【文章內容簡介】 械底盤構造與設計》 P314 1 . 0 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 5 1 0 7 . 5KP A G G G K N? ?? ? ? ? ? ? ? 式中： ? —— 附著系數(shù)，取 ?? ； A —— 考慮在斜坡上工作時，整機重量在一側履帶上分配系數(shù)，取 ?A 。 所以： 1 . 0 0 . 7 5 1 0 7 . 5KP A G K N? ?? ? ? ? ? （ 2）強度驗算 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： ??? （ 55） —— 取自《工程機械底盤構造與設計》 P315 式中： d —— 履帶銷直徑； 所以 21 . 5 1 0 0 0 0 1 5 . 7 90 . 0 5 5 M P a? ?? ? ?? 履帶銷采用 50Mn，履帶銷套采用 20 Mn，履帶板的材料采用 40Mn2Si。 50Mn 的剪切強度： 275Mpa 所以， ????? ，履帶銷的強度滿足要求。 （ 3）校核軌鏈節(jié)的抗拉強度 對于 鋼制履帶，履帶板應驗算其拉伸應力，危險截面是銷孔的最窄處： 河北工程大學畢業(yè)設計 15 ? ????? brR GFPK 2 ?? (56) —— 取自《工程機械底盤構造與設計》 P314 式中： R —— 履帶銷套半徑， mmR ? ； r —— 履帶銷半徑， mmr 18? ； ?b —— 一塊履帶板一端的各銷孔寬度之和， mmb 1 0 8363 ???? 。 ? ?p? —— 需用拉伸應力， ? ? M Pap 2 0 0~1 5 0?? 所以 40 . 7 5 1 0 3 . 6 42 ( 2 7 . 5 1 8 ) 1 0 8pp??? ??? ? ? ??? ? ? 所以，履帶的抗拉強度滿足要求。 d)橡膠履帶的選擇 對于設計所需的橡膠履帶及其參數(shù)可根據(jù)相關履帶生產(chǎn)廠家來確定，這里選型杭州德卡橡膠有限公司的履帶 ,其履帶寬度為 230mm，與所設計的剛履帶同寬，履帶參數(shù)如表 如表 3所示。 類型如下： 表 3 履帶參數(shù) 項 目 參 數(shù) 履帶類型 可更換型 履帶寬度 b（ m） 節(jié) 距 t0（ m） 花紋類型 V2/C 鋼絲繩高度（ m） 內軌寬度（ m） 河北工程大學畢業(yè)設計 16 外軌寬度（ m） 最大機體質量（ kg） 2300 導軌類型 B 履帶條數(shù) 履帶條數(shù)主要根據(jù)履帶行走裝置所服務的設備質量來確定。設備質量與履帶條數(shù)關系一般如表 4 所示。 表 4 設備質量與履帶條數(shù)關系 設備質量 /t 1 000 1 500 6 000 12 000 履帶數(shù)量 / 條 2 3 6 12 履帶與底座的連接方式 雙履帶行走裝置中履帶架與底座的連接，可以是剛性連接，也可以是擺動鉸接。 （ 1） 兩條履帶均與底座剛性連接，如圖 212（ a）所示。剛性連接的履帶裝置，其各個零件的載荷分布是不靜定的，設計時應考慮到最不利情況，即載荷僅通過兩點傳遞；該連接方式具有很高的防傾翻能力，允許上部結構的重心位置有較大的偏移，主要用于小型機器，最大承重量一般不超過 5 000 kN。 （ 2） 一 條履帶與底座剛性連接，另一條鉸接。該連接方式的優(yōu)點在于載荷可以靜定地分配到各履帶的零件上，部分零件設計時比較簡單，但其防傾翻能力相對較差，如圖 2（ b）所示。 （ 3） 兩條履帶均與底座鉸接，如圖 212（ c）所示。該連接方式允許履帶架相對于底座擺動，底座在履帶架上的安裝條件是不穩(wěn)定的，需要第三個支承 點，該點由安裝在兩履帶間的橫向平衡梁支承。底座與履帶架鉸接點的位置，必須位于履帶的中點上。這種連接方式是大型雙履帶行走裝置的主要應用形式，最大承重量一般不超過 10 000 kN。 河北工程大學畢業(yè)設計 17 圖 212 履帶與底座的連接方式 （ a） 兩端剛性連接 （ b） 一端剛性連接，一端鉸接 (c) 兩端鉸接 雙履帶轉向方式 雙履帶行走裝置通過調整兩條履帶的驅動力來克服轉向阻力矩，其轉彎方式可分為 3 種： 1）兩條履帶以不同速度同時向前運行，按一定的轉彎半徑向低速側轉彎； 2） 一條履帶正常驅動，另一條履帶制動，向制動側轉彎，稱為單邊轉彎； 3） 兩條履帶以相反的方向同時驅動，整機繞履帶裝置的形心回轉，稱為原地轉彎。第一種轉彎方式，轉彎半徑較大，并需配置無級變頻調速裝置，成本較高。大多數(shù)情況下，雙履帶行走裝置采用 單邊或原地轉彎方式。當?shù)孛鏃l件較差時，也可采用折線式轉彎，即多次急轉彎與直線運行相結合。由于每次轉彎角度小，對地面破壞較輕，可減輕履帶的下陷程度，避免轉彎附加阻力的急劇增加。 結構布置及參數(shù) (1)履帶支承長度 L，軌距 B 和履帶板寬度 b 應合理匹配，使接地比壓，附著性能和轉彎性能均符合要求； (2)履帶節(jié)距 t0 和驅動輪齒數(shù) z 應在滿足強度、剛度的情況下盡可能取較小值以降低履帶高度； (3)驅動輪齒數(shù)一般為奇數(shù)， z=19~23。為使 H0 不致過大，又兼顧履帶運動的平穩(wěn)性，當 t0 取小值時 河北工程大學畢業(yè)設計 18 則 z 取 大值，當 t0 取大值時 z 取小值。 圖 213 履帶式行走機構示意圖 （ 4） 39。0Ln t? 計算后再圓整。 式中： 39。L — 履帶全長， 039。 0 12 1 222zL L t t??? ? ? ? ? ? ????? （ 24） 根據(jù)橡膠履帶驅動輪的節(jié)距計算公式 : D= t0/sin(180/n) 其中： D—— 驅動輪直徑； t0—— 履帶節(jié)距； n—— 驅動輪齒數(shù)。 選擇 n=9，經(jīng)計算 D=。 導向輪直徑比驅動輪直徑略小，一般 D/ Dk=— 取 Dk= 考慮減小摩擦，選擇托帶輪個數(shù)為每邊 1 個。 根據(jù)上述計算分析，最終確定行走機構形式為， 2 條橡膠履帶，多支點，支撐輪 與履帶架為剛性連接。參數(shù)如表 5。 河北工程大學畢業(yè)設計 19 表 5 參數(shù)項 確定值 單邊履帶接地長度（ m） 履帶軌距（ m） 驅動輪齒數(shù)（個） 25 驅動輪分度圓直徑（ m） 導向輪外圓直徑（ m） 支重輪外圓直徑（ m） 單邊支重輪數(shù)量（個） 4 支重輪間距（ m） 單邊托帶輪數(shù)量（個） 1 托帶輪外圓直徑（ m） 張緊力的調整 履帶的張緊方式一般有固定張緊和彈簧張緊。