【文章內(nèi)容簡介】 許用切應(yīng)力為。根據(jù)《機械設(shè)計》P386 (317) ——取自《機械設(shè)計》P386式中：——緩沖彈簧工作行程終了時的最大壓縮力； ——曲度系數(shù)； ——旋繞比； ——許用切應(yīng)力；根據(jù)上值可取彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑，此時，為標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)《機械設(shè)計》P383表165，彈簧的實際工作條件和類比同類產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)可取彈簧圈數(shù)。根據(jù)《機械設(shè)計》普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列表165及普通圓柱螺旋壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸計算公式表164得彈簧系數(shù)： 彈簧工作圈數(shù)：彈簧中徑： 彈簧內(nèi)徑： 彈簧外徑： 彈簧節(jié)距： 彈簧自由度：取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格自由度?！陨瞎骄鶃碜浴稒C械設(shè)計》P382由于緩沖彈簧是兩端固定，故彈簧的許用長細(xì)比為彈簧實際長細(xì)比b= 顯然彈簧的穩(wěn)定性滿足要求?！八妮喴粠А卑惭b尺寸 驅(qū)動輪一般置于機械后方，因為機器前進(jìn)的時間多，而且牽引力大，這樣履帶驅(qū)動段的長度小，可以減小功率損失。為了提高履帶行走裝置的越過障礙的能力，行走裝置應(yīng)有合適的接近角1，和離去角2。在導(dǎo)向輪與驅(qū)動輪的中心距離一定的情況下，當(dāng)2太大時，會減少接地長度，造成接地面積減少，接地比壓提高；而且支重輪處履帶折彎角度增大，會影響傳動效率。通常認(rèn)為當(dāng)2小于5176。時履帶的接地長度可以從兩端的張緊輪、導(dǎo)向輪的中心算起。實際設(shè)計中1一般取2176?！?176。，由于挖掘機前面的障礙可以用推土板鏟除，所以2一般取1176。~3176。支重輪在導(dǎo)向輪和驅(qū)動輪間的布置應(yīng)有利于增大履帶接地長度，因此，最前一個支重輪應(yīng)盡量靠近導(dǎo)向輪，最后一個支重輪應(yīng)盡量靠近驅(qū)動輪。為了不和它們的運動發(fā)生干涉，支重輪的位置應(yīng)保證當(dāng)導(dǎo)向輪在緩沖彈簧達(dá)到最大變形時相互不發(fā)生干涉，后支重輪的輪緣外徑與驅(qū)動輪齒頂圓之間應(yīng)保留一定的間隙。各支重輪的間距一般為均勻分布。托鏈輪主要用來限制上方區(qū)段履帶的下垂量。托鏈輪的位置應(yīng)有利于履帶脫離驅(qū)動輪的嚙合，并平穩(wěn)而順利地滑過上方區(qū)段，保持履帶正常的張緊狀態(tài)。為此，托鏈輪應(yīng)該將履帶略微向上托一點，但不宜過高，否則也會使履帶的折彎角增大，增加能量消耗。Ls==2500=1000SS==2500=750Sr=(2．5—3)t =432~519LK=(1．65～1．8)t=285~311 取2904液壓挖掘機行走能力的設(shè)計計算與校核挖掘機的履帶式行走裝置運行時所發(fā)出的牽引力必需能克服下列阻力：履帶的內(nèi)阻力；土壤變形等的運行阻力；坡度阻力和轉(zhuǎn)彎阻力等。牽引平衡方程為： （—1）式中 —為驅(qū)動輪的扭矩 —驅(qū)動輪的半徑 —履帶的牽引力 —運行時各阻力之和 ——《單斗液壓挖掘機》P2001．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。土壤受到的比壓與受壓表面的下陷深度有下面的關(guān)系P=P0h（KPa） （）式中 P—為土壤的比壓（KPa） h—受壓表面下陷的深度（cm） P0—使受壓表面下陷1cm的比壓,此值與土壤的種類有關(guān)，表示土壤的承載能力，單位為。土壤的變形阻力推倒過程復(fù)雜，只是實際計算時可采用簡化為： （） ——稱運行比阻力，此值與道路種類等有關(guān)，—1選取。 ——《單斗液壓挖掘機》P200 地面種類運行比阻力值高級公路（瀝青）~中等公路（圓石砌的）~堅實土路~野路~深砂，沼地，耕地~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=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。設(shè)坡角為 則坡度阻力為W2 （—3）式中 G——挖掘機的自重3．