【正文】 （ ） 初步取 T==48000N 履帶行走裝置一個顯著特點就是爬坡能力大，一般為 50%~80%。39。39。 履帶銷軸的摩擦阻力，即履帶運行時不斷繞上和繞出驅(qū)動輪和導 向輪。39。39。3W =41 ? (~)? G=(~)? G () 式中 ? —— 轉(zhuǎn)彎時履帶板側(cè)面邊刮土的附加阻力系數(shù)， ? = 于是整機原地轉(zhuǎn)彎的牽引阻力為 3W =2 39。 bxdxPdM ?? （ ） 式中 P—— 比壓（ KPa） 。對于挖掘機來說，由于轉(zhuǎn)彎時機器空載，而且工作裝置是懸起的。 —— 《單斗液壓挖掘機》 P200 地面種類 運行比阻力值 1w 高級公路（瀝青） ~ 中等公路（圓石砌的） ~ 堅實土路 ~ 野路 ~ 深砂，沼地，耕地 ~ 表 挖掘機主要在野路， 深砂，沼地，耕地等地運行，其運行比阻力選 1w = 2．坡道阻力 坡度阻力是由于機器在斜披上因自重的分力所引起的。 牽引平衡方程為： WTRMR ??? （ — 1） 式中 RM — 為驅(qū)動輪的扭矩 R — 驅(qū)動輪的半徑 T — 履帶的牽引力 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 共 64 頁 ?W — 運行時各阻力之和 —— 《單斗液壓挖掘機》 P200 1．土壤的變形阻力 土壤對履帶行走裝置在運行時的阻力是由于履帶使土壤擠壓變形而引起的。托鏈輪主要用來限制上方區(qū)段履帶的下垂量。 。實際設計中 ? 1一般取 2176。為了提高履帶行走裝置的 越過障礙的能力，行走裝置應有合適的接近角 ? 1，和離去角 ? 2。 根據(jù)《機械設計》 P383 表 165，彈簧的實際工作條件和類比同類產(chǎn)品的相關參數(shù)可取彈簧圈數(shù) ?n 。 所以： mmf g ) 8 6 1( ??? ? （ 2）圓柱螺旋壓縮彈簧的設計 前置滑動式張緊裝置緩沖彈簧系數(shù)的確定，根據(jù)《工程機械底盤構(gòu)造與設計》 P321可知：旋繞比 dD/ 在 4左右。 （ 1）緩沖彈簧的選擇 緩沖彈簧必須有一定的預壓縮量，使履帶中產(chǎn)生預緊張力，其作用是：前進時不因稍受外力即松弛而影響履帶銷和驅(qū)動輪齒的嚙合，倒退時能保證產(chǎn)生足夠的牽引力而仍保持履帶銷和驅(qū)動輪齒的正常嚙合。目前在液壓挖掘機中廣泛采用液壓張緊裝置，這種帶有輔助液壓缸的彈簧張緊裝置 (圖 )借助潤滑用的黃油槍將黃油壓注入液壓缸，使活塞外伸，一端移動導向輪，另一端壓縮彈簧使之預緊。整機發(fā)出的為地面附著條件所允許的驅(qū)動力 GPR ?? （按履帶計算工況），可近似地認為導向輪上、下兩處履帶平行，則導向輪軸的計算載荷為： GP ? 。導向輪與最靠近的支重輪距離愈小則導向性能愈好。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 共 64 頁 拖鏈輪示意圖 本設計所選用的托輪的尺寸如表 所示： 表 托輪的結(jié)構(gòu)尺寸 /mm 安裝尺寸 外形尺寸 配合尺寸 特性尺寸 浮封表號 浮封膠圈表號 軸承型號 A 1d B D 2d 3d C 4d 1A 1C 7010AC 96 50 290 150 50 80 82 120 導向輪和張緊裝置的設計 導向輪的設計 a）導向輪的參數(shù)設定 導向輪用于引導履帶正確繞轉(zhuǎn)，可以防止跑軌和越軌。軸距在2m 以下的普通履帶挖掘機可以采用一個拖鏈輪，軸距在兩米以上的則克采用兩個拖鏈輪。 NmKLGM 1 22)2 1 03 3 5()(6m a x ????????? 3331 mdW ???? ?? ； ? ???F? —— 需用彎曲強度，支重輪軸采用 40Cr 鋼， ? ? M PaF 300~220?? 。 因為履帶的支撐面寬度 L0=2500 綜合考慮以上因素，取支重輪的數(shù)量為 6個。潤滑油從支承輪中間的螺塞孔加入，不但潤滑了軸與軸套的摩擦而，而且也潤滑了浮封環(huán)的端面。 浮 動油封是一種結(jié)構(gòu)較簡單，密封效果較好的端面密封裝置。支重輪的軸 1是不轉(zhuǎn)動的，通過兩端鈾座 8 固定在履帶架上。支重輪輪體常用 35Mn 或者 50Mn制造。 所以 σ j=1845555 ?=? ???j? 所以，驅(qū)動輪的擠壓強度滿足要求。 1).彎曲強度計算 驅(qū)動輪的計算載荷與履帶一樣，取一側(cè)所傳遞的最大驅(qū)動力，因地面附著條件所限制，取 GPK ?? ，并假定扭矩只有一個齒傳遞。