小型液压挖掘机的行走装置和回转装置的设计

摘要 一般来说， 小型挖掘机是 指 1 6吨级的挖掘装载机 ， 由 于 其 身姿 小巧 和 具有 方便的转场特性， 所以在 城市地区 建设 土方工程应用 中， 小型液压挖掘机 扮演着重要角色 。 20世纪八九十年代以来 小型挖掘机 得以迅速发展 ，在 城市建设 、交通 ，建筑 等 诸多 施工中 无一不 发挥 了重要作用 。小型挖掘机 利用其特有的设计，经常 工作在城市 等 狭窄的空间内 ， 节省 了 劳动 力、 提高了工作效率 ， 对于各种作业要求 都能够游刃有余 ， 可以说是 城市施工中 最 具有代表性的施工机械。现在 城市建设 飞速 发展， 大量的城市改造工程不仅 要求施工时间短、 而且对施工的安全性，环保性和不妨 碍居民生活上都提出了要求，这些条件都促进了小型挖掘机的发展。 小型挖掘机 一般由动力装置、传动装置、 回转装置、 行走装置和工作装置等组成。 其中回转装置和行走装置则直接影响着挖掘机的使用性和经济性，在挖掘机研究中占有重要地位。本设计参照了现有的一些小型液压挖掘机产品，着重对挖掘机的回转装置和行走装置进行分析设计， 主要完成对行走装置和回转装置装置的总体设计，进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤，巩固和加深对所学基础理论和专业知识的掌握，了解国内外挖掘机的发展状况。 关键字 ：小型液压挖掘机 回转装置 行走机构 to 6 t b 2 to of s, is in in to of in of in of on of s is of on to a in so by to in an in to of on in to of to of of of b 3 of of b 4 目 录 第 1 章 绪论 . 6 型液压挖掘机的工作特点和基本类型 . 6 型液压挖掘机的工作特点 . 6 型液压挖掘机的基本类型 . 8 内外研究现状和未来发展趋势 . 9 内外研究现状 . 9 来的发展趋势 . 10 要设计内容 . 10 第 2 章 整体设计 . 12 型液压挖掘机的组成 . 12 走机构的选择 . 13 带式行走的特点 . 13 胎式行走的特点 . 13 转装置的选择 . 14 第 3 章 主要参数的计算 . 15 体几何尺寸 . 15 走装置的计算 . 16 带运行阻力计算 . 16 均接地比压的计算计算 . 19 第 4 章 行走装置的设计 . 20 轮一带的设计 . 20 带的选型设计 . 20 动轮的选 型设计 . 24 向轮的设计 . 26 重轮的设计 . 28 轮的计算 . 32 紧装置的选型设计 . 34 紧弹簧的设计 . 35 缸的设计 . 38 走架的设计 . 38 第 5 章 回转装置 . 40 转机构的设计 . 41 转机构的参数 选择 . 41 佳转速的计算 . 42 转支承的选型设计 . 43 . 44 . 44 转机构的容量 . 45 转小齿轮的设计 . 46 第 6 章 设计总结 . 48 参考文献 . 49 致 谢 . 50 附录：图纸名号目录 . 51 第 1 章 绪论 型 液压挖掘机的工作特点 和基本类型 型液压挖掘机的工作特点 小型 液压 挖掘机无论是 在 体积还是作业效率方面都具有相当大的优势 。 由于小型挖掘机能够在过去挖掘机无法作业的地方进行施工， 其 机紧凑的体积以及 专门化 的设计使其 即使 在 许多 有所限制的施工现场 依旧能够很好的完成工作， 所以近年来小型机深受用户欢迎。 