (0.30.6)又46mm當(dāng)節(jié)銷(xiāo)1處于 圖中所示的位置時(shí)節(jié)銷(xiāo)2并不在圖中位置，而是在實(shí)線(xiàn)位置。因?yàn)辄c(diǎn) 1和點(diǎn)3的距 離為T(mén)1,但當(dāng)節(jié)銷(xiāo)1退出嚙合時(shí)，節(jié)銷(xiāo)2應(yīng)該進(jìn)入嚙合并在圖中2的位置。圖4-1齒廓的設(shè)計(jì)應(yīng)使載荷由節(jié)銷(xiāo)1傳給節(jié)銷(xiāo)2的過(guò)程中，是逐漸消失的。以保證 不發(fā)生沖擊。也就是說(shuō)在節(jié)銷(xiāo)1退出嚙合時(shí)履帶應(yīng)處于圖中2-4的位置。以點(diǎn)2為 圓心，T1為半徑畫(huà)圓弧，在以點(diǎn)1為圓心以r (0.11.2)d 46mm為半徑畫(huà)圓得 交點(diǎn)4再以點(diǎn)1和點(diǎn)4為圓心做半徑為T(mén)1的兩個(gè)圓交于點(diǎn)5。以點(diǎn)5為圓心，以 r T1 0.5d

44、120mm為半徑做圓弧既得齒形。齒頂圓的直徑： R1 RK (0.81.2)d 290mm齒厚等于：0.4T1 60mm由履帶的線(xiàn)速度v 0.6m/ s,由公式vR可知：R 30v 230mm3.14n由于線(xiàn)速度為節(jié)銷(xiāo)與齒根的的速度所以 R為齒根圓白半徑為230mm 用同樣的方法可以做出齒的另一面齒形。4.4 軸的設(shè)計(jì)4.4.1 軸直徑的確定初步確定輸出軸的最小直徑選軸的材料為45鋼。調(diào)質(zhì)由表53取A0 103一 一p 5.03于是dmin 人壽 3J 63.35;式中P為輸出軸功率P 5.03Kw ； n 14r/min然后按軸上零件的裝配根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)取軸的直徑為80mm。確定各

45、軸段的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊。同時(shí)還要保證零件所需要的裝配或 調(diào)整空間。軸的各段長(zhǎng)度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件 必要的空隙來(lái)確定的。為了保證軸向定位可靠與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合部分 的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短23mm。所以取軸長(zhǎng)為200mm。4.4.2 心軸的強(qiáng)度校核軸的計(jì)算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算。計(jì)算的準(zhǔn)則是滿(mǎn)足 軸的強(qiáng)度或剛度的要求。必要時(shí)還要校核軸的穩(wěn)定性。進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況采取相應(yīng)的計(jì)算 方法。此軸可以看作是承受均布載荷，此心軸只承受彎距的軸應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件 計(jì)算。通過(guò)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸以及軸上零件

46、的位置和外載荷已確定。軸上載荷可求得：按彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算。計(jì)算步驟如下:(1)作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖(即力學(xué)模型) 此軸可以看作是受到均布載荷。驅(qū)動(dòng)輪承受載荷可按履帶和鏈軌的總重的四分之一計(jì)算， 不必考慮自重。由履帶的重量為74kg鏈軌的重量為482kg所以受到的徑向載荷F為:554 101440N7M / mm . l(2)作出軸的剪力彎矩圖圖4-3(3)校核軸的強(qiáng)度已知軸的彎矩后可按彎曲強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于直徑 D=80mm的軸彎曲應(yīng)力M 2W彎曲強(qiáng)度條件：ca式中：ca一軸的計(jì)算應(yīng)力；1 許用彎曲應(yīng)力 Mpa,1 60MPa軸的彎曲應(yīng)力:M 35000 3W 0.1 80式中：M一軸所受的彎矩；W一

47、軸的抗彎截面系數(shù) mm3 , W 0.1d3軸的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力，即滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度的要求4.5 軸承的計(jì)算軸承所承受的徑向載荷Fr 1400N對(duì)于承受徑向載荷的軸承 P Fr許用支承中還會(huì)出現(xiàn)一些附加載荷比如沖擊力不平衡力，以及慣性力以及軸軸的撓曲或軸承座的變形產(chǎn)生附加力等等。這些因素很難從理論上精確計(jì)算。所以 P fpFp由表 136 可知：fp 1.21.8>fp=1.5所以 P 15 1400 2100N根據(jù)式（136）求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷C Pj60nLh對(duì)于球軸承3預(yù)期的計(jì)算壽命Lh 5000hC210060 25 50001064100N選擇C=29800N6014軸

48、承，此軸的基本靜載荷C0 24200N驗(yàn)算如下:106 C60n P10660 2532980024005000h所以滿(mǎn)足工作要求4.6 驅(qū)動(dòng)輪的加工工藝目前國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)輪大體有兩種方法： 一種采用精密鑄造和 摸段的方法制造齒塊毛坯。（例如日本小松制作生產(chǎn)的齒塊只有三個(gè)齒形）只加 工與驅(qū)動(dòng)輪體（輪轂）裝配有關(guān)尺寸及表面而齒形部分不加工。 另一種方法是采 用鑄造的方法制造整體或齒圈毛坯。采用這種方法制造的齒形在尺寸精度，位置 精度以及表面粗糙度方面一般都很難滿(mǎn)足產(chǎn)品的技術(shù)要求，要進(jìn)行機(jī)械加工。4.6.1 工藝方案驅(qū)動(dòng)輪是工程機(jī)械履帶式挖掘機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)零件。 承受著復(fù)

