T30履帶推土機(jī)整機(jī)的設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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T30履帶推土機(jī)整機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 推土機(jī)是土方工程機(jī)械的一種主要機(jī)械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因?yàn)檩喬ナ酵仆翙C(jī)較少。本文主要講述履帶式推土機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。 推土機(jī)產(chǎn)品種的開發(fā)拓展，既要滿足不同工況條件的工作適應(yīng)性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱互換性），這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。為方便用戶購買配件，生產(chǎn)廠都保留了日本小松公司的零部件編號(hào)，只有改型中自行設(shè)計(jì)的零部件，才冠以自己廠家的編號(hào)。 履帶式推土機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機(jī)罩等組成。其中，機(jī)械及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器、終傳動(dòng)和行走系統(tǒng)等。本文將重點(diǎn)介紹上述傳動(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其液壓系統(tǒng)的故障及排除。 關(guān)鍵字：推土機(jī) 履帶推土機(jī) 推土機(jī)械 推土機(jī)整機(jī) T30 Abstract Earthwork bulldozer machinery is one of the main machinery, by way of walking tracks and is divided into two types of rubber-tyred. Because less rubber-tyred bulldozers. This article focuses on the structure of crawler-type bulldozers and working principle. Bulldozers to expand product development of species, it is necessary to meet the needs of different working conditions of the work of adaptation, but also with the basic components to maintain the maximum commonality (or interchangeability), which for the majority of users will have an extremely maintenance Great convenience. To facilitate the purchase of spare parts, production facilities have retained parts of Komatsu, Japan ID, only the modified parts of their own design, only the number of manufacturers known as their own. Tracked by bulldozer engine, drive system, the working device, electrical parts, such as driver's cab and hood components. Among them, mechanical and hydraulic drive system also includes torque converter, coupling assembly, planetary gear-type power-shift transmission, the central transmission, steering clutches and steering brakes, final drive and running systems. This article focuses on the above-mentioned transmission system in the torque converter, planetary gear-type power-shift transmission, steering clutches and steering brakes structure, working principle and its hydraulic system and rule out the possibility of failure. Keyword: the introduction of machines tracked the introduction of machines the introduction of machinery the introduction of whole machine T30 第1章 緒 論 推土機(jī)是土方工程機(jī)械的一種主要機(jī)械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因?yàn)檩喬ナ酵仆翙C(jī)較少。本文主要講述履帶式推土機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。 功率大于120KW的履帶式推土機(jī)中，絕大多數(shù)采用液力-機(jī)械傳動(dòng)。這類推土機(jī)來源于引進(jìn)日本小松制作所的D155型、D85型、D65型三種基本型推土機(jī)制造技術(shù)。國產(chǎn)化后，定型為TY320型、TY220型、TY160型基本型推土機(jī)。為了滿足用戶各種使用工作況的需求，我國推土機(jī)生產(chǎn)廠家在以上三個(gè)基本型推土機(jī)的基礎(chǔ)上，拓展了產(chǎn)品品種，形成了三種系列的推土機(jī)。TY220型推土機(jī)系列產(chǎn)品，包括TSY220型濕地推土機(jī)、TMY220型沙漠推土機(jī)、TYG220型高原推土機(jī)、TY220F型森林伐木型推土機(jī)、TSY220H型環(huán)衛(wèi)推土機(jī)和DG45型吊管機(jī)等。TY320型和TY160型系列推土機(jī)也在拓展類似的系列產(chǎn)品。