但是这只是小型机的众多优点之一，除了体积轻巧之外，制造商还 为 小型机 也开发了许多 大型挖掘机 才具备的技术 ，使其 拥有 拥有 更为舒适 的驾 驶 环境和更加多样化 的挖掘 功能 。 小型挖掘机 能够 适 应多种工况 施工现场作业的几大原因 ： 第一， 小型 挖掘机 设计 轻巧 ，决定了 其能够在大型挖掘机无法施工的环境中进行作业。 现在许多 工程建设 都在 城区进行 ，由于城区空间的限制， 因此小型挖掘机适应能力强的特点便体现了出来 。第二，小型挖掘机 在 各个施工现场间的转移 非常方便 ， 小型的运输工具就可将其载动 ， 无需 动用 大型拖车或是重型卡车。通常， 完整的一套挖掘施工设备 包括 小型挖掘机 、 小型轮型装载机 和其他钻探工具等若干设备 由 一辆重型卡车或是拖车就可轻易的从一处移至另一工程现场。 第二， 小型挖掘机的尾部旋转半径为零 的设计使其 变得 更 节省空间 。 尾部旋转半径为零 通常 是指挖掘机的机身上部的转动半径不会超出履带的长度，在作业空间有限的情况下 ， 尾部旋转半径为零 保证了 操作人员能够更专心于铲斗的操作 而无需 考虑施工现场是否有障碍物阻碍驾驶室的转动，从而 提高了劳动效率，降低了劳动强度 。 同时 ，这也 保证 了 挖掘机自身 和 施工现场周围建筑物不被 损坏。 第三， 采用了橡胶履带 是小型机的另一 显著 特点 。 当 挖掘机 在 狭窄施工范围内施工时 ， 橡胶履带 可以减少对草坪，花木 以及道路的损坏。而且 ， 橡胶履带 的使用有效地降低了 挖掘 机的总重量 ，这将意味着更低的油耗 。 另外 ， 橡胶履带的强度足够高，并 和 铁制履带 是可以相互替换的。 第四， 小型挖掘机 还有 一个主要的设计特点 使其 适合狭窄区域 的 作业 ， 就是其特殊的后臂以及前臂的设计。小型挖掘机的后臂与机身 之间是 采用铰接结构 ，这 使得 其 拥有 一个很大的 摆动 范围。 得益于 这一设计 ， 就算 在周围有障碍物 ， 小型 挖掘机 时也能避开障碍物进行作业而无需经常移动机身。同时，这也为 小型 挖掘机能够在墙壁或是围墙的旁边进行挖掘作业 提供了方便 。 有时 挖掘机 需要 进行近距离的作业 时， 甚至可以卸下 后臂。后臂和前臂 具备 折叠 功能 而使 小型 挖 掘机 运输和停放时 所占的空间更小 。 第五， 小型挖掘机的另一个特点是可以进行 360度的旋转。 360度旋转加上尾部旋转半径为零这两个特点使得小型挖掘机能够尽量减少机身的移动。 第六， 橡 胶履带 的使用 能够降低 小型挖掘机 对城市地面的破坏程度，同时为了 降低 工作 噪音，制造商 都在开发 引擎 降噪技术 ，并且在引擎外部 加装 绝缘材料 来提高 隔音效果 。 较低的噪音分贝 使得 小型机 对 施工现场周围的人员 的健康损害降低了 。 图 小型液压挖掘机 型液压挖掘机的基本类型 液压 挖掘机种类繁多，可以从不同角度对其进行分类。 （ 1） 根据传动方式来分 根据主要机构的传动方式来分可以分为液压式和非液压式挖掘机。一般来说，这只表现在行走机构上，回转机构和工作机构几乎都采用液压传动。 （ 2） 根据行走机构的类型来分 根据行走方式的不同可以将挖掘机分为履带式、 轮胎式、 汽车式 等。 其中，履带式的应用最广，因为挖掘机一般只在一定范围内工作，不大移动，并且履带在多种地形都具有良好的通过性和工作能力。有些履带采用橡胶制造，有效降低了车身重量和对路面的破坏。 轮胎式在近几年发展迅速，其移动迅速，机动性好， 可在多种路面上行走， 作业时采用液压支腿，使前后桥卸荷并提高了整机稳定性， 未来有较好的发展前景。 汽车式与轮胎式相似，其多采用标准汽车底盘，安装方便。 （ 3） 根据工作装置来分 根据工作装置类型来分，可以分为铰链式和伸缩臂式，其中铰链式应用较为普遍，这种装置靠构件绕铰点转动来工作。伸伸缩臂式的动臂由主臂及伸缩臂组成，伸缩臂可以在主臂内伸缩，适于进行平整和清理工作。 内外研究现状和未来发展趋势 内外研究现状 国内挖掘机市场比装载机等工程机械起步晚，小挖则更晚。尽管近几年小挖在国内市场的发展速度 很快，主要生产厂家已近 20余家，市场销量增长率很高，但仍处于启动阶段 ，大多数企业还是以仿制为主 。在国内小挖生产企业中，以广西玉柴为首，山河 智能、江西南特、山东临挖、杭州军联等企业组成的中国小挖团队已经初 具规模。 国内小挖目前已 能基本覆盖整个系列的全套产品 ，并占有国内市场 半壁江山 ，且略有出口。 但是 目前 国内小挖 整体技术水平 与国外 尚有 差距 ，只相当于国际 80 90年代 水平 ， 达到 国际 质量技术 先进水平 的企业寥寥无几 。 动力和 液压件 是掣肘国内企业发展的两大主要配件 。 日本、德国等少数国家的厂商 不仅基本 垄断了 关键 的 泵、阀、马达 等 技术、 制造 工艺和 产权， 把持着 约占 整机成本 40%的 采购成本 。 也控制 了 与 挖掘机相配套的小型发动机技术 。国产小挖关键配套件 的 缺失 严重阻碍了 我国工程机械品质 的 提升 ， 滞后的 售前、售后服务 则是 制约 国产小挖的快速发展 的另一个重要因素 。 工 业发达国家的挖掘机生产较早，法国、德国、美国、俄罗斯、日本是斗0 容量 美国，日本和西欧更是占据了世界小型挖掘机市场的 70%以上，与 国内 相比 ， 小松、久保田、山猫，德国的阿特拉斯 等公司产品线齐全，所生产的小挖不仅 技术 成熟 先进， 而且具有更丰富多样的功 能，更高的工作效率和更高的安全性。 来的发展趋势 国外 小挖 未来的发展趋势： (1)采用更先进的机电液一体化技术，使得挖掘机更轻，操作效率更高。 (2)大量采用环保技术，有效控制噪音和排放。 (3)更多的人性化设计，使得操作 更加简单，运转更平稳，乘坐更舒适，使用更安全。 (4)自动化，信息化 ，智能化。 国内小挖未来的发展趋势 ： 在小挖的技术上 ， 国外企业 普遍比 国内 超前 一到二代。 国内企业 还处于一边追赶，一边创新的阶段，国内 小挖 目前的技术发展趋势是： （ 1）大量将在中大型挖掘机上使用的先进技术移植到小 挖上来，提高 小挖 的技术 水平， 作业效率 更高，操作更平稳。 （ 2） 质量和技术不高 是 国产 小型 挖掘机 的通病，增加了 小挖的初期故障 ，降低了 整机的无故障作业时间 ，目前都 通过大量 进口 国外原装的器件 来克服。 （ 3）通过全国合作攻关来 解决生产制造中的问题 ， 大力研发拥有自主知识产权的技术专利， 减少对进口的依赖。 要设计内容 本次的设计内容为小型液压挖掘机的行走装置和回转装置。设计为总体设1 计因此，对整体设计必须从一个更高的层次出发，对整体设计必须提出更高的要求。主要是对小型液压挖掘机进行深入地分析，并提出切实可行的方案 ，对整体参数、整体布局、整体结构、整机系统及其主要零部件进行设计计算。在整体设计中，回转装置的设计、底盘行走系统的设计是最重要的，也是整机设计的关键所在。因为对于整个挖掘机而言，回转装置和底盘行走系是整个机器工作的前提和保证，它将决定整个机器的性能和质量。回转装置的设计必须考虑全面，比如外形尺寸、形状、工作过程中不能相互干涉、强度、刚度等等。而对于底盘行走系统，履带式比轮式更加稳定，转弯半径更小，接地比压更大，附着性能更好，结构布置更加紧凑，执行操作更加方便。此次设计的回转装置采用液压传动， 360 度全回转平 台，运行更加平稳。