橡胶履带牵引车辆改进设计（高速行走机构）（有cad图）.doc
548 橡胶履带牵引车辆改进设计（高速行走机构）（有cad图）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共44页)
编号：25640380
类型：共享资源
大小：580.03KB
格式：ZIP
上传时间：2019-11-20
上传人：遗****
认证信息
个人认证
刘**（实名认证）
湖北
IP属地：湖北
15
积分
- 关 键 词：
-
548
橡胶履带牵引车辆改进设计（高速行走机构）（有cad图）
橡胶
履带
牵引
车辆
改进
设计
高速
行走
机构
cad
- 资源描述：
-
548 橡胶履带牵引车辆改进设计（高速行走机构）（有cad图）,548,橡胶履带牵引车辆改进设计（高速行走机构）（有cad图）,橡胶,履带,牵引,车辆,改进,设计,高速,行走,机构,cad
- 内容简介：
-
橡胶履带牵引车辆改进设计（高速行走机构）摘要近年来，我国经济得到了飞速的发展，农业现代化也得到了进一步的提高。进入21世纪后，国家更加注意到了农业重要性，采取了一系列优惠政策扶植农业机械的发展。我国是一个农业大国，拖拉机的制造和使用在数量上一直处于世界的前列，但其技术含量和发达国家相比差距较大，改变落后的机械水平，要提高工作效率和使用性能，进一步提高动力性和经济性对我们国家来说具有重要的意义，对可持续发展战略具有深远的影响。履带拖拉机行走系由履带行走装置和悬架组成，履带行走装置包括履带、驱动轮、支重轮、托轮、张紧轮和张紧缓冲装置；悬架包括连接拖拉机机架和支重轮的全部构架。履带行走装置的设计要求主要是保证拖拉机附着性能，降低接地压力，减少滚动阻力，提高零部件寿命。悬架的设计要求是保证拖拉机的行驶平顺性和稳定性。关键字：履带 驱动轮 支重轮 托轮 张紧轮和张紧缓冲装置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 符号说明 拖拉机使用重量 T 地面附着系数 一般取=1.0 支重轮滚动表面直径 拖链轮轮缘直径 弹性模量 N/ 驱动轮节圆直径 驱动轮齿顶圆直径 驱动轮齿根圆直径 履带节距 履带销套外径 驱动轮工作齿数 驱动轮轮齿数 重力加速度 =9.8 m/s 每侧支重轮个数 履带前倾角 履带后倾角目录第一章 前言5第二章 履带行走系的总体设计72.1履带行走系的总体设计72.2 履带行走系类型的选择72.3 整体台车行走系总体设计82.4平衡台车行走系总体设计92.5其它台车行走系总体设计102.6动力性能估计11第三章 悬架的设计123.1履带车辆的悬架机构123.2 整体台车行走系悬架结构123.2.1半钢性悬架机构123.2.2 刚性悬架和弹性悬架结构133.3平衡台车行走系悬架机构133.3.1悬架结构133.3.2 悬架性能参数的选择14第四章 履带行走系结构与选择154.1驱动轮的位置154.2引导轮的位置154.2 引导轮的位置154.4托链轮的个数和位置164.5方案设计16第五章 履带行走装置185.1 履带技术要求185.2 履带类型185.3 履带尺寸确定195.4 履带的校核225.5 履带的尺寸确定和校核23第六章 驱动轮266.1驱动轮齿形设计266.2驱动轮的结构设计266.3凹齿齿形的设计计算276.4驱动轮轴各项尺寸的确定286.5 驱动轮强度校核29第七章 支重轮307.1结构设计307.2各项尺寸的确定317.3支重轮各个构件的选择327.4支重轮强度验算32第八章 张紧轮及张紧装置348.1 张紧轮348.2 张紧度调整机构358.3 缓冲弹簧368.4 零件强度计算37第九章 托链轮38第十章 结论39致谢40参考文献41第一章 前言在拖拉机制造的多年发展历史中，行走系的技术进步和水平一直处于举足轻重的地位。拖拉机性能的好坏，不仅取决于发动机，而且很大程度上依赖于行走系的有效功率等性能。为有效的拖拉机的动力性和燃油经济性，以前那种粗糙的制造工艺和落后的生产技术已经不能满足时代的发展要求，本设计就是根据拖拉机行走系本身存在的问题，进行的一次改进设计。随着农业机械化的展开，各种大型农用机械车辆的使用越来越广泛。本设计东方红1302R履带拖拉机为为原形，以其的基本参数为依据，查阅相关资料，完成履带履带拖拉机行走系的相关设计，履带拖拉机车适用于在大型农场和工作量较大的农村作业，主要应用在深耕，旋耕，收获谷物，播种等农业生产场合。为此在动力性、通过性、工作稳定速度，可靠性，耐用，等方面对设计者提出了更高的要求！我国是一个农业大国，拖拉机的制造和使用在数量上一直处于世界的前列，但其技术含量和发达国家相比差距较大，改变落后的机械水平，要提高工作效率和使用性能，进一步提高动力性和经济性对我们国家来说具有重要的意义，对可持续发展战略具有深远的影响。但是本次设计只是在原有的基初上进行的改进，虽然行走系的各项性能有所提高，但是仍然同性能优良的国外行走系有很大差距。