548 橡膠履帶牽引車(chē)輛改進(jìn)設(shè)計(jì)（高速行走機(jī)構(gòu)）（有cad圖）

548 橡膠履帶牽引車(chē)輛改進(jìn)設(shè)計(jì)（高速行走機(jī)構(gòu)）（有cad圖）,548,橡膠履帶牽引車(chē)輛改進(jìn)設(shè)計(jì)（高速行走機(jī)構(gòu)）（有cad圖）,橡膠,履帶,牽引,車(chē)輛,改進(jìn),改良,設(shè)計(jì),高速,行走,機(jī)構(gòu),cad 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 王業(yè)建 專業(yè)班級(jí) 車(chē)輛031 指導(dǎo)老師 張文春 課程類型 工程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）題目 橡膠履帶牽引車(chē)輛改進(jìn)設(shè)計(jì)（高速行走機(jī)構(gòu)） 主要研究?jī)?nèi)容 設(shè)計(jì)履帶拖拉機(jī)橡膠履帶行走機(jī)構(gòu)，履齒驅(qū)動(dòng)型式，滿足農(nóng)業(yè)作業(yè)對(duì)行走機(jī)構(gòu)的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率，轉(zhuǎn)速，軌矩=1435mm, 軸距=1622mm, 結(jié)構(gòu)重量=6630(kg) ,使用重量=7000kg, 地隙大于等于280mm, 平均接地壓力≤49Kpa。 主要技術(shù)指標(biāo)（或研究目標(biāo)） 繪制行走機(jī)構(gòu)（含機(jī)架）總總裝配圖，部分組成件零件圖；對(duì)行走系效率進(jìn)行計(jì)算；對(duì)主要組成件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行計(jì)算和校核。 要求：1、繪制總量不低于A0號(hào)的 圖紙3.0張，其中應(yīng)包含用計(jì)算機(jī)1號(hào)圖紙一張。 2、不低于12000字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（摘要不少于400字，參考文獻(xiàn)不少于15篇）， 3、10000字符以上印刷符號(hào)的外文資料翻譯。 進(jìn)度計(jì)劃 (2周): 調(diào)研、搜集、分析資料； (3周): 全組集體討論，制定、確定總體方案； (4～6周): 完成主要總圖設(shè)計(jì)； (7～9周): 完成零、部件圖設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等； (10周): 整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件、最后交卷； (11周): 審核、互審評(píng)閱設(shè)計(jì)； (12周): 答辯，評(píng)定成績(jī)； 主要參考文獻(xiàn) 1、拖拉機(jī)底盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊(cè)；2、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；3、拖拉機(jī)設(shè)計(jì)；4、拖拉機(jī)理論；5、拖拉機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)；6、東方紅1302R/1302RA拖拉機(jī)設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)；7、工程機(jī)械底盤(pán)設(shè)計(jì)；8、農(nóng)機(jī)化研究（1993年3期）、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)（1997年3期）、拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)（2002年5、6期）等相關(guān)雜志。有關(guān)拖拉機(jī)行業(yè)雜志、網(wǎng)站。 研究所（教研室）主任簽字： 07 年 3月 30 日 2 橡膠履帶牽引車(chē)輛改進(jìn)設(shè)計(jì)（高速行走機(jī)構(gòu)） 摘要 近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化也得到了進(jìn)一步的提高。進(jìn)入21世紀(jì)后，國(guó)家更加注意到了農(nóng)業(yè)重要性，采取了一系列優(yōu)惠政策扶植農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展。 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，拖拉機(jī)的制造和使用在數(shù)量上一直處于世界的前列，但其技術(shù)含量和發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大，改變落后的機(jī)械水平，要提高工作效率和使用性能，進(jìn)一步提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)我們國(guó)家來(lái)說(shuō)具有重要的意義，對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有深遠(yuǎn)的影響。 履帶拖拉機(jī)行走系由履帶行走裝置和懸架組成，履帶行走裝置包括履帶、驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托輪、張緊輪和張緊緩沖裝置；懸架包括連接拖拉機(jī)機(jī)架和支重輪的全部構(gòu)架。 履帶行走裝置的設(shè)計(jì)要求主要是保證拖拉機(jī)附著性能，降低接地壓力，減少滾動(dòng)阻力，提高零部件壽命。懸架的設(shè)計(jì)要求是保證拖拉機(jī)的行駛平順性和穩(wěn)定性。 關(guān)鍵字：履帶 驅(qū)動(dòng)輪 支重輪 托輪 張緊輪和張緊緩沖裝置 RUBBER TRACK TRACTOR DESIGN (HIGH SPEED WALKING) ABSTRACT In recent years, China has made rapid economic development, agricultural modernization has been further improved .After entering the 21st century, countries more noted the importance of agriculture, adopted a series of preferential policies to support the development of agricultural machinery. China is a large agricultural country, a tractor manufacturing and use of the quantity has been in the forefront of the world. However, its technical content and the wide gap between the developed countries in terms of changing the backward machinery, To improve efficiency and performance and further improve the power and economy of our country is of great significance, on the strategy of sustainable development has far-reaching impact. Crawler tractor from the Department of crawler devices and suspension components, including the installation of crawler tracks, driving wheel, supporting wheels, Roller, Tension round and tension device; Suspension includes the connection tractor rack