底盘行走系采用履带式行走底盘，在设计底盘过程中尽量采用标准件，以便更换方便。 具体设计任务为： （ 1） 行走机构的总体方案结构设计，绘制草图和总装配图。 （ 2） 回转装置的结构设计。 （ 3） 张紧装置的选型设计。 （ 4） 四轮一带的选型设计。 (5)回转支撑的选型设计。 (6)所有零部件设计计算，绘制零部件图 2 第 2 章 整体设计 型液压挖掘机的组成 小型液压挖掘机 的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等，如图 示。常用的全回转式 小型液 压挖掘机的 动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将 小型 液压挖掘机的构造 概括成 上部转台 、 工作装置 和行走机构等三部分。 3 走机构的选择 带式行走的特点 履带式行走方式 具有较大的驱动力 (可达机 重 的 35一 45%)， 较小的 接 地比压 (40一 150 因而 具有 稳定 的 越野性能 ， 出众的 爬 坡 能力 (一般 为 50一 80 )和 小 的 转弯半径，灵活性 出色 液压挖掘上普遍 使用履带式行走装置 （ 如图 。 履带式行走装置 的 缺点是：较高 的制造成本，较低的行走速度 ，运行和转向时 的 大 功率消耗 零件 易磨损 ，因此， 履带式 挖掘机 需要 借助于其他运输车量进行 长距离运行 。 图 带式行走 胎式行走的特点 与履带式相比 ，行走 速度快、机动性好， 行走 时轮胎 对路面损坏小是 轮胎式行走装置 的 优点 ，因而 其多用于 城市建设中 。 但是轮胎式 接地比压大， 载荷 能力 低 挖掘 作业时 为了 确保挖掘机的稳定和施工安全 ， 需要 用专门 的 支撑 腿 。 4 图 胎式行走 综上所述，由于小型液压挖掘机 施工规模较小， 不需要大 范围移动，且需要应对各种工作场地，所以选择履带式行走较为适宜。 转装置的选择 按照转台的回转角度可以分为：完全回转和不完全回转，小型液压挖掘机的回转支撑装置用于承载回转平台以上机体的重量并实现回转运动。除了在悬挂式上和伸缩臂式 液压挖掘机的上游采用半回转的的回转机构外，现代液压挖掘机普遍 采用 了完全回转的液压传动方式。合理选择回转机构，可以提高生产率和能量利用率。据此本设计采用完全回转机构。 5 第 3 章 主要参数的计算 体几何尺寸 在本次设计中，由于某些参数不能完全由已知条件直接推出 ，因此一些地方采用了经验公式进行计算。 （ 1）履带长1L: 131 G= 19 31 . 3 ( 6 1 0 ) 2 3 6 2 其中取 G 为整机重量（本机 G =6吨，以下皆同） 考虑到整体布局，可在此基础上放大 10%，故1608 2）驱动轮与导向轮的中心距 1l ： 119331 1 . 0 3 ( 6 1 0 )il k G 1873寸系数（可取 考虑到整体布局，可在此基础上放大 10%，故可取 2060 3）轨矩 B ： 13BB k G 19 3(6 10 )1382其中 尺寸系数（可取 考虑到整体布局，可在此基础上放大 10%，故可取 15204)履带高度 H ： 13 0 k G 19 3( 6 1 0 ) 5 7 9 其中 尺寸系数（可取 可在此基础上扩大 17%，故可取 6375)履带板宽 b ：根据国家标准手册 576 取为 400 6）底盘总宽 C ： 1 5 2 0 4 0 0 1 9 2 0C B b m m （ 7）履带接地长度0l：0l 1 0 . 