随着我国机械工业水平的发展，使行走系在各方面都能赶上世界的步伐。为了满足这次履带行走系的设计要求，本人充分利用现代通讯工具、机械设计软件、导师资源等一切便利条件，收集资料，细心计算、积极与其他相关系统或总成的设计者沟通与交流。力求最后设计的产品能够达到：好造、好用、好看的目标。另外，由于这是本人第一次做如此全面的行走系的设计，也是第一次接触到如此复杂的设计。由于缺乏应验，难免没有一些错误、不足在所难免，恳请各位同行不吝赐教！批评指正。从而通过此次设计来提高本人的设计水平。第二章 履带行走系的总体设计2.1履带行走系的总体设计要求履带拖拉机行走系由履带行走装置和悬架组成。履带行走装置包括履带、驱动轮、支重轮、托轮、张紧轮及张紧缓冲装置；悬架包括连接拖拉机机架和支重轮的全部构件。履带行走装置的设计要求主要是保证拖拉机附着性能，降低接地压力，减少滚动阻力，提高零部件的寿命。悬架的设计要求主要是保证拖拉机的行驶平顺性和稳定性。具有橡胶履带行走装置的拖拉机其主要性能特点是：1、行走装置接地面积大，对地面压力约轮式拖拉机的一半，具有良好的平地通过性和越障通过性，对松软、潮湿土壤上工作适应性较好。2、具有良好的牵引性能，适合繁重工作。侧向系统稳定性和转向操作性较好，对坡地作业有较好适应性。3、受履带转向方式和保持接地压力较均匀的限制，使履带拖拉机带悬挂机具工作的适应性比轮式拖拉机较差。4、金属履带行走装置适应于硬路面上运输和转移，综合利用程度较低。5、制造成本和行走装置维修费用较高。明白了履带拖拉机的优缺点，使我们在研究中扬长避短，结合我国的农业情况，本课题具有长远的发展意义，为我国农业机械化增加一分力量。2.2 履带行走系类型的选择目前，履带拖拉机行走系统可按台车架的不同型式（即支重轮之间彼此不同的连接方式）分为两大类：即整体台车行走系和非整体车行走系。整体台车行走系即每侧的支重轮、托轮、张紧轮及张紧缓冲装置都安装在一个整体台架上。每侧的各支重轮轴心线的相对位置固定不变，各支重轮之间距离较小，因而在平坦松软的地面上的接地压力比较均匀，附着性能较好，适用于牵引和推土作业。整体台车架结构坚固，便于安装各种作业机具，是美国、日本、西欧等国工业用或农业用履带拖拉机行走系的主要型式。中国、前苏联和东欧等国主要在工业用履带拖拉机及从事开荒和粘重土壤作业的大型农业用履带拖拉机上采用，这种行走系由于长度方向尺寸较短、重心低，所以稳定性好，也可用于小型履带拖拉机。非整体车（平衡台车和独立台车）行走系即每侧的支重轮安装在两个或两个以上的平衡台车或独立台车上，特点是各个支重轮的相对位置不固定。托轮、张紧轮和张紧缓冲装置固定在机架上，他们处在悬架弹簧之上，从而减少了非弹簧支承部分的重量；同时各支重轮可以上下相对移动，对地面的仿形作用较好，故行驶平顺性较好。1） 平衡台车行走系 每侧有23个平衡台车，各台车有两个或两个以上支重轮彼此平衡臂或平衡杠杆连接。其支重轮直径一般较大，在硬地面滚动阻力小。同时平衡台车对不平地面的适应性较好，并且非弹簧支承重量小，适合提高作业速度。加上重量轻，成本低，拆装维护方便，这种行走系被广泛采用。2） 独立台车行走系每个支重轮单独通过弹性元件与机体相连，行驶平顺性更好，但结构较复杂。3） 混合系行走系其结构和整体台车行走系相似，但支重轮不是直接固定在台车架上，而是经弹性平衡轮架，或者经独立扭杆与台车相连。它兼有整体台车和非独立台车两类行走系的优点，但结构复杂，在农业拖拉机上尚未采用。2.3 整体台车行走系总体设计1、悬架型式选择整体台车行走系的悬架按弹性元件的采用情况分为刚性悬架（机体重量全经刚性元件传递给支重轮）、半钢性悬架（一部分重量经弹性元件，而另一部分重量经刚性元件传给支重轮）和弹性悬架（全部重量经弹性元件传给支重轮）。一般用途拖拉机和推土机常用半钢性悬架，它的连接点装有弹簧或橡胶块，有一定的缓冲能力。三点支承对不平地面适应性好，被广泛采用。弹性悬架能改善缓冲能力，和半钢性悬架相比，行驶速度提高拉15%左右，但结构复杂，一般用于部分农业拖拉机和常在不平路面工作的果园拖拉机。拖拉机机体上配置装载、吊装、挖掘等作业机具时，因悬架上的载荷沉重且变化较大，要求机体稳定坚固，常用刚性悬架。2、驱动轮它可前置、后置和高置，绝大数拖拉机驱动轮后置，张紧轮在前，可使紧边履带距离短，减少履带铰链等处的磨损，提高行走效率。同时，驱动轮后置可使传动系靠后布置，使驾驶座和变速杆也随着布置在拖拉机后部，便于驾驶员照看后面的机具。但速度高于20km/h时，驱动轮前置有利于降低功耗。高置驱动轮使机体质心大大前移，离地间隙提高，使驱动轮不和地面的泥沙石块直接接触；最终传动不再受到地面直接冲击，同时有可能使传动系某些部件和轮式车辆通用。但告之驱动区段长度，减少履带在驱动轮上的包角，并且驱动轮的耐磨性要求更高。3、摆动轴摆动轴中心线可与驱动轮中心线重合，也可把摆动轴布置在驱动轮前面，这样便于得到更好的农艺地隙轮廓。