【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 效率；——滑轉(zhuǎn)效率；——履帶驅(qū)動(dòng)帶效率（）。經(jīng)計(jì)算后得結(jié)果=(5) 履帶機(jī)械的附著力（要求：附著力應(yīng)大于或等于履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力且大于等于各阻力之和。） = （3—5）式中: ——；——取3000千克。經(jīng)計(jì)算后得結(jié)果= (符合要求) 轉(zhuǎn)向最大驅(qū)動(dòng)力矩的分析與計(jì)算(1) 履帶轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動(dòng)力說(shuō)明:履帶行走裝置在轉(zhuǎn)向時(shí), 需要切斷一邊履帶的動(dòng)力并對(duì)該履帶進(jìn)行制動(dòng), 使其靜止不動(dòng), 靠另一邊履帶的推動(dòng)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向, 或者將兩條履帶同時(shí)一前一后運(yùn)動(dòng), 實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向, 但兩種轉(zhuǎn)向方式所需最大驅(qū)動(dòng)力一樣。因此以機(jī)器單條履帶制動(dòng)左轉(zhuǎn)為例, 見圖（示意圖）。圖3 履帶轉(zhuǎn)左向示意圖左邊的履帶處于制動(dòng)狀態(tài), 在右邊履帶的推動(dòng)下, 整臺(tái)機(jī)器繞左邊履帶的中心C1 點(diǎn)旋轉(zhuǎn), 產(chǎn)生轉(zhuǎn)向阻力矩Mr, 右邊履帶的行走阻力Fr/ 2 。一般情況, 履帶接地長(zhǎng)度L 和履帶軌距B 的比值L/ B≤,。同時(shí), L/ B 值也直接影響轉(zhuǎn)向阻力的大小,在不影響機(jī)器行走的穩(wěn)定性及接地比壓的要求下, 應(yīng)盡量取小值, 也就是盡量縮短履帶的長(zhǎng)度,可以降低行走機(jī)構(gòu)所需驅(qū)動(dòng)力。(2) 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算轉(zhuǎn)向阻力矩是履帶繞其本身轉(zhuǎn)動(dòng)中心O1（或O2）作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，地面對(duì)履帶產(chǎn)生的阻力矩，如圖所示，OO2 分別為兩條履帶的瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心。為便于計(jì)算轉(zhuǎn)向阻力矩的數(shù)值，作如下兩點(diǎn)假設(shè)：(1)機(jī)體質(zhì)量平均分配在兩條履帶上，且單位履帶長(zhǎng)度上的負(fù)荷為： （3—6）式中: 車身總質(zhì)量（kg）； 履帶接地長(zhǎng)度(m)。經(jīng)過計(jì)算：.形成轉(zhuǎn)向阻力矩 的反力都是橫向力且是均勻分布的。履帶拖拉機(jī)牽引負(fù)荷在轉(zhuǎn)向時(shí)存在橫向分力，在橫向分力的影響下，車輛的轉(zhuǎn)向軸線將由原來(lái)通過履帶接地幾何中心移至，移動(dòng)距離為。圖4 履帶轉(zhuǎn)向受力圖根據(jù)上述假設(shè)，轉(zhuǎn)向時(shí)地面對(duì)履帶支承段的反作用力的分布為矩形分布。在履帶支承面上任何一點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離為x，則微小單元長(zhǎng)度為dx，分配在其上的車體重力為qdx，總轉(zhuǎn)向阻力矩可按下式： （3—7）式中: 轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)。（經(jīng)查表計(jì)算： 式中: 車輛作急轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)彎的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)； B—履帶軌距。）將式（3—6）代入上式積分得并簡(jiǎn)化得：（3—8）即：（3） 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩(假設(shè)機(jī)器重心與履帶行走裝置幾何中心相重合)把轉(zhuǎn)向半徑分別考慮。1)當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑如下圖所示，兩側(cè)履帶都向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩側(cè)履帶受地面摩擦阻力朝同一方向（即行駛的反方向），外側(cè)、內(nèi)側(cè)履帶受力分別為： （3—9）圖5 此時(shí)轉(zhuǎn)向示意圖 2)當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑，如下圖所示，此時(shí)兩側(cè)履帶受地面摩擦阻力朝反方向，外側(cè)、內(nèi)側(cè)履帶受力分別為： （3—10）圖6 此時(shí)轉(zhuǎn)向示意圖式中: 分別為內(nèi)側(cè)前進(jìn)阻力和驅(qū)動(dòng)力； 分別為外側(cè)前進(jìn)阻力和驅(qū)動(dòng)力。