在履帶的預張緊力的計算上，一般都采用經(jīng)驗公式計算，以機器重量乘以一個經(jīng)驗數(shù)就作為履帶的預張緊力，往往不能適應不同的履帶行走機械，張力太大 , 功率損失大，并使履帶產(chǎn)生非常大的張力，導致履帶伸長，節(jié)距發(fā)生變化，會加快各部零件的磨損。張力偏小 , 履帶又變得很松，行走時會發(fā)生跳齒，轉向失靈，履帶容易脫軌。兩條履帶張力的明顯差異還會使行走方向產(chǎn)生偏移 , 當支重輪 、導向輪發(fā)生脫軌現(xiàn)象時 , 行走方向的偏轉最后直接導致脫軌事故的發(fā)生。履帶的靜態(tài)張緊度是按履帶松邊 (上方區(qū)段 )的下垂量 h 的值進行確定 ,下垂量 h 一般取 : h＝ (~)L0 其中： h—— 履帶的下垂量。 L0—— 張緊輪與驅動輪間中心距。 履 帶行走裝置使用一段時間后由于鏈軌銷軸的磨損會使節(jié)距增大，使整個履帶伸長，導致摩擦履帶架、脫軌等，影響行走性能。因此每條履帶必須設有張緊裝置，使履帶保持一定張緊度，一般要保證履帶的下?lián)隙炔怀^ 20～ 40mm。張緊裝置的行程應大于履帶節(jié)距的 1/2，以便在履帶因磨損而造成節(jié)距伸長時，可拆去一塊而繼續(xù)使用 河北工程大學畢業(yè)設計 20 驅動輪的設計 驅動輪介紹 驅動輪 用來將行走機構的動力傳遞給履帶，因此對驅動輪的主要要求是嚙合平穩(wěn)，并在履帶因銷套磨損而伸長時，仍能很好嚙合，不得有“跳齒”現(xiàn)象。履帶行走裝置的驅動輪通常放在后部，這樣既可縮短履帶張緊段的長度，減少功率損失，又可提高履帶的使用壽命。 圖 31驅動輪 驅動輪，工程機械挖掘機與推土機的動力傳輸者，在運輸機上，因為整體是鑄造加工的，所以叫“驅動輪”，推土機因為是分開幾塊鑄造或者說鍛造的，所以稱為“驅動齒塊”。 驅動輪一般直接是與驅動馬達相接，直接把動力傳給履帶，從而帶動整個底盤前進。 驅動輪的材料主要是以鑄造為主，但大功率的推土機的驅動齒塊以鍛造為多，那樣的產(chǎn)品會承受住更大的驅動力，從而保證產(chǎn)品的質量。無論是何種材料，產(chǎn)品都要經(jīng)過毛坯鑄造（鍛造）、機械加工、齒部淬火等工藝，最終交給客戶使用。 運輸機驅動輪主要是鑄造產(chǎn)品，材料一般是 ZG40Mn，齒部的淬火硬度與推土機相近， HCR4656，因為輪子是整體加工，所以工藝上比較簡單，保證加工精度與尺寸精度就可以。 運輸機的齒塊以鍛造為主，因為是一塊塊的三齒 或兩齒，最后要拼成一個輪子，所以在加工工藝與技術要求上更是嚴格了許多。運輸機齒塊要求：齒塊用鋼應符合 GB/T 3077 中規(guī)定的 40MnB 或 35MnB 合金鋼材料，也允許采用力學性能不低于上述牌號的其它材料；齒塊用鋼的含碳量應符合 GB/T 3077 中的規(guī)定；其含硫、河北工程大學畢業(yè)設計 21 磷量應小于 %。鋼的非金屬夾雜物、脆性夾雜物、塑性夾雜物的含量應符合 GB/T 10561— 1989 中規(guī)定的 級要求；齒塊的熱處理硬度要求 HCR4656；齒塊的鍛造比應大于或等于 2，起模斜度為 3176。 ~5176。