但台车摆动时，驱动轮和后支重轮之间的履带张紧度变化时，对履带、最终传动壳体和摆动轴等附加了较大的动载荷，因此，大，中型拖拉机多少采用轴线重合结构。4、履带采用整体台车的履带拖拉机行驶时，履带所受的冲击和振动较大，通常采用刚度和强度较好的组合式履带。部分履带节距与拖拉机质量的关系如下： (2-1) 农业拖拉机为使接地压力均匀，取得大些。设计时需选择与系列中想接近的节距，采用组合式履带时更应如此。2.4平衡台车行走系总体设计平衡台车行走系型式多样，彼此的结构差异较大。如图2-1所示： 图2-1 拖拉机行走系1.悬架型式选择平衡台车行走行走系的悬架也分为刚性、半钢性和弹性三种，为发挥平衡台车缓冲性能好的优点，常用弹性悬架，这样拖拉机的工作速度可提高到1012km/h以上在工作速度不高的情况下，悬架承载较大时，可采用刚性悬架，与弹性悬架相比，拖拉机行驶速度降低40%左右。刚性悬架仅用于行驶速度很低的少数起重机、挖掘机等工程机械上。2. 驱动轮驱动轮可布置在拖拉机前部或后部，拖拉机行驶速度在1520km/h以下时，驱动轮后置，行走系功率损耗较小；速度高于这个范围时，松边履带跳动较大，功率损耗大，这时驱动轮前置较好。3. 履带常配用重量轻的普通整体式履带和某些橡胶金属履带。4.支重轮对农业和沼泽地拖拉机，为保证接地压力均匀，希望支重轮直径，支重轮间距（履带节距，）但结构上难以达到，有的采用 支重轮交错排列来改善接地压力分布。5.履带前倾角和后倾角通常：，。此时履带的接地长度： （1-2）式中 最前列最后支重轮轴距（）当拖拉机前、后方安装较重的作业机具时，为防止拖拉机前倾和后倾；或当拖拉机在潮湿松软地面工作时，为增大接地面积，降低接地比压，有时将张紧轮或驱动轮接地。2.5其它台车行走系总体设计独立台车行走系都采用弹性悬架。扭杆弹簧用于重型高速工业用拖拉机和个别中型高速农业拖拉机上。混合式行走系的总体设计和整体台车行走系相近，只是支重轮和台车架的连接方式不同。2.6动力性能估计根据整机和行走系参数，可以对履带拖拉机的附着能力、行驶阻力和承载能力进行估算。常用的估算方法有理论分析、圆锥指数法和机型类比法，以上三种方法在设计中常常同时使用以相互补充、相互验证。第三章 悬架的设计3.1履带车辆的悬架机构悬架机构是用来将机体和行走装置连接起来的部件，它包括弹性元件（刚性悬架除外），减振元件、限制器、导向元件和其它连接杆件等。它应保证车辆以一定速度在不平路面上行驶时具有良好的行驶平顺性和零部件的工作可靠性。此外，要求悬架机构重量轻，寿命长，维护保养简便。目前，在国内外履带作业机械上所采用的悬架结构类型主要有以下几种。（1）刚性悬架，机体和行走装置刚性连接，无弹性元件和减振器，不能缓和冲击和振动，但具有较好的作业稳定性，一般用于运动速度较低的矿用挖掘机、吊管机、挖沟机和履带装载机上。（2）半刚性悬架，机体前端与行走装置弹性连接，后端以铰链型式刚性连接，机体的部分重量经弹性元件传给支重轮，可以部分地缓和冲击与振动。同时，台车架可以绕铰接点相对机体作上下摆动，使履带能较好地适应地面的不平情况，接地压力均匀，附着性能好。目前，履带推土机多采用这种悬架结构。（3）弹性悬架，没有整体台车架，支重轮安装在几个平衡台车或独立台车上，托链轮、引导轮等则固定在机架上，机体的全部重量（包括行走装置中的托链轮、引导轮、驱动轮等）都经弹性元件传给支重轮，因此，比半刚性悬架具有更好的缓冲性能，并且能更好地适应地面不平情况。但结构复杂，承载能力较低，目前仅用于小型或高速履带车辆上。3.2. 整体台车行走系悬架结构3.2.1半钢性悬架机构它由弹性元件、平衡元件、台车架及导向装置组成。弹性元件能缓冲来自地面的冲击和振动，多采用钢板弹簧、扭杆弹簧和橡胶减振块钢板弹簧由一些不同长度的瘫痪扁钢组成，采用长度递减的扁钢使整个弹簧接近等强度梁以节约钢材。钢板弹簧几乎均为横向布置，一般可上下摆动，兼起平衡梁的作用。实现摆动的机构有：摆动轴、副弹簧（当拖拉机行驶在不平的路面而主板弹簧倾斜时，它可减轻对机架的冲击）、圆柱垫块。扭杆弹簧单位质量储能量高，可减少弹簧钢用量，且中部尺寸小，有利于保证间隙，扭杆弹簧通常横置，左右曲柄连接。橡胶减振块目前也广泛用作弹性元件，多用于工业拖拉机。它结构简单，形状多样，能衰减振动和吸收高频振动，但耐高、低温性能不如金属弹簧。平衡元件使两侧履带适应高低不平的地面，能减少冲击，改善机体和安装在机体上的作业机具的稳定性。凡是有横置平衡元件的半钢性悬架即为三点支承半钢性悬架，它是整体台车行走系的主要悬架型式。保证台车架相对拖拉机机架在纵向平面内上下摆动而不致偏斜的机构称为车架的导向装置在设计时应注意，为了防止履带脱落和履带轨道磨损，左右台车架在工作时平行。因而需注意保证台车架导向装置（包括摆动轴）的强度刚度、连接可靠性以及相对摩擦表面的间隙和耐磨性。