TY160系列中還有TSY160L型超濕地推土機(jī)和TBY160型推扒機(jī)等。 推土機(jī)產(chǎn)品種的開發(fā)拓展，既要滿足不同工況條件的工作適應(yīng)性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱互換性），這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。為方便用戶購買配件，生產(chǎn)廠都保留了日本小松公司的零部件編號(hào)，只有改型中自行設(shè)計(jì)的零部件，才冠以自己廠家的編號(hào)。 履帶式推土機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機(jī)罩等組成。其中，機(jī)械及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器、終傳動(dòng)和行走系統(tǒng)等。 動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)（PTO）10以齒輪傳動(dòng)和花鍵連接的方式帶動(dòng)工作裝置液壓系統(tǒng)中工作泵P1、變速變矩液壓系統(tǒng)變速泵P2、轉(zhuǎn)向制動(dòng)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)向泵P3；鏈輪8代表二級(jí)直齒齒輪傳動(dòng)的終傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括左和右終傳動(dòng)總成）；履帶板9包括履帶總成、臺(tái)車架和懸掛裝置總成在內(nèi)的行走系統(tǒng)。本文將重點(diǎn)介紹上述傳動(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其液壓系統(tǒng)的故障及排除。 國產(chǎn)102KW以下的推土機(jī)，如T140型、T120型、T70型等小功率推土機(jī)，其傳動(dòng)系統(tǒng)的型式都是機(jī)械傳動(dòng)的，包括離合器和機(jī)械變速器等。這類推土機(jī)在我國產(chǎn)銷量也較大；其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)年代較早，使用單位較熟悉，使用維修也比較容易。 1、液力變矩器 該變矩器為三元件向心渦輪式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高。變矩器由泵輪組件、渦輪組件、導(dǎo)輪組件三部分構(gòu)成。 泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅(qū)動(dòng)殼連接，驅(qū)動(dòng)齒輪由螺栓和驅(qū)動(dòng)殼連接。驅(qū)動(dòng)齒輪直接插入發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈內(nèi)，故泵輪隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪由螺栓和導(dǎo)輪轂連接，導(dǎo)輪轂通過花鍵和導(dǎo)輪座連接，導(dǎo)輪座又通過螺栓和變矩器殼連接，故導(dǎo)輪和變矩器殼一起，是不旋轉(zhuǎn)的。渦輪和渦輪轂用鉚釘鉚接在一起，再通過花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過花鍵和聯(lián)軸節(jié)連接，將動(dòng)力傳遞給其后的傳動(dòng)系統(tǒng)。泵輪隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力輸入，導(dǎo)輪不旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力輸出，三者之間相互獨(dú)立，輪間間隙約為2mm。 泵輪、渦輪、導(dǎo)輪自身由許多葉片組成，稱之為葉柵，葉片由曲而構(gòu)成，呈復(fù)雜的形狀。變矩器在工作時(shí)，葉柵中是需要充滿油液的，在泵輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動(dòng)，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然后沿渦輪葉柵曲面作向心流動(dòng)，又從渦輪葉柵出口射向?qū)л喨~柵進(jìn)口，穿過導(dǎo)輪葉柵又流回泵輪。泵輪、渦輪、導(dǎo)輪葉柵組成的圓形空間，稱之為循環(huán)圓。由于渦輪葉柵曲面形狀的設(shè)計(jì)，決定了渦輪和泵輪在同一方向旋轉(zhuǎn)。這樣，變矩器葉柵循環(huán)圓中的油液，一方面在循環(huán)圓中旋轉(zhuǎn)，一方面又隨泵輪和渦輪旋轉(zhuǎn)，從而形成了復(fù)雜的螺旋運(yùn)動(dòng)，在這種運(yùn)動(dòng)中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。 渦輪的負(fù)荷是推土機(jī)負(fù)荷決定的。推土機(jī)的負(fù)荷由鏟刀傳遞給履帶行走系統(tǒng)，再傳給終傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器、中央傳動(dòng)、變速器和聯(lián)軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。渦輪負(fù)荷小時(shí)，其旋轉(zhuǎn)速度就快；負(fù)荷大時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度就慢。當(dāng)推土機(jī)因超載走不動(dòng)時(shí)，渦輪的轉(zhuǎn)速也下降為0，成為渦輪的制動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)，因渦輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由泵輪葉柵射來的油液，以最大的沖擊穿過渦輪葉柵沖向?qū)л?，在不轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪葉柵中轉(zhuǎn)換成壓力，該壓力反壓向渦輪，增大了渦輪的扭矩，該增加的扭矩和渦輪旋轉(zhuǎn)方向一致，此時(shí)渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的2.54倍。渦輪隨著負(fù)荷增大，轉(zhuǎn)速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當(dāng)于一個(gè)無級(jí)變速器在逐漸降速增扭。