考慮機(jī)體的重心在中心位置，所以履帶的前進(jìn)阻力為： （3—11） 式中: — 履帶滾動(dòng)阻力系數(shù)（ 即）轉(zhuǎn)向時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)力矩為： 式中：r—驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑。3）大半徑區(qū)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)主動(dòng)輪上的力： （3—12）小半徑區(qū)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)主動(dòng)輪上的力： （3—13）式中：—轉(zhuǎn)向比。轉(zhuǎn)向時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)力矩為：經(jīng)過以上介紹及公式計(jì)算得： =； 分別計(jì)算轉(zhuǎn)向半徑的情況：得到：.與根據(jù)文獻(xiàn)“履帶車輛行駛力學(xué)”，得主動(dòng)輪上的最大的驅(qū)動(dòng)力及力矩為： 所得結(jié)果相同。 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）履帶的選擇履帶支承長(zhǎng)度L，軌距B和履帶板掛寬度b應(yīng)合理匹配，使接地比壓，附著性能和轉(zhuǎn)彎性能符合要求。根據(jù)本機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定履帶的主要參數(shù)為整機(jī)的重量。本機(jī)的初定整機(jī)重量為：3t.令表示為接地長(zhǎng)度，單位m，表示履帶的高度，單位m，G表示機(jī)器整機(jī)重量，單位為t。則有經(jīng)驗(yàn)公式知： 即 即履帶節(jié)距和驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)z應(yīng)該滿足強(qiáng)度、剛度要求。在此情況下，盡量選擇小的數(shù)值，以降低履帶高度。根據(jù)節(jié)距與整機(jī)重量的關(guān)系：其中的單位為mm,G的單位為kg.（說(shuō)明：此處的驅(qū)動(dòng)輪方面在驅(qū)動(dòng)輪計(jì)算部分再詳細(xì)說(shuō)明。）則根據(jù)計(jì)算的與實(shí)際的資料： 選型號(hào)為23048 的履帶。同時(shí)，目前橡膠履帶損壞的一些具體表現(xiàn)，主要集中在3 個(gè)方面：整體斷裂、鐵齒脫落、鐵齒斷裂。由于橡膠履帶的使用還受到道路、作業(yè)環(huán)境和機(jī)手操作水平的影響，且橡膠履帶又是整體結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)斷裂、脫齒等現(xiàn)象，往往就需要更換整條履帶（每條履帶的價(jià)格一般在2 0 0 0 元左右），這是一筆不小的開支。橡膠履帶機(jī)械行走機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、張緊輪、前導(dǎo)軌、后導(dǎo)軌和橡膠履帶等組成。橡膠履帶不僅要承受整機(jī)的壓力，同時(shí)還要傳遞從變速箱驅(qū)動(dòng)輪傳來(lái)的驅(qū)動(dòng)力，承受履帶張緊后的拉力和大量的泥、草等造成的巨大阻力等。針對(duì)這一實(shí)際，一些公司也做了相當(dāng)多的改進(jìn)。（浙江省湖州聯(lián)合收割機(jī)廠經(jīng)過多年的試驗(yàn)和跟蹤調(diào)查，總結(jié)出了若干經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)橡膠履帶進(jìn)行了以下3 個(gè)方面改進(jìn)：（1） 更新鋼絲簾線；（2） 鐵齒脫落 該現(xiàn)象一般表現(xiàn)為鐵齒與橡膠分離。改進(jìn)時(shí)主要從增大粘合面積著手，在不增加鐵齒質(zhì)量的前提下，改進(jìn)鐵齒的截面形狀，從而增大與橡膠的粘合面積，與此同時(shí)還適當(dāng)加大鐵齒表面的粗糙度（比如用工具在鐵齒表面某些部位人為地加工出干小淺槽），以增加鐵齒對(duì)橡膠的粘接力；（3） 鐵齒斷裂 斷裂部位一般是發(fā)生在驅(qū)動(dòng)輪與鐵齒的結(jié)合處。由于在泥腳較深轉(zhuǎn)彎困難或通過較高的田埂時(shí)機(jī)子負(fù)荷較大，此時(shí)最容易造成鐵齒斷裂現(xiàn)象。對(duì)鐵齒結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改進(jìn)，可大大增加鐵齒的強(qiáng)度，提高鐵齒的耐用度。）至此可看到，橡膠履帶的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。故此，這里選擇橡膠履帶230*48系列。（2）驅(qū)動(dòng)輪的計(jì)算目前, 履帶嚙合副的設(shè)計(jì)還停留在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段, 沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 各種齒形的設(shè)計(jì)方法很多, 極不統(tǒng)一, 主要有等節(jié)距嚙合方式、亞節(jié)距嚙合方式和超節(jié)距嚙合方式。等節(jié)距嚙合主要指履帶節(jié)距與鏈輪節(jié)矩相等。在等節(jié)距嚙合時(shí), 履帶嚙合副是多齒傳動(dòng), 履帶牽引力由嚙合各齒分擔(dān), 各個(gè)齒所受的負(fù)荷較小, 此時(shí)嚙合平穩(wěn)、沖擊振動(dòng)小, 使用壽命較長(zhǎng)。