3.2.2 刚性悬架和弹性悬架结构刚性悬架的台车架和机架刚性连接，有两种连接方式：1、四点支承，台车架固定在机架上，结构坚固，用于部分大型重载低速拖拉机2、三点支承，台车架通过摆动轴和机架后部连接，机架前部通过摆动轴和机架后部连接，机架前部通过平横梁刚性地支在左右车架上。此时，台车架仍需有导向装置。三点支承常用于工业拖拉机的装载机等类型3.3平衡台车行走系悬架机构3.3.1悬架结构(1） 弹性悬架结构平衡台车弹性悬架的结构型式有多种，通常由弹性元件、平衡元件和摆动轴组成，有的还有液力减振器。弹性元件常用螺旋弹簧，因此简单可靠。有的机型采用空气弹簧、钢板弹簧或扭杆弹簧。平衡元件（平衡臂、平衡杠杆）将支重轮连接成一个平衡台车可连接两个支重轮，较复杂的平衡台车可连接三个或三个以上的支重轮。平衡轮系越复杂，平衡的效果越好。它一方面能减小了拖拉机越障时机体的振动，另一方面个支重轮承载更均匀，从而改善了接地压力的均匀性。平衡台车经摆动轴（后车轴）安装在机架上，摆动轴保证拖拉机每侧的平衡台车在同一纵向平面上下摆动。（2）半钢性悬架和刚性悬架结构纯粹的平衡台车刚性悬架仅用于国内外少数低速工程机械。（3）独立台车行走系悬架机构（4）混合式行走系悬架结构3.3.2 悬架性能参数的选择常用的方法有两种：1）、利用随机振动计算模型来选择悬架的性能参数2）、利用机型类比法选择悬架的性能参数第四章 履带行走系结构与选择4.1驱动轮的位置在履带作业机械上，多数都是把驱动轮布置在后方，这样布置的优点是可以缩短履带驱动区段的长度，减少因驱动力造成的履带销处的摩擦损失，有利于提高行走系统效率。驱动轮布置在前还是在后，还与传动系的布置有关。驱动轮中心高度应用利于降低重心（或车身）高度和增加履带接地长度，改善附着性能。因此驱动轮中心高度应尽量小，该参数用驱动区段履带与地面之间的夹角即离去角来表征，履带推土机的值一般不超过。4.2引导轮的位置引导轮的前后位置根据驱动轮位置而定，通常布置在前面，其名义位置尺寸根据轴距L确定。引导轮中心离地高度应有利于降低重心，因前方有工作装置开路，接近角可较小（一般小于），推土机的约为，通常引导轮中心高略低于驱动轮中心高。由于履带推土机的接近角和离去角均较小，因此，可近似认为轴距L等于履带接地长度。4.3支重轮的个数和布置支重轮的个数和布置应有利于使履带接地压力分布均匀。因此，在履带作业机械上均采用直径较小的多个支重轮，支重轮的个数随车辆的功率（机重）的增加而增多。履带推土机每侧支重轮为47个。60马力以下的多为4个；60100马力的多为5个；100200马力的多为6个；200马力以下的为7个。但是，高速运行的履带车辆（如坦克、装甲车等），为减小滚动阻力，提高行走系统效率，通常采用大直径的支重轮，并取消了托链轮。支重轮在引导轮和驱动轮间的布置应有利于增大履带接地长度，因此，晨前一个支重轮应尽量靠近引导轮，最后一个支重轮应尽量靠近驱动轮。为了不和它们的运动发生干涉，晨前一个支重轮的位置应保证当引导轮在缓冲弹簧达到最大变形时相互不发生干涉。最后一个支重轮缘外径与驱动轮齿顶圆之间应保留一定的间隙，以保证当悬架弹簧最大变形时不发生干涉，此间隙一般不小于20毫米。各支重轮之间距为均匀分布。4.4托链轮的个数和位置托链轮主要用来限制上方区段履带的下垂量。因此，为了减少托链轮与履带间的摩擦损失，托链轮的数目不宜过多，每侧履带一般为12个。轴距在2米以下的履带推土机采用1个，轴距在2米以上的采用2个，小型的推土机轴距较短，上方区段履带垂量不大，可不装托链轮。托链轮的位置应有利于履带脱离驱动轮的啮合，并平稳而顺利地滑过上方区段，保持履带正常的张紧状态。为此，托链轮的轮缘上平面高度+0.5应等于或大于驱动轮节圆半径=0.5，此时角0，角越大，履带脱离驱动轮啮合越容易，但值不应过大，否则会减少履带与驱动轮同时啮合的齿数。这样，当履带磨损后，在Ls区段内的履带产生垂度后V角也不至于产生过大的负值。对后面一个托链轮在保持上述要求高度的同时其前后位置应尽量接近驱动轮。但l3过小使l4增大，两托链轮之间的履带易下垂。目前一些国外推土机的l4约等于0.4L左右。托链轮轮缘上平面高于引导轮上轮缘面，这样可以借助履带自身的重量产生一个前滑的趋势，有利于履带的卷绕运动。为此，前面一个托链轮应尽量接近引导轮，其距离一般与l3近似，或稍大于l3。4.5方案设计由于本设计主要满足农业耕种条件，设计适合农业机械，有以上章节的介绍，本次设计的方案如下：本次设计采用平衡台车行走系，弹性悬架结构，驱动轮后置，采用橡胶履带（内置金属履刺），支重轮采用四个（每侧两个），托轮四个（每侧两个）、履带前倾角为15度、后倾较为10度。第五章 履带行走装置5.1履带技术要求履带行走装置用来支承机体并将发动机经传动系输出的扭矩变成推动车辆运动的驱动力。履带行走装置由履带、驱动轮、支重轮、托链轮、引导轮和履带张紧缓冲装置所组成。对履带行走装置的基本要求是：（1）应具有良好的附着性能，并且在各种不良的道路情况下有较好的通过性能。