這種無級(jí)變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器相配合，使推土機(jī)獲得了優(yōu)異的牽引性能。 液力變矩器是依靠液力工作的。油液在葉柵中流動(dòng)時(shí)，由于沖擊、摩擦，會(huì)消耗能量，使油發(fā)熱，故液力變矩器的傳動(dòng)效率是較低的。目前，國內(nèi)外最好的液力變矩器其最高效率為88%。當(dāng)變矩器的渦輪因推土機(jī)超負(fù)荷而停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由泵輪傳來的能量全部轉(zhuǎn)化成熱量而消耗掉，此時(shí)變矩器效率為0。要想提高變矩器的傳動(dòng)效率，就要掌握推土機(jī)的負(fù)荷，使渦輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速、推土機(jī)有適當(dāng) 的速度；即當(dāng)推土機(jī)因負(fù)荷過大而走不動(dòng)時(shí)，要及時(shí)減小負(fù)荷，提一下鏟刀或由II擋換為I擋。 由變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理知，變矩器工作時(shí)油會(huì)有內(nèi)泄、會(huì)發(fā)熱。這就要求要及時(shí)給變矩器內(nèi)部補(bǔ)充油，并將發(fā)熱的油替換出來冷卻，形成一個(gè)循環(huán)。 TY320型和TY220型有完全相似的液力變矩器，只是進(jìn)行了幾何放大。TY160型和TY220型有基本相似的的液力變矩器，人是結(jié)構(gòu)有些變化。它們的故障和維修是基本相同的。 2、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器 TY220推土機(jī)行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器的結(jié)構(gòu)圖，該變速器主要由四個(gè)行星排和一個(gè)旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器構(gòu)成。圖3中標(biāo)的“I”“II”“III”、“IV”是四個(gè)行星排，“V”是旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器。 “I”“II”和“IV”行星排都是固定齒圈，用行星架同向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行輸出的。 “II”行星排的行星架上多裝一個(gè)行星輪，若將齒圈C用離合器固定，當(dāng)太陽輪A右轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪B左轉(zhuǎn)，行星齒輪E右轉(zhuǎn)，行星架D左轉(zhuǎn)，則形成了以太陽輪輸入、行星架反向旋轉(zhuǎn)輸出的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。TY220型推土機(jī)變速器即利用第II行星排作為倒擋使用。離合器有5個(gè)。第1至第4離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)油缸體和活塞之間充滿壓力油時(shí)，壓力油在油超過計(jì)劃的密封下，建立油壓并推活塞壓緊摩擦片，則可將齒圈固定。 第5號(hào)旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器的結(jié)構(gòu)比較特殊，它沒有行星機(jī)構(gòu)，其工作時(shí)是整體旋轉(zhuǎn)的。向旋轉(zhuǎn)油缸中供油時(shí)，需先向中心軸供油。工作時(shí)，壓力油通過第5離合器固定不動(dòng)的殼體19中的油道，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)油缸，推動(dòng)活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉(zhuǎn)密封環(huán)進(jìn)行密封。工作完的油液，由于旋轉(zhuǎn)油缸不停地旋轉(zhuǎn)，離心力向外甩出，無法經(jīng)供油道排出，會(huì)增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉(zhuǎn)油道排出，會(huì)增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉(zhuǎn)油缸體上增加一個(gè)鋼球止回閥，在壓力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時(shí)，它會(huì)甩開，開放回油孔以回油。 TY220型推土機(jī)變速器，在結(jié)構(gòu)上許多特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)，可使維修更為容易進(jìn)行。如第1至第4離合器的摩擦片和光盤都是通用的；第2至第4行星排的活塞和密封環(huán)相同，行星排離合器導(dǎo)向銷相同，光盤分離彈簧相同，離合器活塞分離彈簧相同；第1至第3行星排使用同一個(gè)行星架；第4行星排的行星架利用外齒圈插入第3行星排齒圈中，并用彈簧卡圈防止軸向竄動(dòng)等等。 TY320和TY220型推土機(jī)系列產(chǎn)品有完全相似的變速器，只是放大了幾何尺寸。TY160型推土機(jī)變速器，離合器的排列方式不同，第1離合器為前進(jìn)擋，第2離合器為后退擋，第3旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器為I擋，第4離合器為III擋，第5離合器為II擋。安們有相同的使用維修特點(diǎn)。 3、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動(dòng)器 變速器的動(dòng)力傳入中央傳動(dòng)后，就從縱向傳動(dòng)變?yōu)闄M向傳動(dòng)，由橫軸分別傳給左、右兩個(gè)轉(zhuǎn)向離合器。是TY220型推土機(jī)的中央傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向離合器結(jié)構(gòu)圖。 該機(jī)的轉(zhuǎn)向離合器是彈簧壓緊、液壓分離、常嚙合、溫式摩擦片結(jié)構(gòu)型式。它包括外鼓1、內(nèi)鼓5、壓盤2、外摩擦片3、內(nèi)齒處4、活塞15、螺栓13、套筒14與活塞15連接成一個(gè)整體，大、小彈簧支撐在內(nèi)鼓5上，彈簧的安裝負(fù)荷推動(dòng)活塞15向右移動(dòng)，帶動(dòng)壓板2將摩擦片3和齒片4壓緊在一起，實(shí)現(xiàn)接合傳力。彈簧共8組，總安裝負(fù)荷3.2T，有足夠的壓力壓緊摩擦片以傳遞力矩。 