3 5 2 2 5 2l D m m 其中 D 为驱动轮直径 ，为11 548L l m m（ 8）后端支重轮到驱动轮间距3C：31k l= 2 4 0 3 6 5 其中1取 为履带节距，查国家标准可取 140 9）前端支重轮到导向轮间距1C：12 3 1 4 0 4 2 0k l m m 其中2取 3） （ 10）两端支重轮间距0l：0 1 1 3 2 6 0 8 4 2 0 3 6 5 1 8 2 3l l C C m m （ 11）转台离地高1h： 11 93310 0 . 1 3 ( 6 1 0 ) 3 1 1h k G m m 其中0取 从整体布局考虑，将其扩大 3%，可取 320 12）相邻两支重轮间距 t ： (1 2 ) 2 7 8 走装置的 计算 挖掘机行走时， 牵引力被用来克服行走中所遇到的各种运动阻力 。行走装置的牵引力应该大于总阻力，而牵引力又不会超过机械与地面的附着力 ，这就是牵引力 的计算原则 。 带运行阻力计算 履带运行时，由于驱动轮与履带轨链的啮合，履带销轴间的摩擦以及导向轮 、 驱动轮 、支重轮 等滚动阻力和轴颈摩擦阻力等 一起 构成了履带运行的阻力；7 履带式行走装置的运行阻力有土壤变形阻力、坡度阻力、内阻力和转弯阻力及风阻力和惯性阻力。 （ 1） 土壤变形阻力 壤变形阻力是土壤对履带运行的阻力，由于支重轮沿履带滚动，履带使土壤受挤压变形而引起的。 土壤变形阻力的估算公式为：1 0 . 1 2 6 0 . 7 2 其中：1为 运行比阻力，取地面种类为深砂类，则取值为 2） 坡度阻力 坡度阻力是机器在斜坡上因自重的分力所引起的。设坡角为，则坡度阻力为： s i n 6 s i n 3 0 3 其中 取 =30 ， G 为挖掘机整车质量 （ 3） 转弯阻力 履带行走装置转弯时所受到的阻力较为复杂，其中包括 了 履带板与地面的摩擦阻力，履带板侧面剪切土壤的 剪切 阻力以及履带板突筋挤压土壤的 挤压 阻力等。这些阻力要全部进行详细计 算是困难的，但因第一项阻力最大，也是 最主要的，所以重点研究履带板在转弯时与地面的摩擦阻力矩。 转弯阻力的经验公式为： ( 0 . 3 5 0 . 3 9 ) 0 . 3 6 0 . 5 5 6 1 . 1 8 8 其中为， 取值为 4） 内阻力 履带运行时由于履带销轴间的摩擦以及支重轮，导向轮和驱动轮等滚动阻力和轴颈摩擦力构成履带的内阻力，其粗算公式如下： ( 0 . 0 5 0 . 0 7 ) 0 . 0 6 6 0 . 3 6 8 （ 5） 惯性阻力 挖掘机的行走工况较为 复杂，惯性阻力主要指整机启动行驶时的惯性力，惯性阻力为： ( 0 . 0 1 0 . 0 2 ) 0 . 0 1 6 0 . 0 6 综上所述，以上几种运行阻力中，以坡度阻力和转弯阻力最大，一般 可能占到总阻力的 2/3，尤其液压挖掘机原地转弯 时的 阻力要比机械式 的 绕一条履带转弯 的 阻力更大，但是转弯和爬坡 通常 不同时进行。因此，可以根据上坡时作直线行走情况计算履带行走装置，并根据平道上转弯的情况来进行验算。故在实际计算履带行走装置的牵引力时，总是在下面两种组合情况中选用较大者，即： 爬坡时： 0 . 7 2 3 0 . 3 6 0 . 0 6 4 . 1 4T t p n F F F 转弯时： 0 . 7 2 0 . 3 6 0 . 0 6 1 . 1 8 8 2 . 3 2 8T t z n F F F 其中：履带式液压挖掘机的行走牵引力 履带式液压挖掘机行走时的运行阻力 履带式液压挖掘机行走时的坡道阻力 履带式液压挖掘机行走时的转弯阻力 不稳定运动状态时的惯性阻力 履带式液压挖掘机行走时的内阻力 于是有： 在对液压挖掘机的履带底盘进行设计计算时，有些阻力很难精确计算，因此可用整机重力估算液压挖掘机的行走牵引力，即： 9 ( 0 . 