（2）具有足够的强度、刚度，耐腐蚀耐磨，工作可靠寿命长。（3）结构重量轻，维护保养简便。履带用来承受机体的重量，并保证发出足够的牵引力。目前，履带式作业机械广泛采用组合式履带，它由履带板、链轨节、履带销和销套组成。履带直接和地面接触，经常受到泥沙的磨削和浸蚀，工作条件十分恶劣，特别是由于传动不均匀和地面不平坦产生的冲击和局部载荷，使得履带成为整机中最易损坏的零件之一，因此设计中应力求使其达到上述各项基本要求。5.2 履带类型履带的设计要求是附着力大、滚动阻力和转向阻力小、耐磨性好、寿命长、质量小。目前，对一般用途履带的主要设计要求是提高寿命。履带按材料可分为金属履带、橡胶金属履带和橡胶履带。金属履带应用最广，按结构分为整体式和组合式。整体式履带重量轻（一般占拖拉机总重量1015%，制造拆装简单，成本低，高速行驶功耗小，但销孔间隙大，泥沙易进入，寿命短，履带板常用的材料为ZGMn13（高锰钢）制造。连接整体履带板的履带销常用材料为50Cr和50Mn的冷拉圆钢制造，表面不加工，淬火至硬度不小于HRC54，硬层深不小于3.组合式履带由履带节、履带销、销套、履带板和履带板螺栓等组成。各零件可用不同材料制造以满足不同的工作要求，修理市可单独更换，而且制造泥沙不易进入销套内，寿命较长。销或销套压入履带节的过盈一般为0.150.45.为减少履带铰链的磨损，销套两端可安装金属或非金属密封。组合履带的履带板常用轧制型钢制造，也有铸铁，锻造或冲压成形的。履刺布置在每节接地履带的后部，这样入土时挤压土壤，可以减少打滑；出土时又不致带出土块，为了克服金属履带铰链容易磨损的缺点，还可以利用橡胶的变形来代替金属履带对销孔的直接接触，这就是橡胶金属履带。橡胶履带是用橡胶模压成的整条连续履带其心部用尼龙帘布和多条钢丝绳加强，外侧有橡胶履刺，内侧有驱动齿或导向筋。其中有的机型的驱动齿或导向筋是钢制件，且镶嵌硫化在橡胶带里。宽履带适用的潮湿土壤通常是粘性较大的分层土壤，它给宽履带设计带来拉下列特点：1、 由于在潮湿土壤上同时满足车辆的附着性能和承载性能有时矛盾的因此设计时应先明确机型对履带行走装置的主要性能要求。2、 因地制宜地选择“表层通过”或“底层通过”方式。3、 设计宽履带时，要特别重视自洁能力，粘泥不会消弱料履刺效应，而且增加拉行驶阻力。5.3.履带各尺寸的计算履带板是履带总成的重要组成部分，履带板的形状和尺寸对车辆的牵引附着性能影响很大。传统的履带板都是做成带履刺的平板状。平板对地面的附着能力远小于土壤的剪切强度，具有履刺的履带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强度，因此增大了附着力。履带板的主要参数是：履带板宽度b，履刺的尺寸、形状和布置位置等。1、履带节距履带节距可参考同类型机型选取，也可用以下经验公式计算： (5-1)履带节距随着功率（或机重）的增大而增大，这是由于功率（或机重）增加后，零件上承受的载荷增加，为满足强度和刚度要求，必须相应增加结构尺寸，同时，增大L1可以减少履带板数目，有利于降低履带节销处摩擦造成的功率损失。2、履带板宽度b当履带接地长度L由总体布置确定以后，履带板的宽度b取决于工作条件所要求的平均接比压。 (5-2) b越大，接地比压越小，因此，对于在湿地和沼泽地工作的履带作业机械，为了获得低比压而采用特宽的履带板（TS120推土机的b=1200mm ,接地比压=0.029N/mm2）。但是，对于一般用途的履带作业机械，履带宽度不宜过大，因为，随着b增大，整机宽度B也亦将相应增大，并使转向阻力和转向半径增加，这是我们所不希望的。履带板宽度b可根据使用要求参照同类机型选取，也可用以下经验公式估算 (5-3)式中整机使用重量，T。3、履刺的尺寸、形状和在履带板上的位置履刺的主要尺寸：履刺高度、履刺根部厚度 、斜角以及履刺的断面形状。它们对牵引附着性能的发挥具有一定影响。试验表明，在一般的路面条件下，履刺的高度对牵引附着性能影响较大，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，因此牵引附着性能较好。但履刺过高，对土壤的扰动加剧，一方面破坏了路面，另一方面增大了滚动阻力，特别是在砾石和松散岩石路面，由于路面的抗剪强度很低，靠增加履刺高度来提高牵引附着性能的效果是很小的，甚至会因摩擦阻力迅速增加而降低牵引附着性能。因此，矿用履带车辆上多采用矮型的多履刺履带板，依靠增加履刺数目来满足一定的牵引性能要求。设计时应根据车辆的用途和路面条件来确定履刺高度尺寸，该尺寸在我国“工程机械四轮带”标准中已有规定。 (5-4)式中单位为吨履刺厚度对牵引附着性能的影响不大，在一般路面条件下，履刺愈厚，愈不易扎入土壤，故形成的剪切面小，牵引附着性能差。但在含水量较高的松软土壤上，履带板在原地已经下陷而无滑移，故履刺的厚度对牵引附着性能基本无影响。