and support all the wheels framework. Crawler device design requirements is to ensure that the main tractor attachment performance, lower ground pressure, reduced rolling resistance, Parts raise life expectancy. Suspension design requirements is to ensure that the tractor ride comfort and stability. Keywords : Tracked driving wheel supporting wheels Roller Tension round and tension device 符號(hào)說(shuō)明 拖拉機(jī)使用重量 T 地面附著系數(shù) 一般取=1.0 支重輪滾動(dòng)表面直徑 ㎜ 拖鏈輪輪緣直徑 ㎜ 彈性模量 N/㎜ 驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑 ㎜ 驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓直徑 ㎜ 驅(qū)動(dòng)輪齒根圓直徑 ㎜ 履帶節(jié)距 ㎜ 履帶銷套外徑 ㎜ 驅(qū)動(dòng)輪工作齒數(shù) 驅(qū)動(dòng)輪輪齒數(shù) 重力加速度 =9.8 m/s 每側(cè)支重輪個(gè)數(shù) 履帶前傾角 履帶后傾角 目錄 第一章 前言························································5 第二章 履帶行走系的總體設(shè)計(jì)····································7 §2.1履帶行走系的總體設(shè)計(jì)········································7 §2.2 履帶行走系類型的選擇·······································7 §2.3 整體臺(tái)車(chē)行走系總體設(shè)計(jì)·····································8 §2.4平衡臺(tái)車(chē)行走系總體設(shè)計(jì)·····································9 §2.5其它臺(tái)車(chē)行走系總體設(shè)計(jì)····································10 §2.6動(dòng)力性能估計(jì)···············································11 第三章 懸架的設(shè)計(jì)···············································12 §3.1履帶車(chē)輛的懸架機(jī)構(gòu)·····································12 §3.2 整體臺(tái)車(chē)行走系懸架結(jié)構(gòu)·······························12 §3.2.1半鋼性懸架機(jī)構(gòu)·····································12 §3.2.2 剛性懸架和彈性懸架結(jié)構(gòu)·······························13 §3.3平衡臺(tái)車(chē)行走系懸架機(jī)構(gòu)·····································13 §3.3.1懸架結(jié)構(gòu)················································13 §3.3.2 懸架性能參數(shù)的選擇···································14 第四章 履帶行走系結(jié)構(gòu)與選擇···································15 §4.1驅(qū)動(dòng)輪的位置···········································15 §4.2引導(dǎo)輪的位置···········································15 §4.2 引導(dǎo)輪的位置···············································15 §4.4托鏈輪的個(gè)數(shù)和位置········································16 §4.5方案設(shè)計(jì)···················································16 第五章 履帶行走裝置·············································18 §5.1 履帶技術(shù)要求···············································18 §5.2 履帶類型···················································18 §5.3 履帶尺寸確定···············································19 §5.4 履帶的校核·················································22 §5.5 履帶的尺寸確定和校核······································23 第六章 驅(qū)動(dòng)輪···················································26 §6.1驅(qū)動(dòng)輪齒形設(shè)計(jì)·············································26 §6.2驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)···········································26 §6.3凹齒齒形的設(shè)計(jì)計(jì)算·········································27 §6.4驅(qū)動(dòng)輪軸各項(xiàng)尺寸的確定·····································28 §6.5 驅(qū)動(dòng)輪強(qiáng)度校核·············································29 第七章 支重輪···················································30 §7.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)···················································30 §7.2各項(xiàng)尺寸的確定·············································31 §7.3支重輪各個(gè)構(gòu)件的選擇·······································32 §7.4支重輪強(qiáng)度驗(yàn)算·············································32 第八章 張緊輪及張緊裝置······································34 §8.1 張緊輪·····················································34 §8.2 張緊度調(diào)整機(jī)構(gòu)············································35 §8.3 緩沖彈簧···················································36 §8.4 零件強(qiáng)度計(jì)算···············································37 第九章 托鏈輪···················································38 第十章 結(jié)論······················································39致謝······························································40參考文獻(xiàn)··························································41 第一章 前言 在拖拉機(jī)制造的多年發(fā)展歷史中，行走系的技術(shù)進(jìn)步和水平一直處于舉足輕重的地位。