轉(zhuǎn)彎阻力 履帶式運行裝置轉(zhuǎn)彎時所受到的阻力較為復(fù)雜，其中包括履帶板與地面的摩擦阻力履帶板側(cè)面剪切土坡的阻力以及履帶板突肋擠壓土坡的阻力等等。這些阻力要全部進(jìn)行仔細(xì)的計算是困難的，但因第一項阻力最大，也是主要的，所以重點研究履帶板在轉(zhuǎn)彎時候與地面的摩擦阻力矩。 履帶板與地面的摩擦阻力矩主要與履帶上比壓的分布以及不同的工況有關(guān)。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。因此履帶上比壓基本上可寫作均勻分布。因此，即履帶由2至3， 3至4為直線運行，而在3處繞履帶自身轉(zhuǎn)一角度。 履帶轉(zhuǎn)彎阻力履帶寬為b，長為L，且=5則一條履帶的微面積bdx繞履帶中心點o轉(zhuǎn)動時的力矩可表示為。 （）式中 P——比壓（KPa）。 ——履帶與地面的摩擦系數(shù)，通常=—。則一條履帶的轉(zhuǎn)彎阻力矩為 （）式中G——挖掘機的自重（N） L——履帶的接地長度（cm）因此，挖掘機的原地轉(zhuǎn)彎時一條履帶的牽引阻力為 == () 因為一般雙履帶的尺寸為=~，并且考慮到轉(zhuǎn)彎時履帶板邊緣刮土的附加阻力，故=(~)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=2=(~)G （）4．履帶運行的內(nèi)阻力履帶運行時由于履帶銷軸間的摩擦以及支重輪、導(dǎo)向輪和驅(qū)動輪等滾動阻力和軸頸摩擦阻力形成履帶運行的內(nèi)阻力即: w39。 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(dǎo)向輪。 w39。39。 支重輪的摩擦阻力，這部分阻力主要由支重輪沿履帶板的滾動阻力及軸頸的摩擦阻力組成 w39。39。39。導(dǎo)向輪的摩擦阻力w39。39。39。39。驅(qū)動輪的摩擦阻力 一般根據(jù)經(jīng)驗公式，履帶的內(nèi)阻力 =（~）G(N) () 以上四種運行阻力中，以坡度阻力和轉(zhuǎn)彎阻力為最大。它們往往要分別占阻力的，尤其液壓挖掘機原地轉(zhuǎn)彎阻力比機械式的繞一條履帶轉(zhuǎn)彎阻力更大，但轉(zhuǎn)彎和爬坡不是同時進(jìn)行的。 目前大多數(shù)履帶式液壓挖掘機的行走牽引力T與機重G取下列比例，即T=(~)G （）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%。本次設(shè)計所需爬坡能力為30176。挖掘機爬坡時需要克服下列幾種阻力即：挖掘機自重在斜坡方向的分力=Gsin （）式中 G—挖掘機自重(N)； —坡度角。運行阻力=0．12Gcos （）履帶的內(nèi)阻力=0．06G （）則最大牽引力T應(yīng)不小于這些阻力之和，即T≥++ （）此外還應(yīng)滿足挖掘機在爬坡時不打滑的條件，即：Gcos≥T （） Gsin+ + =G則sin++=cos=求解得到=176。和=176。代入原式求解得到=176。是正確的解，=176。是增根，校核地面附著力與牽引力的關(guān)系。附著力為Gcos=6000176。=式中——地面附著系數(shù)，附著力小于最大牽引力（T）,因此挖掘機在爬=176。的坡角時候會打滑，不能實現(xiàn)爬坡。因此，應(yīng)使克服運行阻力的牽引力與地面附著力相等，求此時的坡角Gsin+ + =Gcos所以sin =（—）cos —解上式得cos= cos=(增根）cos= =176。25176。 符合設(shè)計要求。=176。為挖掘機能實現(xiàn)的最大爬坡角。原地轉(zhuǎn)彎的行走阻力可用下式計算：W=（—）μG+ =6000+6000 =27783N （）式中——轉(zhuǎn)彎阻力系數(shù)，取=挖掘機的牽引力TW 故在一般路面能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎，滿足設(shè)計要求。 履帶式挖掘機的承載能力大小取決于機器運行時的通過性和工作時的穩(wěn)定性。若挖掘機的兩條履帶與土壤表面完全接觸，并且挖掘機重心近似地位于支承面中心，則有：P= 或 P= （）式中P一履帶平均接地比壓(Pa)；m—挖掘機工作質(zhì)量(kg)；g一重力加速度(m／s2)；L一履帶接地長度(m)；b一履帶寬度(m)；一履帶高度(m)。則P==29400 最大接地比壓Pmax決定了液壓挖掘機能否在松軟地上行走，挖掘機的合力G將按作用的位置分配在兩條履帶上。設(shè)一條履帶上所受的載荷重為P（)偏心距為e，則履帶兩端的最大最小比壓為 =(） （） 以下為推倒過程： 參照網(wǎng)絡(luò)資料 P=Pmin +(PmaxPmin)由于y173。