當(dāng)推土機(jī)需要轉(zhuǎn)向（如拉動(dòng)左轉(zhuǎn)向拉桿）時(shí)，淮壓油充入轉(zhuǎn)向離合器活塞15和輪轂6之間的油腔，油壓力推動(dòng)活塞，帶動(dòng)壓盤向左移動(dòng)，摩擦片和齒片松開，不再傳遞力矩，推土機(jī)左側(cè)失去動(dòng)力，在右側(cè)履帶的推動(dòng)下向左轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向結(jié)束時(shí)，松開拉桿，液壓油在活塞推動(dòng)下回流，轉(zhuǎn)向離合器重新接合傳力，推土機(jī)恢復(fù)直線行駛。 TY220型推土機(jī)轉(zhuǎn)向制動(dòng)器是液壓助力、浮動(dòng)濕式制動(dòng)帶式。它包括安裝在轉(zhuǎn)向離合器外鼓上的制動(dòng)帶15、助力活塞8、連桿10、浮動(dòng)桿11、連桿14等零件。由于浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性能，不論離合器外鼓是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，制動(dòng)時(shí)都很平穩(wěn)，不會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)沖擊。 當(dāng)制動(dòng)帶1.5上的制動(dòng)帶襯片16磨損后，制動(dòng)帶和外鼓之間間隙變大，制動(dòng)跳板行程增加，當(dāng)行程增大到一定限度時(shí)，制動(dòng)變得不可靠。因此，要不斷地調(diào)整制動(dòng)帶間隙。推土機(jī)制動(dòng)踏板標(biāo)準(zhǔn)行程和極限行程如表所示。 制動(dòng)帶間隙調(diào)整的方法：拆去調(diào)節(jié)螺栓的護(hù)蓋后，將調(diào)節(jié)螺栓口右旋，扭緊制動(dòng)帶以抱住外鼓（扭緊力矩約90N·m）然后擰松螺栓（TY160型擰松15/6圈，TY320型擰松11/6圈），使制動(dòng)帶和外鼓間出現(xiàn)0.3mm標(biāo)準(zhǔn)間隙，調(diào)整完成。 TY320型、TY160型和TY220型推土機(jī)系列產(chǎn)品有相似的轉(zhuǎn)向離合器和制動(dòng)器，它們有相同的使用和維修特點(diǎn)。? 第2章 設(shè)計(jì)方案 2.1推土機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案 本次推土機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下: 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)功率30千瓦左右； 2. 推土鏟長：1.5米； 3. 推土鏟高：0.5米； 4. 推土鏟可水平回轉(zhuǎn)±25度； 5. 最大爬坡25度 6. 機(jī)械傳動(dòng)； 7. 三個(gè)前進(jìn)檔一個(gè)倒退檔 8. 橡膠履帶行駛機(jī)構(gòu)； 9. 行駛速度：0～10Kｍ／h 根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下 2.2 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 本推出機(jī)采用分別傳動(dòng)的方案如圖（2-1） 運(yùn)行機(jī)構(gòu)圖（2-1） 1—電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7低速浮動(dòng)軸 8—聯(lián)軸器 9—履帶 2.3 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 按照如圖所示的重量分布，計(jì)算的最大輪壓和最小輪壓： 滿載時(shí)的最大輪壓： Pmax= = =95.6KN 空載時(shí)最大輪壓： P‘max= = =50.2KN 空載時(shí)最小輪壓： P‘min= = =33.8KN 式中的e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5m 載荷率：Q/G=100/168=0.595 由[1]表19-6選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度為Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595時(shí)工作類型為中級(jí)時(shí)，車輪直徑Dc=500mm，軌道為P38的許用輪壓為150KN，故可用。 1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷： Qd=Φ2·Q=0.6*100000=60000N 式中Φ2—等效系數(shù)，有[1]表4-8查得Φ2=0.6 車論的計(jì)算輪壓： Pj= KCI· r ·Pd =1.05×0.89×77450 =72380N 式中：Pd—車輪的等效輪壓 Pd= = =77450N r—載荷變化系數(shù)，查[1]表19-2，當(dāng)Qd/G=0.357時(shí)，r=0.89 Kc1—沖擊系數(shù)，查[1]表19-1。第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為V=1.5m/s時(shí)，Kc1=1.05 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力： sj=4000 =4000 =13555Kg/cm2 sj =135550N/cm2 式中r-軌頂弧形半徑，由[3]附錄22查得r=300mm，對(duì)于車輪材料ZG55II，當(dāng)HB>320時(shí)，[sjd] =160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 2）.強(qiáng)度校核 最大輪壓的計(jì)算： Pjmax=KcII·Pmax =1.1×95600 =105160N 式中KcII-沖擊系數(shù)，由[3]表2-7第II類載荷KcII=1.1 按點(diǎn)接觸情況進(jìn)行強(qiáng)度校核的接觸應(yīng)力： jmax= = =15353Kg/cm2 jmax =153530N/cm2 車輪采用ZG55II，查[1]表19-3得，HB>320時(shí)， [j]=240000-300000N/cm2， jmax < [j] 故強(qiáng)度足夠。 