但在實(shí)際中, 等節(jié)距嚙合只是一個(gè)理論概念, 因?yàn)榧词乖谠O(shè)計(jì)上使履帶與鏈輪節(jié)距相等, 履帶在使用過程中將產(chǎn)生節(jié)距變化(如彈性伸長(zhǎng), 履帶銷和銷孔磨損伸長(zhǎng)等), 嚙合實(shí)際上為超節(jié)距嚙合。且因圖紙標(biāo)注公差、制造誤差等使履帶在一定范圍內(nèi)波動(dòng), 履帶與鏈輪的嚙合要么是超節(jié)距, 要么是亞節(jié)距, 等節(jié)距嚙合實(shí)際上很難存在于嚙合過程中。在亞節(jié)距嚙合過程中, 鏈輪與履帶銷之間力的傳遞僅由即將退出嚙合的一個(gè)鏈輪齒來(lái)完成, 但對(duì)于頻繁改變方向的機(jī)器, 在減輕啟動(dòng)沖擊方面很有利, 而且隨著亞節(jié)距量的增加,作用更加明顯。但在退出嚙合時(shí), 履帶銷處于遲滯狀態(tài), 嚴(yán)重時(shí)甚至由于運(yùn)動(dòng)干涉而不能退出嚙合。因此, 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)工作工況, 靈活采取相適應(yīng)的設(shè)計(jì)方法, 使履帶銷順利進(jìn)入和退出嚙合, 減少接觸面的沖擊。 使齒面接觸應(yīng)力滿足要求, 減小磨損。 使履帶節(jié)距因磨損而增大時(shí)仍能保持工作而不掉鏈等。因此，綜上考慮驅(qū)動(dòng)輪選用鏈輪的設(shè)計(jì)方案。a. 確定驅(qū)動(dòng)輪主要尺寸（則根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)得）：分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 分度圓弦高 最大齒根距離 齒側(cè)凸緣 。b. 確定驅(qū)動(dòng)輪齒槽形狀試驗(yàn)和使用表明，齒槽形狀在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，在一般工況下對(duì)鏈傳動(dòng)的性能不會(huì)有很大影響。這樣安排不僅為不同使用要求情況時(shí)選擇齒形參數(shù)留有了很大余地。同時(shí)，各種標(biāo)準(zhǔn)齒形的鏈輪之間也可以進(jìn)行互換。圖7 驅(qū)動(dòng)輪圖齒面圓弧半徑 齒溝圓弧半徑 齒溝角 則根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)得：齒面圓弧半徑 齒溝圓弧半徑 齒溝角 。 張緊裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算張緊裝置主要是對(duì)導(dǎo)向輪部件的張緊。 張緊裝置結(jié)構(gòu)及其工作原理張緊裝置示意圖：圖8張緊裝置示意圖張緊彈簧由于裝置的反沖作用，使其在右方頂著導(dǎo)向輪使其在工作過程中，始終保持一定的張緊狀態(tài)，從而使履帶張緊導(dǎo)向輪導(dǎo)向。 彈簧類別的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1) 彈簧類別的選定因張緊裝置的作用，是通過彈簧對(duì)導(dǎo)向輪的推動(dòng)從而達(dá)到張緊的作用。因此，選用壓縮、拉伸彈簧即可。對(duì)于選材采用通用的材料（）即可。運(yùn)用公式求得隔振彈簧的剛度： （3—14）式中：——隔振系統(tǒng)頻率比； ——振動(dòng)質(zhì)體總重量（kg）；??； ——振動(dòng)頻率。由則代入公式 則通過計(jì)算知彈簧的剛度為。按工作的載荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，許用應(yīng)力應(yīng)適當(dāng)取低，取，彈簧的工作載荷約為400N.（2） 彈簧的計(jì)算運(yùn)用公式求得螺旋彈簧曲度系數(shù): （3—15）式中：C——旋繞比（當(dāng)材料直徑時(shí)，C一般?。┰嚾⌒@比C=6，則根據(jù)公式求得材料的直徑: （3—16）式中: K——曲度系數(shù)；（） C——旋繞比；（） F——彈簧的工作載荷(N)；（） ——許用切應(yīng)力（Pa）。（）計(jì)算得彈簧絲直徑：根據(jù)公式： （3—17）式中：G——切變模量（Mp）；() D——彈簧中徑（mm）。()計(jì)算得彈簧有效圈數(shù) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 n=7選擇冷卷壓縮彈簧YⅡ，兩端圈并緊并磨平，取則總?cè)?shù) 根據(jù)公式: （3—18）式中：d——彈簧材料直徑(mm)。計(jì)算得節(jié)距 ，選擇 P==12mm間距 根據(jù)公式： 計(jì)算得自由高度 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取 壓縮彈簧高徑比 壓縮彈簧工作高度 壓縮彈簧壓并高度 螺旋角 彈簧材料的展開長(zhǎng)度 經(jīng)計(jì)算可知：b,滿足穩(wěn)定性的要求。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)履帶機(jī)械全液壓式行走系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足如下要求：(1) ～，空載最大速度達(dá)到3m/s 左右，～。(2) 轉(zhuǎn)速比要適當(dāng)、操作靈活方便、成本低。 液壓系統(tǒng)及其動(dòng)力計(jì)算(1) 液壓系統(tǒng)的選擇以馬達(dá)為執(zhí)行元件，采用變量泵+變量馬達(dá)系統(tǒng)，其液壓系統(tǒng)如圖1