【正文】 rvey analysis,binedwith horticultural technology,research and design specifically for supporting fruit treespruning,plant protection, fruit picking,transportation and other multipurpose orchardoperating platform. Main work done by this paper include: According to fruit growing and gardening requirements model parameters,according to the mechanical operating environment, using a crawler running gear,in the analysis of crawlertype running gear and scissor lift work platform based on the principle, kinematics and dynamics determined by the total power consumption of the basic parameters. Key words: orchard。 batholith 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 III 目 錄 摘 要 .............................................................. I Abstract ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 橡膠履帶的國內(nèi)發(fā)展 ..................................................... 錯誤 !未定義書簽。我國南方果樹種植大部分在山地地區(qū)，由于地形的制約，傳統(tǒng)的道路運輸（如拖拉機）不能很好的滿足運輸要求，并且?guī)в幸欢ǖ奈ｋU性。這種山地運輸機械具有運輸量大、效率 高的基本特點；但軌道只能鋪設(shè)在主要干道上，在果樹叢中是無法鋪設(shè)軌道的，運輸時也只能將所運物料裝卸在臨近軌道的路邊。為此本文設(shè)計山區(qū)果園運輸機械的行走機構(gòu)設(shè)計。 履帶式行走裝置有結(jié)構(gòu)完全相同的兩部分，分別裝在機械的兩側(cè)，主要由支重輪、托鏈輪、引導(dǎo)輪、緩沖裝置及履帶等組成。 履帶式行走裝置的特點 橡膠履帶是一種橡膠與金屬或纖維材料復(fù)合而成的環(huán)形橡膠帶，主要適用于農(nóng)業(yè)機械 、 工程機械 和運輸車輛等的行走部分 。 橡膠履帶為無接縫整體式設(shè)計，行走阻力比普通金屬履帶小 15% 左右，并且有吸振作河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 用，可以減輕機器的震動，延長機器使用壽命 。 使用橡膠履帶能改善農(nóng)業(yè)機械與建筑機械等機械的行駛性能，擴(kuò)大其使用范圍 。目前，我國農(nóng)機與農(nóng)藝專家之間缺乏交流， 果樹種植和栽培管理模式與機械裝備不能相互配套問題特別突出。 橡膠履帶 (rubber track)是為了適應(yīng)近代各種機械技術(shù)發(fā)展，模擬金屬履帶而研發(fā)的跨機械、橡膠專業(yè)的新型行走部件。在上世紀(jì) 60 年代日 本一家農(nóng)業(yè)機械制造公司 (ISEKI)的工程師提出設(shè)想，委托橡膠企業(yè) (BRIDGE STONE)開發(fā)了第一條替代金屬履帶的橡膠履帶，并應(yīng)用在水稻收割機械上。經(jīng)幾十年的發(fā)展，日本發(fā)展成為橡膠履帶的主要生產(chǎn)國家，以 BRIDGE STONE(BS)、 FUKUYAMA(FRC)為代表的橡膠履帶制造廠，在產(chǎn)品品質(zhì)、規(guī)格品種、市場知名度及份額上都占有排頭的地位在世界上發(fā)達(dá)國家使用橡膠履帶作為行走部件較為普遍，使用橡膠履帶 多的國家和地區(qū)依次是日本、北美、歐洲。 BS 在中國等國家均有工廠生產(chǎn)橡膠履帶。我國先后在杭州、鎮(zhèn)江、沈陽、開封及上海等地成功開發(fā)了多種橡膠履帶，用于農(nóng)業(yè)機械、工程機械和輸送車輛等，并形成了批量生產(chǎn)能力。 由于采用了橡膠履帶行走系統(tǒng)噪聲低、振動小、乘坐舒適。但我國在橡膠履帶使用范圍較窄，工程機械仍多采用金屬履帶。 