履刺的斜角（或称张角）在一般路面条件下不希望太大，由于角的大小影响履刺扎入土壤的深度，从而影响牵引附着性能的发挥。但是，在湿地和沼泽地上作业的履带车辆，却采用大角的三角形履板，它的特点是接地比压能随土壤硬度变化，土硬时，履刺扎入的浅，同时，由于角度大，脱土容易（自身洁净作用好）。因此，在湿地和沼泽地作业具有良好的牵引附着性能。4、履带销和销套履带销和销套是连接链轨节的铰链环节。为了使链轨节孔不臻磨损，将履带销和销套以一定的过盈量（约0.150.45mm）压入链轨节孔中，使 磨损发生在销和销套之间，磨损后只需更换履带销和销套。履带销的直径可用以下经验公式计算 （） (5-5)5.4履带的校核目前，履带损坏的主要形式是磨损，所以设计时需验算履带销、销套和履带节等零件磨损部位的比压和接触应力1、销套（或节圆）与驱动轮齿接触应力（）的计算计算载荷为拖拉机在平地工作时，一侧履带所能传递的最大驱动力，它通常取决于地面的附着条件，即：式中 附着系数；重力加速度=9.8m/s;为拖拉机使用质量，。假设单齿传力，则 式中： 、驱动轮齿和销套（或节销）材料的弹性模量，钢为，球墨铸铁为. (5-6)驱动轮齿宽；销套（或节销）与驱动轮齿啮合的压力角；销套（或节销）外圆半径；驱动轮齿和销套（或节销）接触处的齿形曲率半径。和的中心线在接触面的同一侧（驱动轮用凹齿齿形）时，公式用“”号；和的中心线分别在接触面的两侧（用凸齿齿形）时用“+” 号。计算时常取=，则销套（或节销）与齿形直线段（即）的接触压力（）为： （5-7）2、履带销与销套孔（或整体履带板销孔）之间的平均压力的计算计算载荷见上式： （5-8）式中：销套宽度（整体履带板一端销孔的总长度）（）；履带销直径（）3、履带轨道与支重轮缘的接触应力（）的计算按拖拉机静态水平放置，各支重轮均匀承受拖拉机重力计算。每个支重轮上的垂直载荷（）为： （5-9） （5-10）式中 、履带轨道和支重轮缘材料的弹性模量，；一节履带和支重轮缘接触总宽度（）；每侧支重轮数；支重轮滚道面直径；可根据需要验算履带板、履带节、履带销等零件的强度。.4、链轨节的强度验算计算载荷与履带板相同，即 （5-11）链轨节销孔的拉伸力为： （5-12）式中 R链轨节一端外圆半径；链轨节销孔内圆半径；链轨节一端宽度总和。5、履带销的剪切应力 计算结果应再乘以修正系数K=0. 85。式中整机使用重量Gs的单位为吨。履带销的剪切应力： （5-13）履带销用50Mn钢制造，经高频淬火硬度达HRC5663。销套用20Mn钢制造，经渗碳淬火表面硬度达HRC58645.5尺寸确定和校核1、履带的节距有任务书知:，代入公式（5-1）得: =(148+3.37)0.90=178 2、履带节数 取整得： 3、接地长度由任务书知： 由作图知 代入公式（1-2）得： =1622+588=2210 4、履带宽度由任务书知：=49 KPa 由公式（5-2）得： 5、履刺高度由公式（5-4）得： 6、履带销直径由公式（5-5）得： 由于上式所得得只是经验公式，再参考同类型的产品取得履带销直径为： 7、履带销套的直径参考同类型产品取得： 8、销套（或节圆）与驱动轮齿接触应力由第五章知： ， ， ， m/s.由于驱动轮齿和销套（或节销）材料都为钢，由公式（5-6）得： 代入公式（5-7）得： 9、履带轨道与支重轮缘的接触应力由作图知：，代入公式（5-10）得： 10、履带销与销套孔（或整体履带板销孔）之间的平均压力由作图知：，代入（5-8）得： 11、链轨节的强度验算由公式（5-11）得： 由作图知：R=1.8，=1.5，=33.6代入公式（5-12）得： 12、履带销的剪切应力由公式（5-13）得： 第六章 驱动轮驱动轮是将传动系统的动力传至履带，以产生使车辆运动的驱动力。因此，要求驱动轮与履带的啮合性能要良好，即在各种不同行驶条件和履带不同磨损程度下啮合应平稳，进入和退出啮合要顺利，不发生冲击、干涉和脱落履带的现象，其次要耐磨且便于更换磨损元件（如齿圈）。6.1驱动轮齿形设计驱动轮齿形有凹齿、直线齿和凸齿齿形三种，前两种应用较多。齿形设计的基本要求是：保证履带能顺利地进入或退出啮合而不发生干涉，并尽量降低接触应力；保证在履带节距允许伸长的范围内均能适应，并啮合平稳。齿形设计方法有很多种，主要是凹齿齿形和直线齿齿形。驱动轮齿是驱动轮和履带销进行啮合的部位，正确的啮合有利于提高啮合效率，延长驱动轮和履带销的使用寿命。驱动轮和履带销一般都采用“正常啮合”，即驱动轮节距等于履带节矩。驱动轮齿形的设计方法很多，目前常用的是直线齿形和凹齿齿形两种。6.2驱动轮的结构设计在履带作业机械上多采用单齿圈“小牙”的驱动轮。单齿圈驱动轮结构简单，自动清除泥土的作用好。“小牙”的驱动轮在一块履带板前后两孔之间有两个齿，如果驱动轮的齿数是单数，则每齿在两转中只啮合一次，从而延长了轮齿的寿命；如果是双数，只有半数齿工作，另半数齿是备用齿，当工作齿面磨损而失效时，拆下驱动轮重装，使未经磨损的牙齿作为工作齿，同样可以延长使用寿命。