拖拉機(jī)性能的好壞，不僅取決于發(fā)動(dòng)機(jī)，而且很大程度上依賴于行走系的有效功率等性能。為有效的拖拉機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，以前那種粗糙的制造工藝和落后的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足時(shí)代的發(fā)展要求，本設(shè)計(jì)就是根據(jù)拖拉機(jī)行走系本身存在的問(wèn)題，進(jìn)行的一次改進(jìn)設(shè)計(jì)。 隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的展開(kāi)，各種大型農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛的使用越來(lái)越廣泛。本設(shè)計(jì)東方紅1302R履帶拖拉機(jī)為為原形，以其的基本參數(shù)為依據(jù)，查閱相關(guān)資料，完成履帶履帶拖拉機(jī)行走系的相關(guān)設(shè)計(jì)，履帶拖拉機(jī)車(chē)適用于在大型農(nóng)場(chǎng)和工作量較大的農(nóng)村作業(yè)，主要應(yīng)用在深耕，旋耕，收獲谷物，播種等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)合。為此在動(dòng)力性、通過(guò)性、工作穩(wěn)定速度，可靠性，耐用，等方面對(duì)設(shè)計(jì)者提出了更高的要求！ 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，拖拉機(jī)的制造和使用在數(shù)量上一直處于世界的前列，但其技術(shù)含量和發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大，改變落后的機(jī)械水平，要提高工作效率和使用性能，進(jìn)一步提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)我們國(guó)家來(lái)說(shuō)具有重要的意義，對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有深遠(yuǎn)的影響。但是本次設(shè)計(jì)只是在原有的基初上進(jìn)行的改進(jìn)，雖然行走系的各項(xiàng)性能有所提高，但是仍然同性能優(yōu)良的國(guó)外行走系有很大差距。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)水平的發(fā)展，使行走系在各方面都能趕上世界的步伐。 為了滿足這次履帶行走系的設(shè)計(jì)要求，本人充分利用現(xiàn)代通訊工具、機(jī)械設(shè)計(jì)軟件、導(dǎo)師資源等一切便利條件，收集資料，細(xì)心計(jì)算、積極與其他相關(guān)系統(tǒng)或總成的設(shè)計(jì)者溝通與交流。力求最后設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠達(dá)到：好造、好用、好看的目標(biāo)。 另外，由于這是本人第一次做如此全面的行走系的設(shè)計(jì)，也是第一次接觸到如此復(fù)雜的設(shè)計(jì)。由于缺乏應(yīng)驗(yàn)，難免沒(méi)有一些錯(cuò)誤、不足在所難免，懇請(qǐng)各位同行不吝賜教！批評(píng)指正。從而通過(guò)此次設(shè)計(jì)來(lái)提高本人的設(shè)計(jì)水平。 第二章 履帶行走系的總體設(shè)計(jì) §2.1履帶行走系的總體設(shè)計(jì)要求 履帶拖拉機(jī)行走系由履帶行走裝置和懸架組成。履帶行走裝置包括履帶、驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托輪、張緊輪及張緊緩沖裝置；懸架包括連接拖拉機(jī)機(jī)架和支重輪的全部構(gòu)件。 履帶行走裝置的設(shè)計(jì)要求主要是保證拖拉機(jī)附著性能，降低接地壓力，減少滾動(dòng)阻力，提高零部件的壽命。懸架的設(shè)計(jì)要求主要是保證拖拉機(jī)的行駛平順性和穩(wěn)定性。 具有橡膠履帶行走裝置的拖拉機(jī)其主要性能特點(diǎn)是： 1、行走裝置接地面積大，對(duì)地面壓力約輪式拖拉機(jī)的一半，具有良好的平地通過(guò)性和越障通過(guò)性，對(duì)松軟、潮濕土壤上工作適應(yīng)性較好。 2、具有良好的牽引性能，適合繁重工作。側(cè)向系統(tǒng)穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操作性較好，對(duì)坡地作業(yè)有較好適應(yīng)性。 3、受履帶轉(zhuǎn)向方式和保持接地壓力較均勻的限制，使履帶拖拉機(jī)帶懸掛機(jī)具工作的適應(yīng)性比輪式拖拉機(jī)較差。 4、金屬履帶行走裝置適應(yīng)于硬路面上運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移，綜合利用程度較低。 5、制造成本和行走裝置維修費(fèi)用較高。 明白了履帶拖拉機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，使我們?cè)谘芯恐袚P(yáng)長(zhǎng)避短，結(jié)合我國(guó)的農(nóng)業(yè)情況，本課題具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展意義，為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化增加一分力量。 §2.2 履帶行走系類型的選擇 目前，履帶拖拉機(jī)行走系統(tǒng)可按臺(tái)車(chē)架的不同型式（即支重輪之間彼此不同的連接方式）分為兩大類：即整體臺(tái)車(chē)行走系和非整體車(chē)行走系。 整體臺(tái)車(chē)行走系即每側(cè)的支重輪、托輪、張緊輪及張緊緩沖裝置都安裝在一個(gè)整體臺(tái)架上。每側(cè)的各支重輪軸心線的相對(duì)位置固定不變，各支重輪之間距離較小，因而在平坦松軟的地面上的接地壓力比較均勻，附著性能較好，適用于牽引和推土作業(yè)。整體臺(tái)車(chē)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，便于安裝各種作業(yè)機(jī)具，是美國(guó)、日本、西歐等國(guó)工業(yè)用或農(nóng)業(yè)用履帶拖拉機(jī)行走系的主要型式。中國(guó)、前蘇聯(lián)和東歐等國(guó)主要在工業(yè)用履帶拖拉機(jī)及從事開(kāi)荒和粘重土壤作業(yè)的大型農(nóng)業(yè)用履帶拖拉機(jī)上采用，這種行走系由于長(zhǎng)度方向尺寸較短、重心低，所以穩(wěn)定性好，也可用于小型履帶拖拉機(jī)。 非整體車(chē)（平衡臺(tái)車(chē)和獨(dú)立臺(tái)車(chē)）行走系即每側(cè)的支重輪安裝在兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡臺(tái)車(chē)或獨(dú)立臺(tái)車(chē)上，特點(diǎn)是各個(gè)支重輪的相對(duì)位置不固定。托輪、張緊輪和張緊緩沖裝置固定在機(jī)架上，他們處在懸架彈簧之上，從而減少了非彈簧支承部分的重量；同時(shí)各支重輪可以上下相對(duì)移動(dòng)，對(duì)地面的仿形作用較好，故行駛平順性較好。 1） 平衡臺(tái)車(chē)行走系 每側(cè)有2～3個(gè)平衡臺(tái)車(chē)，各臺(tái)車(chē)有兩個(gè)或兩個(gè)以上支重輪彼此平衡臂或平衡杠桿連接。其支重輪直徑一般較大，在硬地面滾動(dòng)阻力小。同時(shí)平衡臺(tái)車(chē)對(duì)不平地面的適應(yīng)性較好，并且非彈簧支承重量小，適合提高作業(yè)速度。