49、雜的沖擊載荷，要求有很高的強(qiáng)度和剛度。是行走系統(tǒng)中一個(gè)形狀復(fù)雜，重量較 重加工要求較高的一種大型鑄剛件。工作材料為 45simn鋼。根據(jù)零件的技術(shù)要求和批量要求，將鉆12 16孔及齒形加工安排在機(jī)械加工的最后一道工序。4.6.2 工藝基準(zhǔn)選擇由該零件的技術(shù)要求可知80H7孔是該零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是裝配基準(zhǔn)。工序加工12 16孔及齒形的位置精度都是以80H7孔孔為基準(zhǔn)。根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則和加工要求。以80H7孔作為定位基準(zhǔn)。采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件及定位。4.6.3 加工順序的安排首先，鑄造制造整體或齒圈的毛坯。鑄件不得有縮孔，縮松，砂眼和裂紋等影響使用鑄造缺陷。然后進(jìn)行回火處理?；鼗鸬哪康?/p>

50、是為了降低鋼件的脆性。，通常跟淬火工藝聯(lián)合使用當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻的熱處理工藝。其次， 根據(jù)該零件上1216孔的技術(shù)要求采用專(zhuān)用夾具在搖臂鉆床上鉆孔，然后利用鉆好的孔加緊工件。采用鏜刀在機(jī)床上采用近似加工法鏜削齒形。本工序的操作步驟如下：鉆12 16孔一一鏈齒形R2好用分度裝置，分21次加工一一倒棱，去毛刺最后齒部表面淬火處理。淬火是將工件加熱保溫后，在水、 油或其他無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。淬火是為了提高材料的硬度。硬度HRC425，2 淬硬層深35mm， 過(guò)界硬度HRC3440。4.7 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇直接擰入被連接件的螺紋孔中，不用螺母

51、。在結(jié)構(gòu)上比雙頭螺栓連接簡(jiǎn)單緊湊。所以采用螺釘連接。根據(jù)要求查設(shè)計(jì)手冊(cè)選用以下標(biāo)準(zhǔn)件：GB70-7H柱頭螺釘M16*30選用的彈簧墊圈GB93-76.12GB70-7H柱頭螺釘M14*55選用的彈簧墊圈GB93-76.12第五章 支重輪和托鏈輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1 支重輪的直徑直彳至 d=(0.81)t ' =(081)154=123.2154(mm)選為135mm5.1.1 支重輪的摩擦阻力Fw"驅(qū)動(dòng)輪一圈，損耗于履帶板銷(xiāo)套間摩擦的牽引力為：F： 2F風(fēng)；z驅(qū)動(dòng)輪的齒數(shù)；d銷(xiāo)軸直徑；t'一節(jié)距 zt'5.1.2 支重輪的摩擦阻力支重輪沿履帶鏈節(jié)滾動(dòng)的摩擦阻力

52、Fw,和軸頸的摩擦阻力F：2組成2GfFw1 一 dG6于是:Fw 3.17NdZ(md 2f) 13.5 (0.1 1 2 0.02)G一作用于履帶的總重量；dZ一支重輪的直徑(mm)； d一支重輪銷(xiāo)軸直徑(cm); f一滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.030.015(cm); m一支重輪銷(xiāo)軸與銷(xiāo)套間的摩擦系數(shù)m=0.1. F：一支重輪摩擦阻力(v)。5.1.3支重輪軸強(qiáng)度的校核：支重輪軸直徑為50mm,長(zhǎng)度為240mm。材料為50Mn,在行走裝置中支重輪的總承載可忽略不計(jì)。所以支重輪的總承載為(1/2噸位+1/2履帶重+1/2軌鏈重)即:M M1 M2 M32M1一噸位；M2一履帶重；M3一軌鏈重所以

53、 M 3278kg每個(gè)支重輪的承重為M-655.6kg建立力學(xué)模型：如下圖所示:圖5-1所以 G mg 6556N對(duì)支重輪軸進(jìn)行受力分析,圖5-2ql* l 28WZd3323.14 0.052512 10320.05m所以maxMWz16.3MPa支重輪軸材料為50Mn查資料可得： b 645 ； s 39050Mn為塑性材料，所以0 s ； n取2由于max<所以該軸有足夠的強(qiáng)度5.2 支重輪的加工工藝行走裝置的履帶支重輪，工藝設(shè)計(jì)應(yīng)先進(jìn)行加工工藝路線(xiàn)設(shè)計(jì)。 支重輪為一 個(gè)焊接件，加工工藝過(guò)程一般為支重輪半體加工與支重輪焊接成部件后整體加 m o5.2.1 選材及結(jié)構(gòu)在機(jī)械制造業(yè)中，許多形狀復(fù)雜，用鍛造方法難以生產(chǎn)，力學(xué)性能要求比鑄 鐵高的零件，可以用碳鋼鑄造生產(chǎn)，鑄造碳鋼廣泛用于制造重型機(jī)械、 礦山機(jī)械, 冶金機(jī)械，機(jī)車(chē)車(chē)輛的某些零件、構(gòu)件。鑄鋼有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，鑄造 型良好，焊接尚好，且削性好。支重輪體的鑄造結(jié)構(gòu)如下圖5-3將成型的兩鑄件通過(guò)焊接，使分離的兩材料牢固地連接在一起。5.2.2 熱處理為了改善支重輪體的使用性能和工藝