目前较多采用单数齿的“小牙”驱动轮。为了便于修理和节约贵重合金钢材，驱动轮有做成组合式的，齿圈和轮毂用螺栓连接。近年来，为了进一步改善履带行走系的拆装工艺，采用了分体式驱动轮，驱动轮齿圈由几段圆弧拼成，在更换齿圈时可以不拆卸履带或台车架。6.3凹齿齿形的设计计算 图6-1 驱动轮凹齿齿形驱动轮节圆直径为： （6-1）齿形：在、和齿顶处分别是半径为、的圆弧。 （6-2） （6-3） （6-4） （6-4） （6-5） （6-6） （6-7） （6-8） （6-9） （6-10）齿顶圆直径 (6-11)齿根圆直径 (6-12)以上式中履带节距 （）履带销套外径 （）驱动轮转一圈，轮齿与履带接触的工作齿数，一般=1015，多数为1213.5（可为0.5的倍数）。5.4驱动轮各项尺寸的确定由，代入5.3节公式（6-1）（6-12）依次求得各项值如下： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 参考同类产品，取驱动轮齿宽5.4 驱动轮强度校核驱动轮的计算载荷与履带一样，取一边履带所传递的受地面附着条件限制的驱动轮作为计算工况，即取.假定载荷只有一个轮齿传递，则轮齿的弯曲强度为： （6-13）式中： 驱动轮轮齿高，轮齿根部的抗弯断面系数。由,，代入公式（6-13）得： 齿面接触强度为： (6-14)取由公式（6-14）得： 第七章 支重轮支重轮用来将推土机重量传到履带，在履带上滚动，并防止履带横向滑脱。支重轮经常在泥水中工作，且承受重载和强烈冲击，因此要求支重轮强度高，特别是轮缘和滚动表面应具有高强度和耐磨性，支重轮要具有可靠的密封结构。7.1结构设计支重轮由轮体、轮盖、轴、轴承和密封装置等组成。轮体的型式取决于履带的结构，组合式履带的支重轮体具有凸缘侧面，对履带起导向和防止横向滑脱的作用，一般制成单边（外侧）凸缘（称为单边支重轮）和双边（内外两侧）凸缘（称为双边支重轮），在一台车辆上混合使用，一般单边支重轮数多于双边支重轮数，以减轻机体重量，减小滚动阻力。支重轮轴承多采用滚动轴承，寿命较长，滚动阻力小，但径向尺寸大。近年来，由于改进了滑动轴承的制造工艺，加强了润滑和密封措施，滑动轴承开始得到广泛采用。滑动轴承径向尺寸小，承载能力大，成本低，支承刚性好，特别适用于在低速重载下工作。滑动轴承必须保证得到充分的润滑，因此，将原来的黄油润滑改为稀油润滑。为了防止润滑油外流和泥水进入，必须加强密封，为此目前普遍采用端面浮动油封这种新型密封装置。图7-1 拖拉机弹性悬架图7-2 支重轮结构支重轮结构如图7-1、7-2所示.7.2 各项尺寸的确定支重轮滚动表面的直径可参考国内外同类样机选取，也可按以下经验公式计算： （7-1）式中整机使用重量，T。由公式（7-1）得：所选的值必须符合我国工程机械“四轮一带”标准，标准中对轮缘高度、根部厚度、轮缘侧面的倾斜角度等都规定了相 应的值。7.3支重轮各个构件的选择1、轴的直径与材料参看同类产品取轴直径: 材料选择45，硬度HB2292692、轴承选择参看同类型产品选取圆锥滚子轴承，内径3、减振弹簧如图7-3 图7-3 减振弹簧的各项参数参数 名称大弹簧小弹簧材料55Si2Mn55Si2Mn弹簧丝直径200.5140.2弹簧外径116272+1自由长度360360旋向右左工作圈数100.5150.5总圈数120.516.50.5对断面的不垂直度1111实验高度260250实验载荷（）1695165985507.4强度验算7.4.1支重轮轴的强度验算在半刚性悬架中，支重轮轴一般固定在整体台车架的纵梁上，不随支重轮转动，支重轮轴的强度验算是校核在最大垂直载荷作用下的弯曲应力。是在履带车辆跨越横向凸起障碍物时产生的，此时=0.570009.8=34300N式中履带行走系统的重量。支重轮轴通常采用45Cr或50Mn钢制造，经表面淬火，淬硬层深度不小于2mm，表面硬度HRC55，调质硬度HB255285，材料的许用应力 。7.4.2支重轮体的强度验算支重轮的损坏形式经常表现为轮缘断裂、卷边和滚动表面磨损。为此，须验算支重轮表面的接触应力。支重轮滚动表面接触应力的计算工况应按经常出现的极限情况，即按土壤垂直反力在整个支承面长度上呈三角形分布时，最前一个支重轮上的反力近似计算： (7-2)式中 :土壤垂直反力呈三角形分布时最大单位接地长度负荷： (7-3)式中为载荷均匀分布时单位接地长度负荷。第一个支重轮处的单位接地长度负荷由三角形几何关系可得 ：支重轮滚动表面接触应力按下式计算： （7-4）式中b支重轮滚动表面工作宽度；弹性模数，当支重轮和链轨节的材料均为铸钢时， ；当两都均为锻钢时, ；当一为铸件，一为锻件时, 。由公式（7-1）、（7-2）得： N由公式（7-4）得： 由支重轮体采用50Mn钢制造，经表面淬火，淬硬层深度为48mm，表面硬度HRC5060。许用挤压应力 由于，所以该支重轮合格。 