加上重量輕，成本低，拆裝維護(hù)方便，這種行走系被廣泛采用。 2） 獨(dú)立臺(tái)車(chē)行走系 每個(gè)支重輪單獨(dú)通過(guò)彈性元件與機(jī)體相連，行駛平順性更好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 3） 混合系行走系 其結(jié)構(gòu)和整體臺(tái)車(chē)行走系相似，但支重輪不是直接固定在臺(tái)車(chē)架上，而是經(jīng)彈性平衡輪架，或者經(jīng)獨(dú)立扭桿與臺(tái)車(chē)相連。它兼有整體臺(tái)車(chē)和非獨(dú)立臺(tái)車(chē)兩類行走系的優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)上尚未采用。 §2.3 整體臺(tái)車(chē)行走系總體設(shè)計(jì) 1、懸架型式選擇 整體臺(tái)車(chē)行走系的懸架按彈性元件的采用情況分為剛性懸架（機(jī)體重量全經(jīng)剛性元件傳遞給支重輪）、半鋼性懸架（一部分重量經(jīng)彈性元件，而另一部分重量經(jīng)剛性元件傳給支重輪）和彈性懸架（全部重量經(jīng)彈性元件傳給支重輪）。 一般用途拖拉機(jī)和推土機(jī)常用半鋼性懸架，它的連接點(diǎn)裝有彈簧或橡膠塊，有一定的緩沖能力。三點(diǎn)支承對(duì)不平地面適應(yīng)性好，被廣泛采用。彈性懸架能改善緩沖能力，和半鋼性懸架相比，行駛速度提高拉15%左右，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于部分農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)和常在不平路面工作的果園拖拉機(jī)。 拖拉機(jī)機(jī)體上配置裝載、吊裝、挖掘等作業(yè)機(jī)具時(shí)，因懸架上的載荷沉重且變化較大，要求機(jī)體穩(wěn)定堅(jiān)固，常用剛性懸架。 2、驅(qū)動(dòng)輪 它可前置、后置和高置，絕大數(shù)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪后置，張緊輪在前，可使緊邊履帶距離短，減少履帶鉸鏈等處的磨損，提高行走效率。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪后置可使傳動(dòng)系靠后布置，使駕駛座和變速桿也隨著布置在拖拉機(jī)后部，便于駕駛員照看后面的機(jī)具。但速度高于20km/h時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪前置有利于降低功耗。 高置驅(qū)動(dòng)輪使機(jī)體質(zhì)心大大前移，離地間隙提高，使驅(qū)動(dòng)輪不和地面的泥沙石塊直接接觸；最終傳動(dòng)不再受到地面直接沖擊，同時(shí)有可能使傳動(dòng)系某些部件和輪式車(chē)輛通用。但告之驅(qū)動(dòng)區(qū)段長(zhǎng)度，減少履帶在驅(qū)動(dòng)輪上的包角，并且驅(qū)動(dòng)輪的耐磨性要求更高。 3、擺動(dòng)軸 擺動(dòng)軸中心線可與驅(qū)動(dòng)輪中心線重合，也可把擺動(dòng)軸布置在驅(qū)動(dòng)輪前面，這樣便于得到更好的農(nóng)藝地隙輪廓。但臺(tái)車(chē)擺動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪和后支重輪之間的履帶張緊度變化時(shí)，對(duì)履帶、最終傳動(dòng)殼體和擺動(dòng)軸等附加了較大的動(dòng)載荷，因此，大，中型拖拉機(jī)多少采用軸線重合結(jié)構(gòu)。 4、履帶 采用整體臺(tái)車(chē)的履帶拖拉機(jī)行駛時(shí)，履帶所受的沖擊和振動(dòng)較大，通常采用剛度和強(qiáng)度較好的組合式履帶。 部分履帶節(jié)距與拖拉機(jī)質(zhì)量的關(guān)系如下： ㎜ (2-1) 農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)為使接地壓力均勻，取得大些。設(shè)計(jì)時(shí)需選擇與系列中想接近的節(jié)距，采用組合式履帶時(shí)更應(yīng)如此。 §2.4平衡臺(tái)車(chē)行走系總體設(shè)計(jì) 平衡臺(tái)車(chē)行走系型式多樣，彼此的結(jié)構(gòu)差異較大。如圖2-1所示： 圖2-1 拖拉機(jī)行走系 1.懸架型式選擇 平衡臺(tái)車(chē)行走行走系的懸架也分為剛性、半鋼性和彈性三種，為發(fā)揮平衡臺(tái)車(chē)緩沖性能好的優(yōu)點(diǎn)，常用彈性懸架，這樣拖拉機(jī)的工作速度可提高到10～12km/h以上 在工作速度不高的情況下，懸架承載較大時(shí)，可采用剛性懸架，與彈性懸架相比，拖拉機(jī)行駛速度降低40%左右。剛性懸架僅用于行駛速度很低的少數(shù)起重機(jī)、挖掘機(jī)等工程機(jī)械上。 2. 驅(qū)動(dòng)輪 驅(qū)動(dòng)輪可布置在拖拉機(jī)前部或后部，拖拉機(jī)行駛速度在15～20km/h以下時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪后置，行走系功率損耗較??；速度高于這個(gè)范圍時(shí)，松邊履帶跳動(dòng)較大，功率損耗大，這時(shí)驅(qū)動(dòng)輪前置較好。 3. 履帶 常配用重量輕的普通整體式履帶和某些橡膠金屬履帶。 4.支重輪 對(duì)農(nóng)業(yè)和沼澤地拖拉機(jī)，為保證接地壓力均勻，希望支重輪直徑，支重輪間距（履帶節(jié)距，）但結(jié)構(gòu)上難以達(dá)到，有的采用 支重輪交錯(cuò)排列來(lái)改善接地壓力分布。 5.履帶前傾角和后傾角 通常：，。 此時(shí)履帶的接地長(zhǎng)度： （1-2） 式中 ——最前列最后支重輪軸距（㎜） 當(dāng)拖拉機(jī)前、后方安裝較重的作業(yè)機(jī)具時(shí)，為防止拖拉機(jī)前傾和后傾；或當(dāng)拖拉機(jī)在潮濕松軟地面工作時(shí)，為增大接地面積，降低接地比壓，有時(shí)將張緊輪或驅(qū)動(dòng)輪接地。 §2.5其它臺(tái)車(chē)行走系總體設(shè)計(jì) 獨(dú)立臺(tái)車(chē)行走系都采用彈性懸架。扭桿彈簧用于重型高速工業(yè)用拖拉機(jī)和個(gè)別中型高速農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)上。 混合式行走系的總體設(shè)計(jì)和整體臺(tái)車(chē)行走系相近，只是支重輪和臺(tái)車(chē)架的連接方式不同。 §2.6動(dòng)力性能估計(jì) 根據(jù)整機(jī)和行走系參數(shù)，可以對(duì)履帶拖拉機(jī)的附著能力、行駛阻力和承載能力進(jìn)行估算。常用的估算方法有理論分析、圓錐指數(shù)法和機(jī)型類比法，以上三種方法在設(shè)計(jì)中常常同時(shí)使用以相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證。 第三章 懸架的設(shè)計(jì) §3.1履帶車(chē)輛的懸架機(jī)構(gòu) 懸架機(jī)構(gòu)是用來(lái)將機(jī)體和行走裝置連接起來(lái)的部件，它包括彈性元件（剛性懸架除外），減振元件、限制器、導(dǎo)向元件和其它連接桿件等。它應(yīng)保證車(chē)輛以一定速度在不平路面上行駛時(shí)具有良好的行駛平順性和零部件的工作可靠性。此外，要求懸架機(jī)構(gòu)重量輕，壽命長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便。 目前，在國(guó)內(nèi)外履帶作業(yè)機(jī)械上所采用的懸架結(jié)構(gòu)類型主要有以下幾種。 （1）剛性懸架，機(jī)體和行走裝置剛性連接，無(wú)彈性元件和減振器，不能緩和沖擊和振動(dòng)，但具有較好的作業(yè)穩(wěn)定性，一般用于運(yùn)動(dòng)速度較低的礦用挖掘機(jī)、吊管機(jī)、挖溝機(jī)和履帶裝載機(jī)上。 （2）半剛性懸架，機(jī)體前端與行走裝置彈性連接，后端以鉸鏈型式剛性連接，機(jī)體的部分重量經(jīng)彈性元件傳給支重輪，可以部分地緩和沖擊與振動(dòng)。