這里驅(qū)動輪的齒數(shù)一般為奇數(shù)，這是因為工程機械上的鏈條在驅(qū)動輪上是隔一個齒嚙合的，這樣自動清除泥土的效果好。 本設計采用典型的“三圓弧一直線”型齒形。目前履帶工程機械多采用后兩種。 發(fā)動機的動力通過驅(qū)動輪傳給履帶，因此，對驅(qū)動輪的要求應是與履帶嚙合正確，傳動平穩(wěn)，并且當履帶因銷套磨損而伸長后仍能很好的嚙合，履帶的驅(qū)動輪通常置于后 部，這樣履帶的張緊段較短，減少磨損和功率損失。由于履帶的主要破壞形式是磨損，因此只需要校核履帶銷的剪切強度： ?? ? （ ） —— 取自《工程機械底盤構(gòu)造與設計》 P315 式中： d —— 履帶銷直徑； 所以 2 ???? ??58800= 履帶銷采用 50Mn，履帶銷套采用 20 Mn，履帶板的材料采用 40Mn2Si。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 共 64 頁 圖 c）履帶節(jié)距 節(jié)距越小，履帶鏈軌運轉(zhuǎn)在驅(qū)動輪、導向輪上沖擊越小，運轉(zhuǎn)越均勻，有利于減少磨損，提高效率，但最小節(jié)距值受到鏈軌結(jié)構(gòu)尺寸的限制。單筋履帶板筋較高，易插入地面產(chǎn)生較大的牽引力，主要用于推土機上；雙筋履帶板筋稍短易于轉(zhuǎn)向，且屜帶板剛度較好用于挖掘裝載機或重型礦用液壓挖掘機上；三筋履帶板同樣為短筋 (圖 )由于筋多使履帶板的強度和剛度提高，承重能力大，用于挖掘機上 。 計算所得的 L0應滿足轉(zhuǎn)向要求： ? ??? fBL ??20 () —— 參看《工程機械底盤構(gòu)造與設計》 P308 式中 0L —— 支撐面長度， 0L = m=2500mm； B—— 履帶軌距， B=KB36 == 取 1900mm。 所以本機履帶采用組合式履帶。 目前液壓挖掘機中廣泛采用工業(yè)拖拉機型式的組合式履帶。而在惡劣環(huán)境中或在野外作業(yè)時可以使用鋼制履帶以適應惡劣的工況。這樣可使上部重量均勻傳至地面， 便于在承載能力較低的地面使用，提高行走性能。它的缺成是履帶架截面削弱較多，剛性較差，在截面削弱處易產(chǎn)生裂縫。底架連接轉(zhuǎn)臺，承受上部的載荷，并通過橫梁傳給履帶架行走架按結(jié)構(gòu)的不同分組合式和整體式兩種。因此，合理設計“四輪一帶”具有重要意義。行走裝置的傳動是由液壓馬達經(jīng)減速箱6 傳動驅(qū)動輪 5 使整個行走裝置運行。所以履帶式行走裝置比輪式行走裝置更為適用。 盡管履帶式行走裝置存在一些，但在單斗液壓挖掘機中使用較為廣泛，而且本機主要用于城市道路建設或者狹窄空間內(nèi)作業(yè)。履帶式行走裝置驅(qū)動力大（通常每條履帶的驅(qū)動力可達機重的 35%45%），接比壓?。?40150kPa），因而越野性能及穩(wěn)定性好，爬坡能力大（一般為 50%80%，最大的可達 100%），且轉(zhuǎn)彎半徑小，靈活性好。 3．要降低挖掘機的接地比壓或具有較大的支承面積，以提高挖掘機的穩(wěn)定性； 4．挖掘機在斜坡下行時不發(fā)生超速溜坡現(xiàn)象，挖掘時不發(fā)生下滑，提高工作時的為安全可靠性； 5．挖掘機的行走裝置外形尺寸應符合道路運輸?shù)囊蟆? 2．液壓挖掘機的履帶行走裝置構(gòu)造 單斗液壓挖掘機的行走裝置是整個機械的支承部分，它承受機械的自重及工作裝置挖掘時的反力，使挖掘的穩(wěn)定地支承在地面上工作。 (2) 行走裝置四輪一帶的結(jié)構(gòu)設計與布置。 （ 8）增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。 （ 4）工作裝置結(jié)構(gòu)不斷改進，工作范圍不斷擴大。電子計算機監(jiān)測與控制，實現(xiàn)機電一體化 。 國內(nèi)液壓挖掘機發(fā)展概況及趨勢 我國己經(jīng)形成了挖掘機的系列化生產(chǎn)，近年來還開發(fā)了許多新產(chǎn)品，引進了國外的一些先進的生產(chǎn)率較高的挖掘機型號。 國外液壓挖掘機目前水平 工業(yè)發(fā)達國家的液壓挖掘機生產(chǎn)較早，產(chǎn)品齊全，技術成熟。而在陸地上使用的“動力鏟”于1835 年在美國誕生，主要用于修筑鐵路的繁重工作，被認為是現(xiàn)代挖掘機得先驅(qū)，距今已有 170 多年的歷史。 ② 液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有防止過載的能力，所以使用安全可靠，操縱簡便。 