；鍛件齒形精度相對于標準齒形樣板的極 限偏差，應控制在177。 mm 以內。 驅動輪磨損 驅動輪輪齒的磨損常發(fā)生輪齒的根部、前后側面、左右側面和輪齒頂部。當推土機向前行駛，輪齒托起履帶銷套時，磨損發(fā)生在輪齒的前側面；反之，當推土機向后行駛時，磨損發(fā)生在輪齒的后側面。當履帶太松，產(chǎn)生履帶偏斜，輪齒沖擊鏈軌節(jié)的側面時將造成驅動輪輪齒側面的磨損。 驅動輪輪齒的另一磨損形式是頂部磨損。頂部磨損發(fā)生在履帶與驅動輪輪齒被粘性物質填塞，驅動輪輪齒與履帶銷套的嚙合關系被改變時。當推土機向前行駛時，就會在驅動輪驅動側的齒背面的頂點和銷套的側面劃下印痕。 驅動輪的誰主要包括齒形的設計，驅動輪尺寸的確定以及強度校核。 a) 驅動輪的齒形設計 發(fā)動機的動力通過驅動輪傳給履帶，因此，對驅動輪的要求是與履帶嚙合正確，傳動平穩(wěn)，并且當履帶因銷套磨損而伸長后仍能很好嚙合。 按齒面形狀，驅動輪齒形可分為凸形，直線形和凹形齒形三種。目前履帶工程機械多采用后兩種。 履帶的驅動輪通常置于挖掘機的后部，這樣能使履帶的張緊段較短，減少磨損和功率損失。 驅動輪用來驅動履帶，輪齒工作時受履帶銷套反作用的彎曲壓應力，并且輪齒與銷套之間有磨料磨損。因此驅動輪應選用淬透性好的鋼材，通常用 50Mn， 45SiMn，中頻淬火、低溫回火，硬度應達到 HRC55～ 58。 一般來講，對驅動輪齒形的要求為： 1） 使履帶節(jié)銷順利地進入和退出嚙合，減少接觸面的沖擊應力； 2） 齒面接觸應力應小，以減少磨損； 3)當履帶節(jié)距因磨損而增大時，履帶節(jié)銷與驅動輪齒仍能保持工作，不至脫鏈。 河北工程大學畢業(yè)設計 22 本設計采用典型的“三圓弧一直線”型齒形。 b) 驅動輪主要參數(shù)的確定 驅動輪輪齒的節(jié)距根據(jù)前述的相應的履帶板的節(jié)距確定， 0t 96mm? 。繞在驅動輪上的履帶板數(shù)目（即當量齒數(shù) Z? ）增加，使履帶運動速度均勻性較好，鉸鏈摩擦損失減少，但使 驅動輪直徑增大，引起底盤高度及重量增加。 驅動輪齒數(shù)一般為奇數(shù)， z=19~25。為使 H0 不致過大，又兼顧履帶運動的平穩(wěn)性，當 t0 取小值時 ,則 z 取大值，當 t0 取大值時 z 取小值。 這里選擇驅動輪齒數(shù) Z=25。這里驅動輪的齒數(shù)一般為奇數(shù)，這是因為工程機械上的鏈條在驅動輪上是隔一個齒嚙合的，這樣自動清除泥土的效果好。這種間齒嚙合的的驅動輪的 Zk 是實際齒數(shù)的 Z的一半；所以這樣實際齒數(shù) Z最好為奇數(shù)，這樣 每轉動兩圈，驅動輪的所有齒都嚙合一次，使用壽命長。所以名義齒數(shù) Zk =。 驅動輪節(jié)圓半徑 0 0096 1 7 7 . 91 8 0 1 8 02 s in 2 s in 1 2 . 5Kktr m mZ? ? ?? （ 57） —— 取自《工程機械底盤構造與設計》 P316 這里取 Kr =178mm 驅動輪的節(jié)圓直徑為 2 356KKD r mm?? 履帶銷套直徑： mmdd 554 ?? 則驅動輪齒根圓直徑為： 3 5 6 5 5 3 0 1gKD D d m m? ? ? ? ?