同時(shí)，臺(tái)車(chē)架可以繞鉸接點(diǎn)相對(duì)機(jī)體作上下擺動(dòng)，使履帶能較好地適應(yīng)地面的不平情況，接地壓力均勻，附著性能好。目前，履帶推土機(jī)多采用這種懸架結(jié)構(gòu)。 （3）彈性懸架，沒(méi)有整體臺(tái)車(chē)架，支重輪安裝在幾個(gè)平衡臺(tái)車(chē)或獨(dú)立臺(tái)車(chē)上，托鏈輪、引導(dǎo)輪等則固定在機(jī)架上，機(jī)體的全部重量（包括行走裝置中的托鏈輪、引導(dǎo)輪、驅(qū)動(dòng)輪等）都經(jīng)彈性元件傳給支重輪，因此，比半剛性懸架具有更好的緩沖性能，并且能更好地適應(yīng)地面不平情況。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，承載能力較低，目前僅用于小型或高速履帶車(chē)輛上。 §3.2. 整體臺(tái)車(chē)行走系懸架結(jié)構(gòu) §3.2.1半鋼性懸架機(jī)構(gòu) 它由彈性元件、平衡元件、臺(tái)車(chē)架及導(dǎo)向裝置組成。 彈性元件能緩沖來(lái)自地面的沖擊和振動(dòng)，多采用鋼板彈簧、扭桿彈簧和橡膠減振塊 鋼板彈簧由一些不同長(zhǎng)度的癱瘓扁鋼組成，采用長(zhǎng)度遞減的扁鋼使整個(gè)彈簧接近等強(qiáng)度梁以節(jié)約鋼材。鋼板彈簧幾乎均為橫向布置，一般可上下擺動(dòng)，兼起平衡梁的作用。實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：擺動(dòng)軸、副彈簧（當(dāng)拖拉機(jī)行駛在不平的路面而主板彈簧傾斜時(shí)，它可減輕對(duì)機(jī)架的沖擊）、圓柱墊塊。 扭桿彈簧單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能量高，可減少?gòu)椈射撚昧?，且中部尺寸小，有利于保證間隙，扭桿彈簧通常橫置，左右曲柄連接。 橡膠減振塊目前也廣泛用作彈性元件，多用于工業(yè)拖拉機(jī)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀多樣，能衰減振動(dòng)和吸收高頻振動(dòng)，但耐高、低溫性能不如金屬?gòu)椈伞? 平衡元件使兩側(cè)履帶適應(yīng)高低不平的地面，能減少?zèng)_擊，改善機(jī)體和安裝在機(jī)體上的作業(yè)機(jī)具的穩(wěn)定性。凡是有橫置平衡元件的半鋼性懸架即為三點(diǎn)支承半鋼性懸架，它是整體臺(tái)車(chē)行走系的主要懸架型式。 保證臺(tái)車(chē)架相對(duì)拖拉機(jī)機(jī)架在縱向平面內(nèi)上下擺動(dòng)而不致偏斜的機(jī)構(gòu)稱為車(chē)架的導(dǎo)向裝置 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，為了防止履帶脫落和履帶軌道磨損，左右臺(tái)車(chē)架在工作時(shí)平行。因而需注意保證臺(tái)車(chē)架導(dǎo)向裝置（包括擺動(dòng)軸）的強(qiáng)度 剛度、連接可靠性以及相對(duì)摩擦表面的間隙和耐磨性。 §3.2.2 剛性懸架和彈性懸架結(jié)構(gòu) 剛性懸架的臺(tái)車(chē)架和機(jī)架剛性連接，有兩種連接方式： 1、四點(diǎn)支承，臺(tái)車(chē)架固定在機(jī)架上，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，用于部分大型重載低速拖拉機(jī) 2、三點(diǎn)支承，臺(tái)車(chē)架通過(guò)擺動(dòng)軸和機(jī)架后部連接，機(jī)架前部通過(guò)擺動(dòng)軸和機(jī)架后部連接，機(jī)架前部通過(guò)平橫梁剛性地支在左右車(chē)架上。此時(shí)，臺(tái)車(chē)架仍需有導(dǎo)向裝置。三點(diǎn)支承常用于工業(yè)拖拉機(jī)的裝載機(jī)等類型 §3.3平衡臺(tái)車(chē)行走系懸架機(jī)構(gòu) §3.3.1懸架結(jié)構(gòu) (1） 彈性懸架結(jié)構(gòu) 平衡臺(tái)車(chē)彈性懸架的結(jié)構(gòu)型式有多種，通常由彈性元件、平衡元件和擺動(dòng)軸組成，有的還有液力減振器。 彈性元件常用螺旋彈簧，因此簡(jiǎn)單可靠。有的機(jī)型采用空氣彈簧、鋼板彈簧或扭桿彈簧。 平衡元件（平衡臂、平衡杠桿）將支重輪連接成一個(gè)平衡臺(tái)車(chē)可連接兩個(gè)支重輪，較復(fù)雜的平衡臺(tái)車(chē)可連接三個(gè)或三個(gè)以上的支重輪。平衡輪系越復(fù)雜，平衡的效果越好。它一方面能減小了拖拉機(jī)越障時(shí)機(jī)體的振動(dòng)，另一方面?zhèn)€支重輪承載更均勻，從而改善了接地壓力的均勻性。 平衡臺(tái)車(chē)經(jīng)擺動(dòng)軸（后車(chē)軸）安裝在機(jī)架上，擺動(dòng)軸保證拖拉機(jī)每側(cè)的平衡臺(tái)車(chē)在同一縱向平面上下擺動(dòng)。 （2）半鋼性懸架和剛性懸架結(jié)構(gòu) 純粹的平衡臺(tái)車(chē)剛性懸架僅用于國(guó)內(nèi)外少數(shù)低速工程機(jī)械。 （3）獨(dú)立臺(tái)車(chē)行走系懸架機(jī)構(gòu) （4）混合式行走系懸架結(jié)構(gòu) §3.3.2 懸架性能參數(shù)的選擇 常用的方法有兩種： 1）、利用隨機(jī)振動(dòng)計(jì)算模型來(lái)選擇懸架的性能參數(shù) 2）、利用機(jī)型類比法選擇懸架的性能參數(shù) 第四章 履帶行走系結(jié)構(gòu)與選擇 §4.1驅(qū)動(dòng)輪的位置 在履帶作業(yè)機(jī)械上，多數(shù)都是把驅(qū)動(dòng)輪布置在后方，這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是可以縮短履帶驅(qū)動(dòng)區(qū)段的長(zhǎng)度，減少因驅(qū)動(dòng)力造成的履帶銷處的摩擦損失，有利于提高行走系統(tǒng)效率。驅(qū)動(dòng)輪布置在前還是在后，還與傳動(dòng)系的布置有關(guān)。 驅(qū)動(dòng)輪中心高度應(yīng)用利于降低重心（或車(chē)身）高度和增加履帶接地長(zhǎng)度，改善附著性能。因此驅(qū)動(dòng)輪中心高度應(yīng)盡量小，該參數(shù)用驅(qū)動(dòng)區(qū)段履帶與地面之間的夾角即離去角來(lái)表征，履帶推土機(jī)的值一般不超過(guò)。 §4.2引導(dǎo)輪的位置 引導(dǎo)輪的前后位置根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪位置而定，通常布置在前面，其名義位置尺寸根據(jù)軸距L確定。引導(dǎo)輪中心離地高度應(yīng)有利于降低重心，因前方有工作裝置開(kāi)路，接近角可較?。ㄒ话阈∮冢仆翙C(jī)的約為，通常引導(dǎo)輪中心高略低于驅(qū)動(dòng)輪中心高。 由于履帶推土機(jī)的接近角和離去角均較小，因此，可近似認(rèn)為軸距L等于履帶接地長(zhǎng)度。 §4.3支重輪的個(gè)數(shù)和布置 支重輪的個(gè)數(shù)和布置應(yīng)有利于使履帶接地壓力分布均勻。因此，在履帶作業(yè)機(jī)械上均采用直徑較小的多個(gè)支重輪，支重輪的個(gè)數(shù)隨車(chē)輛的功率（機(jī)重）的增加而增多。履帶推土機(jī)每側(cè)支重輪為4~7個(gè)。60馬力以下的多為4個(gè)；60~100馬力的多為5個(gè)；100~200馬力的多為6個(gè)；200馬力以下的為7個(gè)。但是，高速運(yùn)行的履帶車(chē)輛（如坦克、裝甲車(chē)等），為減小滾動(dòng)阻力，提高行走系統(tǒng)效率，通常采用大直徑的支重輪，并取消了托鏈輪。 支重輪在引導(dǎo)輪和驅(qū)動(dòng)輪間的布置應(yīng)有利于增大履帶接地長(zhǎng)度，因此，晨前一個(gè)支重輪應(yīng)盡量靠近引導(dǎo)輪，最后一個(gè)支重輪應(yīng)盡量靠近驅(qū)動(dòng)輪。為了不和它們的運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉，晨前一個(gè)支重輪的位置應(yīng)保證當(dāng)引導(dǎo)輪在緩沖彈簧達(dá)到最大變形時(shí)相互不發(fā)生干涉。