2.4 運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦總阻力距 Mm=β（Q+G）（K+μ*d/2） 由[1]表19-4 Dc=500mm車輪的軸承型號(hào)為：22220K， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：（100+180）/2=140mm 由[1]中表9-2到表9-4查得：滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=0.0006m，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=1.5，代入上式中： 當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩： Mm（Q=Q）= Mm(Q=Q)=b(Q+G)( k +m) =1.5（100000+168000）×（0.0006+0.02×0.14/2） =804N·m 運(yùn)行摩擦阻力： Pm（Q=Q）== =3216N 空載時(shí)： Mm（Q=0）=β×G×（K+μd/2） =1.5×168000×（0.0006+0.02×0.14/2） =504N P m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2） =504×2/0.5 =2016N 2.5 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)靜功率： Nj=Pj·Vdc/（60·m· ） =3216×90/60/0.95/2=2.54KW 式中Pj=Pm（Q=Q）—滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力 (P m（Q=0）=2016N) m=2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù) 初選電動(dòng)機(jī)功率： N=Kd*Nj=1.3*2.54=3.3KW 式中Kd-電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，由[1]表9-6查得Kd=1.3 查[2]表31-27選用電動(dòng)機(jī)YR160M-8；Ne=4KW，n1=705rm，（GD2）=0.567kgm2，電動(dòng)機(jī)的重量Gd=160kg 2.5.1 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件 等效功率： Nx=K25·r·Nj =0.75×1.3×2.54 =2.48KW 式中K25—工作類型系數(shù)，由[1]表8-16查得當(dāng)JC%=25時(shí)，K25=0.75 r—由[1]按照推土機(jī)工作場(chǎng)所得tq/tg=0.25，由[1]圖8-37估得r=1.3 由此可知：NxN,故所選減速器功率合適。 2.6.3 驗(yàn)算啟動(dòng)不打滑條件 由于推土機(jī)室外使用,故坡度阻力及風(fēng)阻力考慮在內(nèi).以下按三種情況計(jì)算. 1.兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)： n=>nz 式中p1= =33.8+50.2=84KN---主動(dòng)輪輪壓 p2= p1=84KN----從動(dòng)輪輪壓 f=0.2-----粘著系數(shù)(室內(nèi)工作) nz—防止打滑的安全系數(shù).nz1.05~1.2 n = =2.97 n>nz,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑 2.事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車位于工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n=nz 式中p1==50.2KN----主動(dòng)輪輪壓 p2=2+ =2×33.8+50.2=117.8KN---從動(dòng)輪輪壓 ---一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間 = =13.47 s n= =2.94 n>nz,故不打滑. 3.事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n=nz 式中P1==33.8KN---主動(dòng)輪輪壓 P2=2=33.8+2*50.2=134.2KN---從動(dòng)輪輪壓 = 13.47 S —與第(2)種工況相同 n= =1.89 故也不會(huì)打滑 結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,三種工況均不會(huì)打滑 2.7 選擇制動(dòng)器 由[1]中所述,取制動(dòng)時(shí)間tz=5s 按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令Q=0,得: Mz= 式中 = =-19.2N·m Pp=0.002G=168000×0.002=336N Pmin=G ==1344N M=2----制動(dòng)器臺(tái)數(shù).兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作 Mz= =41.2 N·m 現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ-200/25的制動(dòng)器，查[1]表18-10其制動(dòng)力矩M=200 N·m，為避免打滑，使用時(shí)將其制動(dòng)力矩調(diào)制3.5 N·m以下。 2.8 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動(dòng)方案,每套機(jī)構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動(dòng)軸. 1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩： ==110.6×1.4=154.8 N·m 式中MI—連軸器的等效力矩. MI==2×55.3=110.6 N·m —等效系數(shù) 取=2查[2]表2-7 Mel=9.75*=55.3 N·m 由[2]表33-20查的:電動(dòng)機(jī)Y160M1-8,軸端為圓柱形,d1=48mm,L=110mm;由[2]19-5查得ZLZ-160-12.5-iv的減速器,高速軸端為d=32mm,l=58mm,故在靠電機(jī)端從由表[2]選聯(lián)軸器ZLL2（浮動(dòng)軸端d=40mm;[MI]=630N·m,(GD2)ZL=0.063Kg·m,重量G=12.6Kg） ；在靠近減速器端，由[2]選用兩個(gè)聯(lián)軸器ZLD，在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為d=32mm;[MI]=630 N·m, (GD2)L=0.015Kg·m, 重量G=8.6Kg. 