而液壓挖掘機則具有下列主要特點： ① 大大改善了挖掘機的技術性能，挖掘力大、牽引力大，傳動平穩(wěn)，作用效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 共 64 頁 按工作過程可分為周期作業(yè)和連續(xù)作業(yè)兩類，即通常簡稱為單斗挖掘機和多斗挖掘機。之前，對于這些知識的學習好像只是為了應付考試，根本就沒有真正掌握這些知識。 為節(jié)省勞動力、減輕繁重體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率、加快建設速度，保證工程質(zhì)量和降低成本，采用機械化施工是根本的措施。據(jù)統(tǒng)計，一般工程施工中約有 60%的土石方量、露天礦山中80%的剝離量和采掘量是用挖掘機完成的。南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 共 64 頁 1 緒 論 本課題背景意義及目的 液壓挖掘機是在機械傳動挖掘機的基礎上發(fā)展起來的。 各類挖掘機在國民經(jīng)濟建設的許多行業(yè)被廣泛地采用，如工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利電氣工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等等行業(yè)的機械化施工中。采用小挖掘機可以大大減輕人力的勞動，縮短施工周期。 而對于還在學習當中的我來說，這個課題能讓我更深入地鞏固和學習液壓、機械原理、機械設計、機械繪圖等方面的知識。 挖掘機 的基本類型和液壓挖掘機的主要特點 挖掘機的類型與構(gòu)造形式繁多，可按挖掘工作原理與過程、用途、構(gòu)造特性等進行劃分。 按照傳動方式，挖掘機分為機械傳動式、液壓傳動式和混合傳動式。而液壓挖掘機則不需要復雜的中間傳動，大大的簡化了結(jié)構(gòu)。第一臺有確切記載的挖掘機械是 1796 年英國 人發(fā)明的蒸汽“挖泥鏟”。使得液壓挖掘機在作業(yè)效率、可靠性、完全性和操作舒適性以及節(jié)能、環(huán)保等方面有了長足的進步。國外挖掘機行業(yè)重視采用新技術、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料，加快了向標準化、系列化、通用化發(fā)展的步伐。應用范圍不斷擴大，成本 不斷降低，向標準化、模塊化發(fā)展，以提高零部件、配件的可靠性，從而保證整機的可靠性 。 （ 3）不斷提高可靠性和使用壽命。 （ 7）應用微電子、氣、液等機電一體化綜合技術。 具體設計任務是對液壓挖掘機的行走裝置的設計和行走能力的校核，包括 (1) 挖機行走裝置的總體設計。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 共 64 頁 (5) 馬達的驗算和選取及馬達原理的認識和研究。 2．在不增高 行走裝置總高度的前提下應使行走裝置具有較大的離地間隙，使挖掘機在不平地面上行走具有良好的通過性能。液壓傳動 的履帶行走裝置，挖掘機轉(zhuǎn)向時由安裝在兩條履帶上、分別由兩臺液壓泵供油的行走馬達（用一臺油泵供油時需采用專用的控制閥來操縱）通過對油路的控制，很方便地實現(xiàn)轉(zhuǎn)向或就地轉(zhuǎn)彎，以適應挖掘機在各種地面、場地上運動。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 共 64 頁 輪胎式液壓挖掘機行走裝置的結(jié)構(gòu)型式很多，有采用標準汽車底盤的可輪式拖拉機底盤的，但斗容量稍大、工作性能要求較高的輪胎式液壓挖掘則采用專用的輪胎式底盤行走裝置。而輪式行走裝置雖有運行速度快、機動性好，運行時輪胎不損壞路面，因而在城市建設中很受歡迎，但是其接地比壓大，爬坡能力小，挖掘作業(yè)時需要用專門支腿支撐，以確保挖掘機的穩(wěn)定性和安全性。履帶呈抱死循環(huán)繞過驅(qū)動輪 5 和導向輪 1，為了減少上分支撓度 ，履帶由 l一 2個托鏈輪 4 支持。這部分的重量相當大，約占整機的 1／ 4，制造成本也高，約占整機的 1／ 4。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 共 64 頁 圖 履帶式行走裝置的結(jié)構(gòu)圖 1 導向輪； 2 橡膠履帶； 3 張緊裝置； 4 支重輪； 5 驅(qū)動輪； 6 減速機 行走架是履帶行走裝置的承重