最后一個(gè)支重輪緣外徑與驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓之間應(yīng)保留一定的間隙，以保證當(dāng)懸架彈簧最大變形時(shí)不發(fā)生干涉，此間隙一般不小于20毫米。各支重輪之間距為均勻分布。 §4.4托鏈輪的個(gè)數(shù)和位置 托鏈輪主要用來(lái)限制上方區(qū)段履帶的下垂量。因此，為了減少托鏈輪與履帶間的摩擦損失，托鏈輪的數(shù)目不宜過(guò)多，每側(cè)履帶一般為1~2個(gè)。軸距在2米以下的履帶推土機(jī)采用1個(gè)，軸距在2米以上的采用2個(gè)，小型的推土機(jī)軸距較短，上方區(qū)段履帶垂量不大，可不裝托鏈輪。 托鏈輪的位置應(yīng)有利于履帶脫離驅(qū)動(dòng)輪的嚙合，并平穩(wěn)而順利地滑過(guò)上方區(qū)段，保持履帶正常的張緊狀態(tài)。為此，托鏈輪的輪緣上平面高度+0.5應(yīng)等于或大于驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓半徑=0.5，此時(shí)角>0，角越大，履帶脫離驅(qū)動(dòng)輪嚙合越容易，但值不應(yīng)過(guò)大，否則會(huì)減少履帶與驅(qū)動(dòng)輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)。這樣，當(dāng)履帶磨損后，在Ls區(qū)段內(nèi)的履帶產(chǎn)生垂度后V角也不至于產(chǎn)生過(guò)大的負(fù)值。對(duì)后面一個(gè)托鏈輪在保持上述要求高度的同時(shí)其前后位置應(yīng)盡量接近驅(qū)動(dòng)輪。但l3過(guò)小使l4增大，兩托鏈輪之間的履帶易下垂。目前一些國(guó)外推土機(jī)的l4約等于0.4L左右。托鏈輪輪緣上平面高于引導(dǎo)輪上輪緣面，這樣可以借助履帶自身的重量產(chǎn)生一個(gè)前滑的趨勢(shì)，有利于履帶的卷繞運(yùn)動(dòng)。為此，前面一個(gè)托鏈輪應(yīng)盡量接近引導(dǎo)輪，其距離一般與l3近似，或稍大于l3。 §4.5方案設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)主要滿足農(nóng)業(yè)耕種條件，設(shè)計(jì)適合農(nóng)業(yè)機(jī)械，有以上章節(jié)的介紹，本次設(shè)計(jì)的方案如下： 本次設(shè)計(jì)采用平衡臺(tái)車(chē)行走系，彈性懸架結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪后置，采用橡膠履帶（內(nèi)置金屬履刺），支重輪采用四個(gè)（每側(cè)兩個(gè)），托輪四個(gè)（每側(cè)兩個(gè)）、履帶前傾角為15度、后傾較為10度。 第五章 履帶行走裝置 §5.1履帶技術(shù)要求 履帶行走裝置用來(lái)支承機(jī)體并將發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系輸出的扭矩變成推動(dòng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。 履帶行走裝置由履帶、驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托鏈輪、引導(dǎo)輪和履帶張緊緩沖裝置所組成。 對(duì)履帶行走裝置的基本要求是： （1）應(yīng)具有良好的附著性能，并且在各種不良的道路情況下有較好的通過(guò)性能。 （2）具有足夠的強(qiáng)度、剛度，耐腐蝕耐磨，工作可靠壽命長(zhǎng)。 （3）結(jié)構(gòu)重量輕，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便。 履帶用來(lái)承受機(jī)體的重量，并保證發(fā)出足夠的牽引力。 目前，履帶式作業(yè)機(jī)械廣泛采用組合式履帶，它由履帶板、鏈軌節(jié)、履帶銷和銷套組成。 履帶直接和地面接觸，經(jīng)常受到泥沙的磨削和浸蝕，工作條件十分惡劣，特別是由于傳動(dòng)不均勻和地面不平坦產(chǎn)生的沖擊和局部載荷，使得履帶成為整機(jī)中最易損壞的零件之一，因此設(shè)計(jì)中應(yīng)力求使其達(dá)到上述各項(xiàng)基本要求。 §5.2 履帶類型 履帶的設(shè)計(jì)要求是附著力大、滾動(dòng)阻力和轉(zhuǎn)向阻力小、耐磨性好、壽命長(zhǎng)、質(zhì)量小。目前，對(duì)一般用途履帶的主要設(shè)計(jì)要求是提高壽命。 履帶按材料可分為金屬履帶、橡膠金屬履帶和橡膠履帶。 金屬履帶應(yīng)用最廣，按結(jié)構(gòu)分為整體式和組合式。整體式履帶重量輕（一般占拖拉機(jī)總重量10～15%，制造拆裝簡(jiǎn)單，成本低，高速行駛功耗小，但銷孔間隙大，泥沙易進(jìn)入，壽命短，履帶板常用的材料為ZGMn13（高錳鋼）制造。連接整體履帶板的履帶銷常用材料為50Cr和50Mn的冷拉圓鋼制造，表面不加工，淬火至硬度不小于HRC54，硬層深不小于3㎜.組合式履帶由履帶節(jié)、履帶銷、銷套、履帶板和履帶板螺栓等組成。各零件可用不同材料制造以滿足不同的工作要求，修理市可單獨(dú)更換，而且制造泥沙不易進(jìn)入銷套內(nèi)，壽命較長(zhǎng)。銷或銷套壓入履帶節(jié)的過(guò)盈一般為0.15～0.45㎜.為減少履帶鉸鏈的磨損，銷套兩端可安裝金屬或非金屬密封。 組合履帶的履帶板常用軋制型鋼制造，也有鑄鐵，鍛造或沖壓成形的。履刺布置在每節(jié)接地履帶的后部，這樣入土?xí)r擠壓土壤，可以減少打滑；出土?xí)r又不致帶出土塊，為了克服金屬履帶鉸鏈容易磨損的缺點(diǎn)，還可以利用橡膠的變形來(lái)代替金屬履帶對(duì)銷孔的直接接觸，這就是橡膠金屬履帶。橡膠履帶是用橡膠模壓成的整條連續(xù)履帶其心部用尼龍簾布和多條鋼絲繩加強(qiáng)，外側(cè)有橡膠履刺，內(nèi)側(cè)有驅(qū)動(dòng)齒或?qū)蚪?。其中有的機(jī)型的驅(qū)動(dòng)齒或?qū)蚪钍卿撝萍?，且鑲嵌硫化在橡膠帶里。 寬履帶適用的潮濕土壤通常是粘性較大的分層土壤，它給寬履帶設(shè)計(jì)帶來(lái)拉下列特點(diǎn)： 1、 由于在潮濕土壤上同時(shí)滿足車(chē)輛的附著性能和承載性能有時(shí)矛盾的因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先明確機(jī)型對(duì)履帶行走裝置的主要性能要求。 2、 因地制宜地選擇“表層通過(guò)”或“底層通過(guò)”方式。 3、 設(shè)計(jì)寬履帶時(shí)，要特別重視自潔能力，粘泥不會(huì)消弱料履刺效應(yīng)，而且增加拉行駛阻力。 §5.3.履帶各尺寸的計(jì)算 履帶板是履帶總成的重要組成部分，履帶板的形狀和尺寸對(duì)車(chē)輛的牽引附著性能影響很大。 傳統(tǒng)的履帶板都是做成帶履刺的平板狀。平板對(duì)地面的附著能力遠(yuǎn)小于土壤的剪切強(qiáng)度，具有履刺的履帶板由于履刺插入土壤中形成剪切面而充分利用土壤的抗剪切強(qiáng)度，因此增大了附著力。 履帶板的主要參數(shù)是：履帶板寬度b，履刺的尺寸、形狀和布置位置等。 1、履帶節(jié)距 履帶節(jié)距可參考同類型機(jī)型選取，也可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ㎜ (5-1) 履帶節(jié)距隨著功率（或機(jī)重）的增大而增大，這是由于功率（或機(jī)重）增加后，零件上承受的載荷增加，為滿足強(qiáng)度和剛度要求，必須相應(yīng)增加結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)，增大L1可以減少履帶板數(shù)目，有利于降低履帶節(jié)銷處摩擦造成的功率損失。 2、履帶板寬度b 當(dāng)履帶接地長(zhǎng)度L由總體布置確定以后，履帶板的寬度b取決于工作條件所要求的平均接比壓。 (5-2) b越大，接地比壓越小，因此，對(duì)于在濕地和沼澤地工作的履帶作業(yè)機(jī)械，為了獲得低比壓而采用特寬的履帶板（TS120推土機(jī)的b=1200mm ,接地比壓=0.029N/mm2）。