=0。則 [Pmin +(PmaxPmin)]dx=G (1)由O（F）=0。則X[Pmin +(PmaxPmin)]dx=G（+e） (2)則由（1）得到Pmax Pmin=由（2）得到3Pmax +Pmin =（1+）則得到：=(） 如果偏心距e＝0，比壓呈矩形分布；如果e＝，則比壓呈三角形分布，此時履帶兩端的比壓值為：最小比壓=0最大比壓== （）符合設(shè)計要求。根據(jù)、T和驅(qū)動輪節(jié)圓直徑Dq，可求出減速機三個主要參數(shù)、和：(1)減速機輸出扭矩MgMg=式中T—一側(cè)最大牽引力(N)； 一驅(qū)動輪機械效率。(2)減速機輸出扭矩。=或(3)減速機傳動比。①根據(jù)Mg確定減速機規(guī)格(型號)；②一定的減速機規(guī)格對應(yīng)著一定的液壓馬達(dá)型號，即馬達(dá)排量為已知；③減速機傳動比。=式中P一系統(tǒng)壓力(設(shè)計時已確定，106Pa)；一馬達(dá)排量(查減速機樣本，mL／r)；一馬達(dá)機械效率；一減速機機械效率。根據(jù)、和可求出行走液壓馬達(dá)的主要參數(shù)：=式中一馬達(dá)輸出扭矩(Nm)。=式中一馬達(dá)轉(zhuǎn)速(r／min)。=式中一馬達(dá)排量(mL／r)。 接地長度、軌距校核以及最小離地間隙的確定 挖掘機行走裝置的接近角和離開角一般較小，可近似認(rèn)為導(dǎo)向輪與驅(qū)動輪中心距離即軸距A等于履帶接地長度L。接地長度L與軌距B，對挖掘機的工作性能和行走性能都有較大的影響。這兩個參數(shù)的合理配合，能保證挖掘機工作和行駛時的穩(wěn)定性與通過性，提高原地轉(zhuǎn)彎能力。履帶接地長度、軌距與整機質(zhì)量具有一定的線性關(guān)系，考慮到穩(wěn)定性與通過性要求，履帶接地長度和軌距可根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果恰當(dāng)選擇。實際工作時由于地面不平，兩條履帶不完全與地面接觸，以及由于整機重心的偏移等原因，履帶上的實際接地比壓不均勻，則會出現(xiàn)最大接地比壓，其計算公式為： =從上式可看出，L／B值不應(yīng)太小，否則會加大值，降低其通過性。挖掘機在原地轉(zhuǎn)彎時需要克服滾動阻力和轉(zhuǎn)彎阻力，而轉(zhuǎn)彎阻力計算公式為 =式中一履帶板對地面的摩擦系數(shù)。從上式可看出，L／B值又不能太大，否則將增大轉(zhuǎn)彎阻力值，降低原地轉(zhuǎn)彎能力，因此L／B的比值應(yīng)恰當(dāng)選擇。初步確定L／B的比值后，可通過原地轉(zhuǎn)彎能力的理論分析進(jìn)行核算來選定. S=式中一履帶板修正系數(shù)，=(，b為履帶板寬度(m)；G一整機機重(N)；T一行走最大牽引力(N)。當(dāng)S2．3時，原地轉(zhuǎn)彎不能實現(xiàn)；2．1S2．3時，原地轉(zhuǎn)彎可能實現(xiàn)；S2．1時，原地轉(zhuǎn)彎性能良好。所以L／B的比值需滿足： ≤根據(jù)本設(shè)計前述數(shù)據(jù)得b=；B=；G=6000=58800 ；L= == 所以，設(shè)計符合要求 最小離地間隙h也是一個重要參數(shù)。它的大小表明挖掘機通過地面障礙的能力，也會影響到整機的重心位置、穩(wěn)定性以及機械結(jié)構(gòu)等，通常取h0．13。 式中h一最小離地間隙(m)；G一為整機質(zhì)量(kg)。參考文獻(xiàn)[1] 濮良貴. 《機械設(shè)計（第八版）》[M].北京：高等教育出版社，2006[2] 唐增寶，常建娥. 《機械設(shè)計課程設(shè)計（第3版）》[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2006[3] 孔德文，趙克利，徐寧生. 《液壓挖掘機》[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2007[4] 張 鐵. 《液壓挖掘機結(jié)構(gòu)、原理及使用》[M].武漢：石油大學(xué)出版社， 2002[5] 葉偉昌. 《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2001[6] 高 衡，張全根. 《液壓挖掘機》[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1981[7] 同濟(jì)大學(xué)主編. 《單斗液壓挖掘機》[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1986[8] 劉希平.