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m 與原估算的基本相符，故不需要再算。 2.低速軸的計(jì)算扭矩： =154.8×15.75×0.95=2316.2 N·m 2.9 浮動(dòng)軸的驗(yàn)算 1）.疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 低速浮動(dòng)軸的等效力矩： MI=Ψ1?Mel?i =1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m 式中Ψ1—等效系數(shù)，由[2]表2-7查得Ψ1=1.4 由上節(jié)已取得浮動(dòng)軸端直徑D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： N/cm2 由于浮動(dòng)軸載荷變化為循環(huán)（因?yàn)楦?dòng)軸在運(yùn)行過程中正反轉(zhuǎn)矩相同），所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： =4910 N/cm2 式中，材料用45號(hào)鋼，取sb=60000 N/cm2; ss=30000N/cm2,則t-1=0.22sb=0.22×60000=13200N/cm2；ts=0.6ss=0.6×30000=18000N/cm2 K=KxKm=1.6×1.2=1.92 考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)Kx=1.6，Km=1.2，nI=1.4—安全系數(shù)，由[2]表2-21查得tn<[t-1k] 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過。 2）.靜強(qiáng)度的計(jì)算 計(jì)算強(qiáng)度扭矩： Mmax=Ψ2?Mel?i =2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N?m 式中Ψ2—?jiǎng)恿ο禂?shù)，查[2]表2-5的Ψ2=2.5 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： t==3800N/cm2 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： N/cm2 t<[t]II,故強(qiáng)度驗(yàn)算通過。 高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強(qiáng)度還是足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。 2.10 緩沖器的選擇 1.碰撞時(shí)推土機(jī)的動(dòng)能 W動(dòng)= G—帶載推土機(jī)的重量G=168000+100000×0.1 =178000N V0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0=（0.3～0.7）Vdx g—重力加速度取10m/s2 則W動(dòng)= =5006.25 N m 2. 緩沖行程內(nèi)由運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功 W阻=（P摩+P制）S 式中P摩—運(yùn)行阻力，其最小值為 Pmin=Gf0min=178000×0.008=1424N f0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取f0min=0.008 P制—制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?fù)Q算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動(dòng)減速度計(jì)算 P制==17800×0.55=9790N =0.55 m /s2 S—緩沖行程取S=140 mm 因此W阻=（1424+9790）×0.14=1569.96N m 3. 緩沖器的緩沖容量 一個(gè)緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為： =5006.25-1569.96 =3436.29 N m 式中 n—緩沖器的個(gè)數(shù) 取n=1 由[1]表22-3選擇彈簧緩沖器彈簧D=120 mm，d=30 mm 第3章 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 結(jié)構(gòu)形式 結(jié)構(gòu)主要有箱形結(jié)構(gòu)，空腹桁架式結(jié)構(gòu)，偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主軸結(jié)構(gòu)等，參考《推土機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，T30履帶推土機(jī)整機(jī)一般采用箱形結(jié)構(gòu)，且為保證推土機(jī)穩(wěn)定，我選擇箱形雙梁結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)。 3.1.1 箱形雙梁的構(gòu)成 箱形雙梁是由兩根箱形主軸和端梁構(gòu)成，主軸一側(cè)安置水平走臺(tái)，用來安裝大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和走人，主軸與端梁剛性地連接在一起，走臺(tái)是懸臂支撐在主軸的外側(cè)，走臺(tái)外側(cè)安置有欄桿。在實(shí)際計(jì)算中，走臺(tái)個(gè)欄桿均認(rèn)為是不承受力的構(gòu)件。 為了操縱和維護(hù)的需要，在傳動(dòng)側(cè)走臺(tái)的下面裝有司機(jī)室。司機(jī)室有敞開式和封閉式兩種，一般工作環(huán)境的室內(nèi)采用敞開式的司機(jī)室，在露天或高溫等惡劣環(huán)境中使用封閉式的司機(jī)室。 3.1.2 箱形雙梁的選材 箱形雙梁具有加工零件少，工藝性好，通用性好等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其工作類型和使用環(huán)境溫度等條件，按照有關(guān)規(guī)定來選用鋼材。 為了保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度便于施工和安裝，以及運(yùn)輸途中不致?lián)p壞等原因，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有最小型鋼的使用限制：如連接用鋼板的厚度應(yīng)不小于4mm。