但是，對(duì)于一般用途的履帶作業(yè)機(jī)械，履帶寬度不宜過(guò)大，因?yàn)?，隨著b增大，整機(jī)寬度B也亦將相應(yīng)增大，并使轉(zhuǎn)向阻力和轉(zhuǎn)向半徑增加，這是我們所不希望的。 履帶板寬度b可根據(jù)使用要求參照同類機(jī)型選取，也可用以下經(jīng)驗(yàn)公式估算 ㎜ (5-3) 式中——整機(jī)使用重量，T。 3、履刺的尺寸、形狀和在履帶板上的位置 履刺的主要尺寸：履刺高度、履刺根部厚度 、斜角以及履刺的斷面形狀。它們對(duì)牽引附著性能的發(fā)揮具有一定影響。 試驗(yàn)表明，在一般的路面條件下，履刺的高度對(duì)牽引附著性能影響較大，履刺愈高，切入土壤愈深，土壤的抗剪切能力愈能得到充分利用，因此牽引附著性能較好。但履刺過(guò)高，對(duì)土壤的擾動(dòng)加劇，一方面破壞了路面，另一方面增大了滾動(dòng)阻力，特別是在礫石和松散巖石路面，由于路面的抗剪強(qiáng)度很低，靠增加履刺高度來(lái)提高牽引附著性能的效果是很小的，甚至?xí)蚰Σ磷枇ρ杆僭黾佣档蜖恳街阅?。因此，礦用履帶車(chē)輛上多采用矮型的多履刺履帶板，依靠增加履刺數(shù)目來(lái)滿足一定的牽引性能要求。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)車(chē)輛的用途和路面條件來(lái)確定履刺高度尺寸，該尺寸在我國(guó)“工程機(jī)械四輪帶”標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定。 ㎜ (5-4) 式中單位為噸 履刺厚度對(duì)牽引附著性能的影響不大，在一般路面條件下，履刺愈厚，愈不易扎入土壤，故形成的剪切面小，牽引附著性能差。但在含水量較高的松軟土壤上，履帶板在原地已經(jīng)下陷而無(wú)滑移，故履刺的厚度對(duì)牽引附著性能基本無(wú)影響。 履刺的斜角（或稱張角）在一般路面條件下不希望太大，由于角的大小影響履刺扎入土壤的深度，從而影響牽引附著性能的發(fā)揮。但是，在濕地和沼澤地上作業(yè)的履帶車(chē)輛，卻采用大角的三角形履板，它的特點(diǎn)是接地比壓能隨土壤硬度變化，土硬時(shí)，履刺扎入的淺，同時(shí)，由于角度大，脫土容易（自身潔凈作用好）。因此，在濕地和沼澤地作業(yè)具有良好的牽引附著性能。 4、履帶銷和銷套 履帶銷和銷套是連接鏈軌節(jié)的鉸鏈環(huán)節(jié)。為了使鏈軌節(jié)孔不臻磨損，將履帶銷和銷套以一定的過(guò)盈量（約0.15~0.45mm）壓入鏈軌節(jié)孔中，使 磨損發(fā)生在銷和銷套之間，磨損后只需更換履帶銷和銷套。 履帶銷的直徑可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 （㎜） (5-5) §5.4履帶的校核 目前，履帶損壞的主要形式是磨損，所以設(shè)計(jì)時(shí)需驗(yàn)算履帶銷、銷套和履帶節(jié)等零件磨損部位的比壓和接觸應(yīng)力 1、銷套（或節(jié)圓）與驅(qū)動(dòng)輪齒接觸應(yīng)力（）的計(jì)算 計(jì)算載荷為拖拉機(jī)在平地工作時(shí)，一側(cè)履帶所能傳遞的最大驅(qū)動(dòng)力，它通常取決于地面的附著條件，即： 式中 附著系數(shù)；重力加速度=9.8m/s;為拖拉機(jī)使用質(zhì)量，㎏。 假設(shè)單齒傳力，則 式中： 、——驅(qū)動(dòng)輪齒和銷套（或節(jié)銷）材料的彈性模量，鋼為，球墨鑄鐵為. (5-6) ——驅(qū)動(dòng)輪齒寬； ——銷套（或節(jié)銷）與驅(qū)動(dòng)輪齒嚙合的壓力角； ——銷套（或節(jié)銷）外圓半徑； ——驅(qū)動(dòng)輪齒和銷套（或節(jié)銷）接觸處的齒形曲率半徑。 和的中心線在接觸面的同一側(cè)（驅(qū)動(dòng)輪用凹齒齒形）時(shí)，公式用“—”號(hào)；和的中心線分別在接觸面的兩側(cè)（用凸齒齒形）時(shí)用“+” 號(hào)。 計(jì)算時(shí)常取=，則銷套（或節(jié)銷）與齒形直線段（即）的接觸壓力（）為： （5-7） 2、履帶銷與銷套孔（或整體履帶板銷孔）之間的平均壓力的計(jì)算 計(jì)算載荷見(jiàn)上式： （5-8） 式中：——銷套寬度（整體履帶板一端銷孔的總長(zhǎng)度）（㎝）； ——履帶銷直徑（㎝） 3、履帶軌道與支重輪緣的接觸應(yīng)力（）的計(jì)算 按拖拉機(jī)靜態(tài)水平放置，各支重輪均勻承受拖拉機(jī)重力計(jì)算。每個(gè)支重輪上的垂直載荷（）為： （5-9） （5-10） 式中 、——履帶軌道和支重輪緣材料的彈性模量，； ——一節(jié)履帶和支重輪緣接觸總寬度（㎝）； ——每側(cè)支重輪數(shù)； ——支重輪滾道面直徑； 可根據(jù)需要驗(yàn)算履帶板、履帶節(jié)、履帶銷等零件的強(qiáng)度。 .4、鏈軌節(jié)的強(qiáng)度驗(yàn)算 計(jì)算載荷與履帶板相同，即 （5-11） 鏈軌節(jié)銷孔的拉伸力為： （5-12） 式中 R——鏈軌節(jié)一端外圓半徑； ——鏈軌節(jié)銷孔內(nèi)圓半徑； ——鏈軌節(jié)一端寬度總和。 5、履帶銷的剪切應(yīng)力 計(jì)算結(jié)果應(yīng)再乘以修正系數(shù)K=0. 85。式中整機(jī)使用重量Gs的單位為噸。 履帶銷的剪切應(yīng)力： （5-13） 履帶銷用50Mn鋼制造，經(jīng)高頻淬火硬度達(dá)HRC56~63。銷套用20Mn鋼制造，經(jīng)滲碳淬火表面硬度達(dá)HRC58~64 §5.5尺寸確定和校核 1、履帶的節(jié)距 有任務(wù)書(shū)知:，代入公式（5-1）得: =(148+3.3×7)×0.90=178 ㎜ 2、履帶節(jié)數(shù) 取整得： 3、接地長(zhǎng)度 由任務(wù)書(shū)知： ㎜ 由作圖知 ㎜ 代入公式（1-2）得： =1622+588=2210 ㎜ 4、履帶寬度 由任務(wù)書(shū)知：=49 KPa 由公式（5-2）得： ㎜ 5、履刺高度 由公式（5-4）得： ㎜ 6、履帶銷直徑 由公式（5-5）得： ㎜ 由于上式所得得只是經(jīng)驗(yàn)公式，再參考同類型的產(chǎn)品取得履帶銷直徑為： ㎜ 7、履帶銷套的直徑 參考同類型產(chǎn)品取得： ㎜ 8、銷套（或節(jié)圓）與驅(qū)動(dòng)輪齒接觸應(yīng)力 由第五章知： ㎜， ㎜， ㎏， m/s. 由于驅(qū)動(dòng)輪齒和銷套（或節(jié)銷）材料都為鋼，由公式（5-6）得： 代入公式（5-7）得： 9、履帶軌道與支重輪緣的接觸應(yīng)力 由作圖知：㎜，㎜，代入公式（5-10）得： 10、履帶銷與銷套孔（或整體履帶板銷孔）之間的平均壓力 由作圖知：㎝，㎝代入（5-8）得： 11、鏈軌節(jié)的強(qiáng)度驗(yàn)算 由公式（5-11）得： 由作圖知：R=1.8㎝，=1.5㎝，=33.6㎝代入公式（5-12）得： 12、履帶銷的剪切應(yīng)力 由公式（5-13）得： 第六章 驅(qū)動(dòng)輪 驅(qū)動(dòng)輪是將傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳至履帶，以產(chǎn)生使車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。因此，要求驅(qū)動(dòng)輪與履帶的嚙合性能要良好，即在各種不同行駛條件和履帶不同磨損程度下嚙合應(yīng)平穩(wěn)，進(jìn)入和退出嚙合要順利，不發(fā)生沖擊、干涉和脫落履帶的現(xiàn)象，其次要耐磨且便于更換磨損元件（如齒圈）。 §6.1驅(qū)動(dòng)輪齒形設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)輪齒形有凹齒、直線齒和凸齒齒形三種，前兩種應(yīng)用較多。齒形設(shè)計(jì)的基本要求是：保證履帶能順利地進(jìn)入或退出嚙合而不發(fā)生干涉，并盡量降低接觸應(yīng)力；保證在履帶節(jié)距允許伸長(zhǎng)的范圍內(nèi)均能適應(yīng)，并嚙合平穩(wěn)。齒形設(shè)計(jì)方法有很多種，主要是凹齒齒形和直線齒齒形。 驅(qū)動(dòng)輪齒是驅(qū)動(dòng)輪和履帶銷進(jìn)行嚙合的部位，正確的嚙合有利于提高嚙合效率，延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)輪和履帶銷的使用壽命。 