【正文】 離即為節(jié)距。多支點的履帶行走裝置是指與地面接觸的履帶節(jié)數(shù)和其上的支重輪之比小于 2，支重輪的直徑較小，數(shù)目較多，相距較近。軸兩端有密封軸圈。支重輪輪體分兩段焊接而成，輪外端面中心設有油孔，用以加入潤滑油，潤滑軸承。 目前國內(nèi)，外履帶工程機械支重輪的結 構形式，有直軸式和凸肩式兩種，直軸式河北工程大學畢業(yè)設計 27 結構簡單，零件少，工藝性好，但承受軸向力稍差，適用于挖掘機類工況。輪面淬火硬度應達到 HRC4857。支重輪的工作條件也較惡劣，經(jīng)常處于塵土中有時還浸泡于泥水之中，故要求密封可靠、輪圈耐磨。 圖 33支重輪分解圖片 河北工程大學畢業(yè)設計 26 圖 34 展會上支重輪 圖 35 雙邊支重輪樣品 支重輪的設計主要包括支重輪外形尺寸的確定及其強度校核。支重 輪軸通過軸套一直在旋轉，輪體內(nèi)要加油來潤滑，但如果說密封圈不好的話，很容易產(chǎn)生漏油的現(xiàn)象，這樣軸與軸套在無潤滑的情況下，很容易磨損，造成產(chǎn)品無法進行使用。 支重輪容易出現(xiàn)在問題是： A、輪體磨損。支重輪軸的加工精度要求比較高，一般是需要數(shù)控機床進行加工才能達到要求。支重輪可分為單邊支重輪與雙邊支重輪；挖掘機用支重輪與推土機用支重輪，挖掘機用支重輪一般是黑色油漆，推土機支重輪一般是黃色油漆。 支重輪的設計 支重輪 ，是運輸機機底盤四輪一帶中的一種，它的主要作用是支撐著運輸機機的重量，讓履帶沿著輪子前進。 2).擠壓應力計算 驅(qū)動輪輪齒齒面擠壓強度： ? ?jj bdG ?? ?? 184 (59) —— 取自《工程機械設計》 P141 式中 b —— 驅(qū)動輪輪齒寬度， mmb 55? ； d —— 履帶銷外套直徑， mmd 55? ； ? ? ??j? 需用擠壓應力， ? ? M Paj 1 0 0 0~5 0 0?? 。 驅(qū)動輪輪齒抗彎強度為： M P aW Ghup 500~ ??? (58) —— 取自《工程機械底盤構造與設計》 P317 式中： h —— 齒高（假定力完全作用在齒頂）， 37 5 30 1 3722egDDh mm? ?? ? ? uW —— 抗彎截面系數(shù) 河北工程大學畢業(yè)設計 24 36922 1037556 mbhW u ?? ?????? ，其中 b 為驅(qū)動輪的寬度，取 mmb 55? ； ? ?F? —— 許用彎曲應力。 驅(qū)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(qū)動輪的節(jié)圓直徑為 2 356KKD r mm?? 履帶銷套直徑： mmdd 554 ?? 則驅(qū)動輪齒根圓直徑為： 3 5 6 5 5 3 0 1gKD D d m m? ? ? ? ? 驅(qū)動輪齒頂圓直徑： ?? Kg DD （ ～ ） d 3 5 6 0 .3 5 5 5 3 7 5 mm? ? ? ? 河北工程大學畢業(yè)設計 23 齒谷半徑為： 0 .5 8 5 3 2 .1 7 5r d mm?? 谷齒距離為： r mm?? 圖 32 驅(qū)動輪輪體 c) 驅(qū)動輪的強度計算 驅(qū)動輪需要校核其彎曲強度和擠壓強度。這種間齒嚙合的的驅(qū)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(qū)動輪的所有齒都嚙合一次，使用壽命長。 這里選擇驅(qū)動輪齒數(shù) Z=25。 驅(qū)動輪齒數(shù)一般為奇數(shù)， z=19~25。 b) 驅(qū)動輪主要參數(shù)的確定 驅(qū)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? 。 一般來講，對驅(qū)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(qū)動輪齒仍能保持工作，不至脫鏈。 驅(qū)動輪用來驅(qū)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。目前履帶工程機械多采用后兩種。 a) 驅(qū)動輪的齒形設計 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。當推土機向前行駛時，就會在驅(qū)動輪驅(qū)動側的齒背面的頂點和銷套的側面劃下印痕。 驅(qū)動輪輪齒的另一磨損形式是頂部磨損。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。 mm 以內(nèi)。 ~5176。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 %。 運輸機驅(qū)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。 驅(qū)動輪的材料主要是以鑄造為主，但大功率的推土機的驅(qū)動齒塊以鍛造為多，那樣的產(chǎn)品會承受住更大的驅(qū)動力，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 圖 31驅(qū)動輪 驅(qū)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(qū)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(qū)動齒塊”。