又如對(duì)組合板梁的板材使用，因保證穩(wěn)定性和防止銹蝕后強(qiáng)度減弱等原因，雙腹板的每塊厚度不能小于6mm,單腹板的厚度不小于8mm。 作用在橋式推土機(jī)結(jié)構(gòu)上的載荷有，固定載荷，移動(dòng)載荷，水平慣性載荷及大車運(yùn)行歪斜產(chǎn)生的車輪側(cè)向載荷等。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)候要考慮到這些載荷。 3.2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 主要尺寸的確定 ===2.0653.3 取=3 端部梯形高度 =（）=（）16.5=1.653.3 取=3 腹板高度 根據(jù)主軸計(jì)算高度=0.92最后選定腹板高度=0.9 確定截面尺寸 主軸中間截面各構(gòu)件根據(jù)《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表7-1確定如下： 腹板厚=6，上下蓋板厚=8 主軸兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面的關(guān)系式來確定： ==263 ==330 因此取=350 蓋板寬度：=350+26+40=402 取=400 主軸的實(shí)際高度：=516 主軸中間截面和支承截面的尺寸簡(jiǎn)圖分別示于圖2-1和2-2 主軸中間截面尺寸簡(jiǎn)圖 主軸支承截面尺寸簡(jiǎn)圖 加勁板的布置尺寸 為了保證主軸截面中受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定性，需要設(shè)置一些加勁構(gòu)件。 主軸端部大加勁板的間距： 0.9，取=0.8 主軸端部（梯形部分）小加勁板的間距： ===0.4 主軸中部（矩形部分）大加勁板的間距： =（1.52）=1.351.8，取=1.6 主軸中部小加勁板的間距，小車鋼軌采用輕軌，其對(duì)水平重心軸線的最小抗彎截面模數(shù)=47.7，則根據(jù)連續(xù)梁由鋼軌的彎曲強(qiáng)度條件求得加勁板間距（此時(shí)連續(xù)梁的支點(diǎn)既加勁板所在位置，使一個(gè)車輪輪壓作用在兩加勁板間距的中央）： ≤==141=1.41 式中——小車的輪壓，取平均值。 ——?jiǎng)恿ο禂?shù)，由《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》圖2-2查得=1.15； []——鋼軌的許用應(yīng)力，[]=170 因此，根據(jù)布置方便，取==0.8 由于腹板的高厚比=150<160，所以不需要設(shè)置水平加勁桿。 3.2.2 主軸的計(jì)算 計(jì)算載荷確定 查《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》圖7-11得半個(gè)（不包括端梁）的自重，=41,則主軸由于自重引起的均布載荷： 采用分別驅(qū)動(dòng)， 查《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表7-3得 主軸的總均布載荷： 2.5+2.5=5 主軸的總計(jì)算均布載荷： =1.15=5.5 式中 =1.1——沖擊系數(shù)，由《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表2-6查得。 作用在一根主軸上的小車兩個(gè)車輪的輪壓值可根據(jù)《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表7-4中所列數(shù)據(jù)選用： =37000 =36000 考慮動(dòng)力系數(shù)的小車車輪的計(jì)算輪壓值為： =1.1537000=42550 =1.1536000=41400 垂直最大彎矩 計(jì)算主軸垂直最大彎矩： + 設(shè)敞開式司機(jī)操縱室的重量為9807，起重心距支點(diǎn)的距離為=280 將各已知數(shù)值代入上式計(jì)算可得： =510 水平最大彎矩 計(jì)算主軸水平最大彎矩： 式中 作用在主軸上的集中慣性載荷為： == 作用在主軸上的均布慣性載荷為： ==0.25 計(jì)算系數(shù)時(shí)，取近似比值=2；==100； 且=400；=200。因此可得： =1650+=1716 = 強(qiáng)度驗(yàn)算 主軸中間截面的最大彎曲應(yīng)力： =≤ 式中 ——主軸中間截面對(duì)水平中心軸線的抗彎截面模數(shù)，其近似值： ==4500 ——主軸中間截面對(duì)垂直重心軸線的抗彎截面模數(shù)，其近似值： ==2263 因此可得： =（）0.1=121.6 由《推土機(jī)課程設(shè)計(jì)》表2-24查得 A3鋼的許用應(yīng)力為：= 故 < 主軸支承截面的最大剪應(yīng)力： ≤ 式中 ——主軸支承截面所受的最大剪力 =42000+41400 =137420 ——主軸支承截面對(duì)水平重心軸線的慣性矩，其近似值： = =54180 ——主軸支承截面半面積對(duì)水平重心軸線的靜矩： = = =1266 由此可得： =0.1=28.16 查得許用剪應(yīng)力為=95 故< 由以上計(jì)算可知，強(qiáng)度足夠。 垂直剛度驗(yàn)算 主軸在滿載小車輪壓作用下所產(chǎn)生的最大垂直撓度： 式中 =0.973 = 由此可得： =0.844 允許的撓度： = 因此 水平剛度驗(yàn)算 主軸在運(yùn)行機(jī)構(gòu)起，制動(dòng)慣性載荷作用下產(chǎn)生的水平最大撓度： 式中 =2.5 =45260 由此可得： = 水平撓度的許用值： 因此 [] 由上面的計(jì)算可知，主軸的垂直和水平剛度均滿足要求。 第4章 焊接工藝設(shè)計(jì) 對(duì)推土機(jī)來說，其結(jié)構(gòu)主要是由很多鋼板通過焊接的方法連接在一起，焊接的工藝的正確與否直接影響橋式推土機(jī)的力學(xué)性能和壽命。 角焊縫常用的確定焊角高度的方法 4-1 角焊縫最小厚度為： a≥0.3dmax+1 dmax為焊接件的較大厚度，但焊縫最小厚度不小于4mm，當(dāng)焊接件的厚度小于4mm時(shí)，焊縫厚度與焊接件的厚度相同。 角焊縫的厚度還不應(yīng)該大于較薄焊接件的厚度的1.2倍，即: a≤1.2dmin 按照以上的計(jì)算方法可以確定端梁焊接的焊角高度a=6mm. 在端梁連接過程中均采用手工電弧焊，在焊接的過程中焊縫的布置很關(guān)鍵，焊縫有很多地方密集交叉在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該避免如圖4-1（a）、4-1（b）示 4-2（a） 4-2（b） 定位板和彎板的焊接時(shí)候，由于定位板起導(dǎo)向作用，在焊接時(shí)要特別注意，焊角高度不能太高，否則車輪組在和端梁裝配的時(shí)，車輪組不能從正確位置導(dǎo)入，焊接中采用E5015（J507）焊條，焊條直徑d=3.2mm,焊接電流160A,焊角高度最大4㎜。