驅(qū)動(dòng)輪和履帶銷一般都采用“正常嚙合”，即驅(qū)動(dòng)輪節(jié)距等于履帶節(jié)矩。 驅(qū)動(dòng)輪齒形的設(shè)計(jì)方法很多，目前常用的是直線齒形和凹齒齒形兩種。 §6.2驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在履帶作業(yè)機(jī)械上多采用單齒圈“小牙”的驅(qū)動(dòng)輪。單齒圈驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)清除泥土的作用好。“小牙”的驅(qū)動(dòng)輪在一塊履帶板前后兩孔之間有兩個(gè)齒，如果驅(qū)動(dòng)輪的齒數(shù)是單數(shù)，則每齒在兩轉(zhuǎn)中只嚙合一次，從而延長(zhǎng)了輪齒的壽命；如果是雙數(shù)，只有半數(shù)齒工作，另半數(shù)齒是備用齒，當(dāng)工作齒面磨損而失效時(shí)，拆下驅(qū)動(dòng)輪重裝，使未經(jīng)磨損的牙齒作為工作齒，同樣可以延長(zhǎng)使用壽命。目前較多采用單數(shù)齒的“小牙”驅(qū)動(dòng)輪。 為了便于修理和節(jié)約貴重合金鋼材，驅(qū)動(dòng)輪有做成組合式的，齒圈和輪轂用螺栓連接。近年來(lái)，為了進(jìn)一步改善履帶行走系的拆裝工藝，采用了分體式驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪齒圈由幾段圓弧拼成，在更換齒圈時(shí)可以不拆卸履帶或臺(tái)車(chē)架。 §6.3凹齒齒形的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖6-1 驅(qū)動(dòng)輪凹齒齒形 驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑為： （6-1） 齒形：在、和齒頂處分別是半徑為、、的圓弧。 ㎜ （6-2） ㎜ （6-3） （6-4） （6-4） （6-5） （6-6） （6-7） （6-8） （6-9） （6-10） 齒頂圓直徑 (6-11) 齒根圓直徑 (6-12) 以上式中 ——履帶節(jié)距 （㎜） ——履帶銷套外徑 （㎜） ——驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)一圈，輪齒與履帶接觸的工作齒數(shù)，一般=10~15，多數(shù)為12~13.5（可為0.5的倍數(shù)）。 §5.4驅(qū)動(dòng)輪各項(xiàng)尺寸的確定 由㎜，，㎜代入§5.3節(jié)公式（6-1）——（6-12）依次求得各項(xiàng)值如下： ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ ㎜ 齒頂圓直徑： ㎜ 齒根圓直徑： ㎜ 參考同類產(chǎn)品，取驅(qū)動(dòng)輪齒寬㎜ §5.4 驅(qū)動(dòng)輪強(qiáng)度校核 驅(qū)動(dòng)輪的計(jì)算載荷與履帶一樣，取一邊履帶所傳遞的受地面附著條件限制的驅(qū)動(dòng)輪作為計(jì)算工況，即取.假定載荷只有一個(gè)輪齒傳遞，則輪齒的彎曲強(qiáng)度為： （6-13） 式中： ——驅(qū)動(dòng)輪輪齒高， ——輪齒根部的抗彎斷面系數(shù)。 由,㎜，代入公式（6-13）得： 齒面接觸強(qiáng)度為： (6-14) 取由公式（6-14）得： 第七章 支重輪 支重輪用來(lái)將推土機(jī)重量傳到履帶，在履帶上滾動(dòng)，并防止履帶橫向滑脫。 支重輪經(jīng)常在泥水中工作，且承受重載和強(qiáng)烈沖擊，因此要求支重輪強(qiáng)度高，特別是輪緣和滾動(dòng)表面應(yīng)具有高強(qiáng)度和耐磨性，支重輪要具有可靠的密封結(jié)構(gòu)。 §7.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 支重輪由輪體、輪蓋、軸、軸承和密封裝置等組成。 輪體的型式取決于履帶的結(jié)構(gòu)，組合式履帶的支重輪體具有凸緣側(cè)面，對(duì)履帶起導(dǎo)向和防止橫向滑脫的作用，一般制成單邊（外側(cè)）凸緣（稱為單邊支重輪）和雙邊（內(nèi)外兩側(cè)）凸緣（稱為雙邊支重輪），在一臺(tái)車(chē)輛上混合使用，一般單邊支重輪數(shù)多于雙邊支重輪數(shù)，以減輕機(jī)體重量，減小滾動(dòng)阻力。 支重輪軸承多采用滾動(dòng)軸承，壽命較長(zhǎng)，滾動(dòng)阻力小，但徑向尺寸大。近年來(lái)，由于改進(jìn)了滑動(dòng)軸承的制造工藝，加強(qiáng)了潤(rùn)滑和密封措施，滑動(dòng)軸承開(kāi)始得到廣泛采用。滑動(dòng)軸承徑向尺寸小，承載能力大，成本低，支承剛性好，特別適用于在低速重載下工作?；瑒?dòng)軸承必須保證得到充分的潤(rùn)滑，因此，將原來(lái)的黃油潤(rùn)滑改為稀油潤(rùn)滑。為了防止?jié)櫥屯饬骱湍嗨M(jìn)入，必須加強(qiáng)密封，為此目前普遍采用端面浮動(dòng)油封這種新型密封裝置。 圖7-1 拖拉機(jī)彈性懸架 圖7-2 支重輪結(jié)構(gòu) 支重輪結(jié)構(gòu)如圖7-1、7-2所示. §7.2 各項(xiàng)尺寸的確定 支重輪滾動(dòng)表面的直徑可參考國(guó)內(nèi)外同類樣機(jī)選取，也可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ㎜ （7-1） 式中——整機(jī)使用重量，T。 由公式（7-1）得： ㎜ 所選的值必須符合我國(guó)工程機(jī)械“四輪一帶”標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)輪緣高度、根部厚度、輪緣側(cè)面的傾斜角度等都規(guī)定了相 應(yīng)的值。 §7.3支重輪各個(gè)構(gòu)件的選擇 1、軸的直徑與材料 參看同類產(chǎn)品取軸直徑: ㎜ 材料選擇45，硬度HB229269 2、軸承選擇 參看同類型產(chǎn)品選取圓錐滾子軸承，內(nèi)徑㎜ 3、減振彈簧如圖7-3 圖7-3 減振彈簧的各項(xiàng)參數(shù) 參數(shù) 名稱 大彈簧 小彈簧 材料 55Si2Mn 55Si2Mn 彈簧絲直徑 200.5 140.2 彈簧外徑 1162 72+1 自由長(zhǎng)度 360 360 旋向 右 左 工作圈數(shù) 100.5 150.5 總?cè)?shù) 120.5 16.50.5 對(duì)斷面的不垂直度 11 11 實(shí)驗(yàn)高度 260 250 實(shí)驗(yàn)載荷（㎏） 1695165 98550 §7.4強(qiáng)度驗(yàn)算 §7.4.1支重輪軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 在半剛性懸架中，支重輪軸一般固定在整體臺(tái)車(chē)架的縱梁上，不隨支重輪轉(zhuǎn)動(dòng)，支重輪軸的強(qiáng)度驗(yàn)算是校核在最大垂直載荷作用下的彎曲應(yīng)力。是在履帶車(chē)輛跨越橫向凸起障礙物時(shí)產(chǎn)生的，此時(shí) =0.5×7000×9.8=34300N 式中——履帶行走系統(tǒng)的重量。 支重輪軸通常采用45Cr或50Mn鋼制造，經(jīng)表面淬火，淬硬層深度不小于2mm，表面硬度HRC≥55，調(diào)質(zhì)硬度HB255~285，材料的許用應(yīng)力 。 §7.4.2支重輪體的強(qiáng)度驗(yàn)算 支重輪的損壞形式經(jīng)常表現(xiàn)為輪緣斷裂、卷邊和滾動(dòng)表面磨損。為此，須驗(yàn)算支重輪表面的接觸應(yīng)力。 支重輪滾動(dòng)表面接觸應(yīng)力的計(jì)算工況應(yīng)按經(jīng)常出現(xiàn)的極限情況，即按土壤垂直反力在整個(gè)支承面長(zhǎng)度上呈三角形分布時(shí)，最前一個(gè)支重輪上的反力近似計(jì)算： (7-2) 式中 :——土壤垂直反力呈三角形分布時(shí)最大單位接地長(zhǎng)度負(fù)荷： (7-3) 式中——為載荷均勻分布時(shí)單位接地長(zhǎng)度負(fù)荷。 ——第一個(gè)支重輪處的單位接地長(zhǎng)度負(fù)荷 由三角形幾何關(guān)系可得 ： 支重輪滾動(dòng)表面接觸應(yīng)力按下式計(jì)算： （