表 橡膠履帶的應(yīng)用 應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用產(chǎn)品 工程機械 挖掘機、裝載機、鉆機、壓實機、起重機 農(nóng)用機械 大型拖拉機、 多功能機械 運輸機械 運輸車輛、裝甲運兵車 雪地機械 除雪機、雪地摩托 特種機械 全路面坦克 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 起重機械 推土機 橡膠履帶的使用極大地擴(kuò)展了履帶式和輪式行走運輸機械的應(yīng)用范圍，克服了各種不利地形條件對機械作業(yè)的制約，其在拖拉機、各種農(nóng)業(yè)和工程及運輸機械中的應(yīng)用必將進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，橡膠履帶將由易損件演變?yōu)楣δ芗?，其使用壽命的極大提高是完全可以實現(xiàn)的。芯 金用于傳遞驅(qū)動輪的動力或者保持橡膠履帶的剛度，為防止脫輪一般設(shè)有防脫離突起。芯金的設(shè)計應(yīng)保證使用中抗彎、耐磨、抗剪切、抗扭轉(zhuǎn)和橫向支撐的能力，不會出現(xiàn)裂紋和斷齒。強力層用以保持橡膠履帶的張力，一般使用鋼絲簾線，也使用聚芳基酞胺纖維等。強力層設(shè)計要能保證履帶的拉伸強度，保持履帶節(jié)距的穩(wěn)定。履帶的縱向拉力設(shè)計應(yīng)大于機重的 5 倍以上，按公式 (21)計算： F = fC(21) 式中： F — 履帶的縱向拉力， N； f — 單根鋼絲線 (繩 )破斷力， N； C — 履帶的縱向單根鋼絲線 (繩 )的總根數(shù)。在保證拉伸強度與節(jié)距穩(wěn)定的同時，提高履帶的縱向柔順性、耐用性和減小產(chǎn)品質(zhì)量。 鋼絲簾線（繩） 直徑 /mm 粘合強度 / 1 鋼絲簾線（繩） 直徑 /mm 粘合強度 / 1 ≤Φ ≥ 10 Φ ~Φ ≥ 70 Φ ~Φ ≥ 20 Φ ~Φ ≥ 80 Φ ~Φ ≥ 40 Φ ~Φ ≥ 90 Φ ~Φ ≥ 60 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 緩沖層用以包覆芯金和補強帶，接地面一側(cè)帶有凸緣。而這些性能在很大程度上取決于履帶與機身的匹配、用途、行駛路面等。履帶的外層膠 花紋塊的選型與高度設(shè)計應(yīng)以適應(yīng)地形條件和提高牽引力為前提，當(dāng)然也需顧及成本。 目前多數(shù)橡膠履帶制造企業(yè)采取實物測繪、解剖分析的方式進(jìn)行橡膠履帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 花紋側(cè)膠用來防止帶體受機械損傷穿洞和穿孔和早期磨損，向路面?zhèn)鬟f車輛的牽引力和制動力，增加與路面的附著力，以及吸收與傳遞履帶在運動時的振蕩。橡膠履帶表面的 花紋形狀則是根據(jù)其用途精心設(shè)計，有平行、單梯、雙梯、三角、蝶型、雪花、鋸齒、導(dǎo)軌等各種類型。橡膠履帶應(yīng)在 25~+55℃范圍內(nèi)使用。底膠在多次變形下，因摩擦作用而放出大量的熱。鋼絲簾線膠應(yīng)有與鋼絲良好的粘合強度、具有較高的彈性與柔軟性、 良好的導(dǎo)熱性、良好的氣密性，在多次變形下生熱性應(yīng)當(dāng)極小，應(yīng)有高度的疲勞強度、有高度的耐熱性能、耐多次剪切變形性能。與簾布、鋼絲簾線膠有良好的附著力，有良好的壓延工藝性能。輪側(cè)膠應(yīng)具有較高的彈性、抗撕裂性、耐空氣中氧、臭氧、日光老化，耐屈撓龜裂、抗烈日增長性，較好的回彈性、耐壓縮永久變形性和動態(tài)疲勞性能等。所需的規(guī)格要求也可根據(jù)上述格式由供需雙方協(xié)商而定。關(guān)于與橡膠履帶配套的機械鏈輪，可按實際行駛情況對直徑和齒形進(jìn)行調(diào)整。 圖 28 機械鏈輪節(jié)徑示意圖 0 /D Pn ?? 102D D C?? 0D — 鏈輪節(jié)徑； 1D — 鏈輪根徑； P — 橡膠履帶的節(jié)距； n — 鏈輪齒數(shù)； C — 從橡膠履帶的內(nèi)周面到芯部中心的距離。橡膠履帶張力的確定，應(yīng)按配套機械使用說明書的規(guī)定進(jìn)行校正。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 圖 210 橡膠履帶花紋結(jié)構(gòu) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 履帶車輛的接地比壓 通常所說的履帶車輛接地比壓均指平均接地比壓一般地說， q 值愈小，履帶車輛在松軟地面及泥濘地面的沉陷也愈小，從而使行駛阻力降低，同時也不易破壞巖土的抗剪強度而保證車輛附著力的充分發(fā)揮。 