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(qū)動輪的設計 驅(qū)動輪介紹 驅(qū)動輪 用來將行走機構的動力傳遞給履帶，因此對驅(qū)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。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。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。 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(qū)動輪齒數(shù)（個） 25 驅(qū)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(diào)整 履帶的張緊方式一般有固定張緊和彈簧張緊。 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。 選擇 n=9，經(jīng)計算 D=。L — 履帶全長， 039。0Ln t? 計算后再圓整。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。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。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。 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(diào)整兩條履帶的驅(qū)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(qū)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(qū)動，整機繞履帶裝置的形心回轉，稱為原地轉彎。底座與履帶架鉸接點的位置，必須位于履帶的中點上。 （ 3） 兩條履帶均與底座鉸接，如圖 212（ c）所示。 （ 2） 一 條履帶與底座剛性連接，另一條鉸接。 （ 1） 兩條履帶均與底座剛性連接，如圖 212（ a）所示。設備質(zhì)量與履帶條數(shù)關系一般如表 4 所示。 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。 （ 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 ???? 。 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。相鄰兩履帶板制成有搭接部分，防止履帶板之間夾進石塊而產(chǎn)生高的應力。三筋板上有四個連接孔，中間有兩個清泥孔。履帶板有單筋、雙筋和三筋數(shù)種。 根據(jù)果園作業(yè)平臺的實際工況，取 G=10kN，由公式可得： 2Lb≥ (10/50=)㎡ 履帶行走裝置的接地長度和履帶軌距的比值對履帶行走機構的轉向性能和轉向所需的功率影響很大，如果比 值超過 ，履帶行走裝置很難轉向，如果比值小于 1，行走機構的直線行走能力較差，必須頻繁的轉向 一般 L/B= 取 L/B= 根據(jù)新型果園多采用低矮密植型種植模式，考慮果樹的行距，且要求作業(yè)平臺具有良好的通過性和轉向性能，取履帶軌距為 。按行走裝置的工作環(huán)境允許的平均接地比壓值 p≤ 50kPa。履帶接地長度 L、軌距 B 和履帶寬度 b應合理匹配，使平均接地比壓、附著性能和轉彎性能符合要求。而實際上，由于支重輪的間距與數(shù)目不同，各支重輪所承受機重不同，以及履帶支承面下方巖土的不均勻性等因素的影響，履帶接地段各點的接地壓力是不同的，同時，由于整機重心相對兩條履帶對稱中心線的偏移，也使兩條履帶的接地壓力不同，甚至在接地壓力分布上也不同。在一般情況下可參考圖 29 所示的方法進行調(diào)正。 河北工程大學畢業(yè)設計 10 圖 29 橡膠履帶使用張力示意圖 橡膠履帶的張力的大小是衡量橡膠履帶在使用過程中極重要的一個性能指標，如果張力太小，在行過程中易導致脫輪 (即橡 膠履帶脫落現(xiàn)象 )，成為故障的原因。機械鏈輪節(jié)徑如圖 28。根據(jù)具體的使用河北工程大學畢業(yè)設計 9 情況， 履帶生產(chǎn)廠可向需方提出機械鏈輪配置圖 (詳見圖 27)所示的傳動方式作為推薦方案。最 大 適 應 重 量 = 本 機 重 量 + 可 能 裝 載 的 最 大 重 量 ( 包 括 人 、 物 質(zhì) 零 件 、燃料等 )當用于運輸車輛時，因超載總是難免的，所以在選用橡膠履帶時可將超載量也計算在內(nèi)。齒膠應具有與芯金良好的粘合強度、與輪側膠有良好的粘合性、較高的強度與剛性，未硫化狀態(tài)的流動性要低，硫化狀態(tài)流動性要好。 布層膠應具有耐熱、彈性高、耐老化、耐多次變形性能、抗撕裂、永久變形小等特點。因此，底膠應具備生熱低、有良好的導熱性、具有高彈性、與緩沖層膠粘合性能佳等特點。底膠在花紋側膠下層是基部膠，用來緩沖振蕩和沖擊?；y側膠應具備良好的耐磨、耐穿刺、抗撕裂、抗崩花掉塊、耐屈撓龜裂、抗裂口增長性、耐空氣中氧、臭氧、日光老化，以及耐拉伸永久變形性能和動態(tài)疲勞性能等。其行駛部分是由不同形狀的花紋塊、花紋溝所構成的表面。橡膠履帶的理論力學、材料力學及有限元分析與應用尚在起步階段?；y的構型應避免應力集中，改善抗裂口增長性及減少碎石擠壓入花紋內(nèi)造成橡膠的早期損壞。緩沖層的選材與布置不僅要能對強力層牽