7 0 . 8 5 ) 0 . 7 6 4 . 2 又有，附着力为： 3c o s 0 . 9 6 4 . 6 82 其中， 为 附着力系数 ， 为 坡度角 由此可以得出 F ，满足牵引力计算原则，符合设计原则。 均接地比压的 计算 履带式液压挖掘机的两条履带与水平地面完全接触，且整机重心在接地面积的几何中心，对地 面产生的压力称为平均接地比压，平均接地比压是履带式液压挖掘机越野性能的一个重要指标，可以用来与同类型号产品作比较，其计算公式为： 23 5 0 5 /2 ( 0 . 3 5 )k g H其中： P 履带平均接地比压，（ m 挖掘机的工作质量，（ L 履带的接地长度，（ m） b 履 带的宽度，（ m） H 履带高度，（ m） 0 第 4 章 行走装置的设计 1 - 导向轮； 2 - 橡胶履带； 3 - 张紧装置； 4 - 支重轮； 5 - 驱动轮； 6 - 减速机 图 4 履带式行走装置的结构图 履带式行走装置的结构图如图 4 所示，行走装置的设计主要包括“四轮一带”（驱动轮、导向轮、支重轮、托轮） 的设计 、 张紧装置的设计 和行车架 的设计。 轮一带的设计 带的选型设计 履带工作条件恶劣，要求具有足够的 强度和刚度、耐磨性好、质量轻以减少材料的消耗量，并减轻履带运行时的动载荷，要求履带能和地面有很好的附着性能，又要考虑减少行驶及转向的阻力。 掘机的履带有整体式和组合式两种。整体式 的 啮合齿 直接与驱动轮啮合，与履带板一体成型，支重轮 的滚动轨道 就是履带板本身 。整体式 的优点是每一节履带铸造成整体，结构简单、制造方便、重量轻、易拆装，缺点是 销孔间隙大、易进泥沙、易磨损，在机械式挖掘机中使用较多，适于高速车辆。 目前液压挖掘机中广泛采用 了 工业拖拉机型式的组合式履带。它由履带板、链轨节、履带销轴和销套等组成。这种型式用紧 配合连接 销套与左右链轨节 ，为 保证转动灵活 ， 履带销轴 以 一定的间隙 插入销套 ， 另两个链轨节孔与 其两端1 紧配合。 为了方便 整个履带的安装和拆卸 ，锁紧履带销与链轨节孔配合较松 。这种结构 拥有 较 小 的 节距 ，较好的绕转性，较快的 走速度 ，销轴和衬套 具备 高硬度 、 高 耐磨 性 、使用寿命长 的特点 。所以本机履带 也 采用组合式履带。 图 组合式履带 （ 1） 履带尺寸的计算 履带宽度 b 73 4 其 中： G 装载机的整机质量 为了取标准节距的履带，这里取 b=400 履带宽度 b 和履带支撑面长度0q 确定 2 20 2 0588001 其 中： L 履带支撑面的长度， m； G 挖掘机总重， 8 8 0 0 0 ； b 履带宽度， 400 q 平均接地比压 这里初取 2500 。 计算所得的0 20 其 中 0L 支撑面长度， 0L =250 B 履带轨距， 5 1 0 3 ， 初选 520 ； 附着系数， = f 滚动阻力系数， f = 根据工程机械底盘构造与设计可知 = 0L与 b 的合理配合，对提高底盘的牵引附着性能有较大的影响，通用的工程机械0 18 。 3 此处 所以，履带的宽度、支撑面的长度选择合适，即 b =400 0L=2250 2） 履带板结构的选择 履带板的型式很多，标准化后 有单筋 板 、双筋 板 和三筋 板等，通常 采用重量轻、强度高、结构简单和 成本 低的轧制履带板。本机采用三筋式普通履带板，这种履带板筋稍短易于转向，且由于筋多使履带板的强度和刚度提高 ，承重能力大 ,主要用于小型挖掘机械。 （ 3） 履带的强度计算 据挖掘机的工作要求，挖掘机采用组合式履带，组合式履带式履带板、轨链节、履带销、销套、螺栓等零件组合而成。