圖 211 橡膠履帶模型 行走機構(gòu)主要尺寸參數(shù)的確定 名義接地壓力即平均接地比壓或平均單位壓力 , 為整車重量除以履帶接地面積，此指標(biāo)為履帶車輛設(shè)計總體參數(shù)選擇的依據(jù)。履帶式車輛的自重和工作載荷通過履帶傳遞到地面上，履帶的接地比壓決定了機械的通過性，履帶的條 數(shù)和總接地面積由機器重量和地面所能承受的接地比壓所決河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 定。根據(jù)履帶數(shù)和平均接地比壓確定總接地面積： A≥ G/P 總接地面積 A=2Lb 其中： L—— 行走裝置的接地長度，單位為 m； G—— 機體的重量，單位為 kN； b—— 履帶的寬度，單位為 m。 所以 L = = 又由經(jīng)驗公式： b/L=— 取 b/L= b = L = a)履帶板結(jié)構(gòu)的選擇 履帶板的型式很多，標(biāo)準(zhǔn)化后規(guī)定采用重量輕、強度高、結(jié)構(gòu)簡單和價格較低的軋制履帶板。本機采用三筋式普通履帶板，這種履帶板筋稍短易于轉(zhuǎn)向，且由于筋多使履帶板的強度和剛度提高，承重能力大 ,主要用于小型工程機械。當(dāng)鏈軌繞過驅(qū)動輪時可借助輪齒自動清除鏈軌節(jié)上的淤泥。 b)履帶節(jié)距 履帶節(jié)距 0t ，隨自重 G 的增大而線性增大 根據(jù)節(jié)距 t0 與機器重量 G 的關(guān)系： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 t0= (15 ) G = (15 ) 41000 ≈ 100mm c)履帶的強度計算 （ 1）履帶的計算工況 整機在斜坡上工作時，一側(cè)履帶所能傳遞的最大驅(qū)動力，取決于土壤的附著條件，即： AGPK ?? ? (54) —— 取自《工程機械底盤構(gòu)造與設(shè)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(cè)履帶上分配系數(shù)，取 ?A 。 50Mn 的剪切強度： 275Mpa 所以， ????? ，履帶銷的強度滿足要求。 ? ?p? —— 需用拉伸應(yīng)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。 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(nèi)軌寬度（ m） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 外軌寬度（ m） 最大機體質(zhì)量（ kg） 2300 導(dǎo)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(wù)的設(shè)備質(zhì)量來確定。 表 4 設(shè)備質(zhì)量與履帶條數(shù)關(guān)系 設(shè)備質(zhì)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。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(shè)計時應(yīng)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(jié)構(gòu)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。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(shè)計時比較簡單，但其防傾翻能力相對較差，如圖 2（ b）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。這種連接方式是大型雙履帶行走裝置的主要應(yīng)用形式，最大承重量一般不超過 10 000 kN。第一種轉(zhuǎn)彎方式，轉(zhuǎn)彎半徑較大，并需配置無級變頻調(diào)速裝置，成本較高。當(dāng)?shù)孛鏃l件較差時，也可采用折線式轉(zhuǎn)彎，即多次急轉(zhuǎn)彎與直線運行相結(jié)合。 結(jié)構(gòu)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(yīng)合理匹配，使接地比壓，附著性能和轉(zhuǎn)彎性能均符合要求； (2)履帶節(jié)距 t0 和驅(qū)動輪齒數(shù) z 應(yīng)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(qū)動輪齒數(shù)一般為奇數(shù)， z=19~23。 圖 213 履帶式行走機構(gòu)示意圖