如圖4-2位彎板和定位板的焊接 4-3 角鋼和腹板、上蓋板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再將兩段端梁拼在一塊進(jìn)行鉆孔。 由于所用的板材厚度大部分都小于10mm ,在焊接過程中都不開坡口進(jìn)行焊接。 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的設(shè)計(jì)、計(jì)算，使我對(duì)設(shè)計(jì)流程有了更深一層的了解，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來，也必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我最大的動(dòng)力，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。 在計(jì)算方面，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點(diǎn)也馬虎不得，只要一個(gè)數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動(dòng)，使設(shè)計(jì)難度大大的增加。我感覺要完成這次設(shè)計(jì)不僅要有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，還要有過硬的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)做保障，方能很好的完成這次設(shè)計(jì)。我知道在這次設(shè)計(jì)中，由于我們實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的缺乏，還有很多具體性的問題存在，可這些不足正待我們?nèi)ジ玫难芯扛玫陌l(fā)掘，只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，所以，我們今后的學(xué)習(xí)中不僅要學(xué)好應(yīng)該所學(xué)的，還要盡可能多的去拓展我們?cè)谄渌矫娴念I(lǐng)域，只有這樣，我們才能在未來的制造及其它行業(yè)中立于不敗之地。今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國的快速發(fā)展服務(wù)。 致 謝 首先向全體老師表示衷心的感謝，在這幾年的時(shí)間里，他們?yōu)槲覀兊某砷L和進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，有許多老師給予了指導(dǎo)和幫助,尤其是老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，給了我們很大幫助,做為我們的輔導(dǎo)老師，盡職盡責(zé)，一絲不茍。 至此，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也將告以段落，但老師的教誨卻讓人終生難忘，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我學(xué)到了知識(shí)，也讓我學(xué)到了許多的道理，總之是受益匪淺。 盡管我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處仍在所難免，望老師提出寶貴的意見。 最后，向文中引用到其學(xué)術(shù)論著及研究成果的學(xué)術(shù)前輩與同行們致謝！ 再次向敬愛的老師表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 嚴(yán)大考 鄭蘭霞 推土機(jī)械 鄭州大學(xué)出版社 2003年 [2] 田復(fù)興 最新國內(nèi)外推土機(jī)械實(shí)用技術(shù)性能手冊(cè)中國水利水電出版社，2004年． [3] 坂本種芳 長谷川政弘 推土機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 中國鐵道出版社 1987年 [4] 第一機(jī)械工業(yè)部起重運(yùn)輸機(jī)械研究所主編 機(jī)械工程手冊(cè) 推土機(jī)械 機(jī)械工業(yè)出版社 1979年 [5] 《推土機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編 推土機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1980年 [6] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京: 高等教育出版社，2001年 [7] 陳道南 盛漢中 推土機(jī)課程設(shè)計(jì) 冶金工業(yè)出版社 1983年 [8] 胡宗武 顧迪民 推土機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 北京科學(xué)技術(shù)出版社 1989年 [9] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第4卷[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [10] 倪慶興，王煥勇.推土機(jī)械[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1990 [11] 機(jī)械工程手冊(cè) 第67篇 推土機(jī)械 機(jī)械工業(yè)出版社 1979年 [12] GB3811-83.推土機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1984 [13] 孫桓 陳作模 機(jī)械原理 高等教育出版社 1996年 [14] 郁錄平 工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì) 北京：人民交通出版社，2003 [15]張光裕等 工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì) 北京：中國工業(yè)出版社，１９８７ [16]成大先主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，１９９６ [17]吳永平 工程機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：人民交通出版社 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