由于履带的主要破坏形式是磨损，因此只需要校核履 带销 的剪切强度： M P 其 中： d 履带销直径； 履带销采用 50带销套采用 20 带板的材料采用 40 50 275以， ，履带销的强度满足要求。 对于钢制履带，履带板应验算其拉伸应力，危险截面是销孔的最窄处： 4 2 pM p a 5( 其 中： R 履带销套半径， ； r 履带销半径， ； b 一块履带板一端的各销孔宽度之和， 08363 。 p 需用拉伸应力， 00150 所以，履带的抗拉强度满足要求。 动轮的选型设计 驱动轮用来驱动履带，轮齿工作时受履带销套反作用的弯曲压 应力，并且轮齿与销套之间有磨料磨损。因此驱动轮应选用淬透性好的钢材，通常用 505频淬火、低温回火，硬度应达到 58。 图 驱动轮的典型结构 5 驱动轮的齿数一般为奇数，这是因为工程机械上的链条在驱动轮上是隔一个齿啮合的，这样自动清除泥土的效果好。这种间齿啮合的的驱动轮的 的一半；所以这样实际齿数 Z 最好为奇数，这样每转动两圈，驱动轮的所有齿都啮合一次，使用寿命长。所以名义齿数 （ 1）驱动轮参数计算 驱动轮节圆半径 ： 0180s 0 驱动轮的节圆 直 径为 K 4752 履带销套直径： 04 则驱动轮齿根圆直径为： 2 0554 7 5 驱动轮齿顶圆直径： D（ d （ 2） 驱动轮的强度计算 驱动轮需要校核其弯曲强度和挤压强度。 驱动轮的计算载荷与履带一样，取一侧所传递的最大驱动力，因地面附着条件所限制，取 ，并假定扭矩只有一个齿传递。 驱动轮轮齿抗弯强度为： M P a 500 6 其 中： h 齿高（假定力完全作用在齿顶）， 12 4 2 04 8 22 抗弯截面系数 36922 108 0 031306 u ，其中 b 为驱动轮的宽度，取0 ； F 许用弯曲应力。 所以，驱动轮的弯曲强度满足要求。 驱动轮轮齿齿面挤压强度： 84 a 4 其 中 ： b 驱动轮轮齿宽度， 0 ； d 履带销外套直径， 0 ； j 需用挤压应力， M 000500 。 所以，驱动轮的挤压强度满足要求。 向轮的设计 （ 1）导向轮的参数设定 导向轮的功用是支撑履带和引导履带正确的卷绕，可以防止跑偏或者越轨，有些导向轮同时起到支重轮的作用，可以增加 履带对地面的接触面积，减少比压。导向轮的轮面大多做成光面，中间有挡肩环作为导向用，两侧的环面则能起支重轮的作用。导向轮的中间挡肩环应有足够的高度，两侧边的斜度要小。导向轮与最靠近的支重轮距离愈小则导向性能愈好。 7 图 本设计所选导向轮联系尺寸如表 示： 代号 A B C D E F G H L 10 184 40 70 335 384 56 225 8 （ 2）导向轮轴的强度计算 导向轮的材料一般是 40或 45铸 钢，轮缘通常不加工，表面淬火硬度 向轮轴常用 40、 40质处理硬度 321，轴通常不转动，采用滑动轴承。 导向轮的材料轴按整机倒档行使条件计算弯曲应力。整机发出的为地面附着条件所允许的驱动力 （按履带计算工况），可近似地认为导向轮上、下两处履带平行，则导向轮轴的计算载荷为： 。 3m a x ； 3631 ； F 需用弯曲强度， M 00220 。 所以： P a 32 6 由上可知，导向轮轴的弯曲应力满足强度要求。 重轮的设计 支重轮的设计主要包括支重轮外形尺寸的确定及其强度校核。 （ 1） 支重轮外形尺寸的选择 挖掘机重量通过支重轮传给地面，工作时如地面不平它将经常受到冲击，所以支重轮所受载荷较大。支重轮的工作条件也较恶劣，经常处于尘土中有时还浸泡于泥水之中，故要求密封可靠、轮