第八章 张紧轮及张紧装置张紧轮和张紧装置用来引导和张紧履带并调节履带的松紧程度。张紧装置中的弹簧可以起缓冲作用，当履带前方遇到障碍和履带与驱动轮之间夹入石块时，缓冲弹簧可以防止履带等零件过载，起到保护行走装置的作用。对张紧轮和张紧装置的基本要求是：张紧可靠，调整履带张紧度迅速、简单、省力、并具有一定的调整范围，缓冲性能好。张紧轮和张紧装置结构如图8-1所示：图8-1 张紧轮和张紧装置的结构图7.1张紧轮组合式履带的张紧轮轮缘通常是平滑的单环，其宽度恰能卡入两条履轨之间。张紧轮的直径等于或者略小于驱动轮节圆直径。张紧轮轮体采用箱式结构，强度好，平滑的单环不易带土。轮缘不加工，因此径向摆差大，造成张紧力的波动，影响行走系统零件的寿命和行走系统效率，故应设法在不加工的前提下尽量缩小摆差，一般要求摆差值不大于3。张紧轮轮体一般不进行强度验算，轮体材料选用ZG50Mn钢铸造，经表面淬火，淬硬层深46，表面硬度HRC5055。张紧轮轴须进行弯曲强度验算，计算工况与履带的计算工况相同，即： 若近似认为张紧轮上、下两条履带平行，则作用在张紧轮轴上的最大载荷是，可用它计算弯曲应力。张紧轮轴的材料选用50Mnak 40Cr钢，经表面淬火，淬硬层不小于2，表面硬度HRC55。许用弯曲应力 。7.2张紧度调整机构为了改变履带张紧度，张紧轮的位置应能沿台车架纵梁方向前后调节，在推土机上，一般都将张紧轮轴承安装在滑块上，而滑块连同张紧轮可前后移动。调节的行程范围应大于履带节距的一半，以便在履带因磨损而伸长时，可拆去一块履带板而继续使用。张紧度调整机构有螺杆调整式和液压调整式两种。螺杆调整式结构简单，但调整费力，且螺纹易锈死而使调整更为困难。在老的红旗-100和上海-120等推土机上采用这种结构近年来新设计的大中马力推土机已大都采用液压调整式，它利用黄油枪将油脂经油嘴A注入油缸，靠油脂压力 将张紧轮前推，调整方便省力，油缸内油压相当于缓冲弹簧产生变形时的作用力，一般为3040N/mm2。履带张紧度的大小通常用履带预加张力来标志。预加张力的大小通常用履带在上方区段的下垂量H来衡量。预加张力小，履带的下垂量大，行驶时会产生较大的振动和冲击，预加张力大，履带拉得很紧，会加增履带节销处的摩擦。可见，预加张力的大小不适当，都会增加车辆行驶时的滚动阻力。由试验可知，对于一定结构的履带车辆，在一定的工作条件下，具有一个最佳的履带下垂量。值由试验确定。7.3缓冲弹簧缓冲弹簧的设计与行走系结构有关。在滑块式张紧装置中，张紧轮上所受的力直接传给缓冲弹簧。缓冲弹簧安装时必须具有很大的预紧力，该预紧力保证缓冲弹簧不会在受到外来微小的冲击时就产生附加变形而引起履带经常振跳。同时又可保证张紧轮在各种正常工作情况下（如倒退行驶、转向制动、下坡道上停车等）不会向后移动，以避免履带脱轨。但是预紧力也不宜过大，预紧力过大，行走装置的部分零件受力大，会增加零件的磨损，降低行走系统的效率。一般预紧力为（0.60.8），缓冲弹簧最大变形时的弹簧压力（被限位时）为 : （1.52）。缓冲弹簧的工作行程是指弹簧由预紧状态到最大变形状态时的附加变形量。为了使驱动轮和履带间卡入石块时不致卡死，应使履带可在驱动轮顶圆上滑动，因此式中h驱动轮齿高。缓冲弹簧的计算载荷可取弹簧最大变形时的弹簧压力。7.4 零件强度计算张紧轮轴（或拐轴）按拖拉机在平地倒退或急转弯时，作用在张紧轮上的履带所能传递驱动力计算，张紧轮上的力为：直线式张紧轮轴通常为简支梁支承，轴向力不计，其弯曲应力为： (8-1)式中： 拖拉机使用质量 （T）；张紧轮轴上两端支点的距离；两轴承处轴颈直径；安装轴承处轴颈直径；重力加速度。由作图知：，由公式（7-1）得： 张紧轮轴的材料选用40Cr钢，经表面淬火，淬硬层不小于2，表面硬度HRC55。许用弯曲应力。由，所以张紧轮轴合格。第九章 托链轮拖链轮的结构如图9-1所示： 图9-1 拖链轮的结构托链轮装在履带的上方区段托住履带，以减少上方履带的跳动和下垂量，尺寸较小，它常用灰铸铁或ZG50Mn钢铸造。铸钢件经表面淬火，淬硬层深不小于4薄面硬度HRC53。轮缘表面不经机械加工。托链轮的支座固定在台车架的纵梁上，一般为悬臂结构。托链轮轴采用50Mn钢，调质硬度为HB255-285。托链轮轮缘半径可参考国内外同类机型选取，也可用下式计算： 式中Gs的单位为吨。所选值应符合“四轮一带”标准。托链轮通常不进行强度验算，而仅根据结构观点选用。又任务书得到T 得 即拖链轮的直径=236 并参考市场同类参品的规格，=236与同类参品相接近，故取： =236 材料仍选取ZG50Mn, 表面淬火，淬硬层深不小于4,薄面硬度HRC53。第十章 结论（一）这次设计主要实现了以下目标：1、这次驱动轮轮齿采用了小齿设计，即驱动轮转一周工作齿数为驱动轮齿数的一半。2、采用了橡胶履带，内置金属履刺，使拖拉机适应更多的路况。3、张紧装置采用了曲拐，使张紧机构更牢固和灵活。4、本设计采用了弹性悬架，大幅度降低了振动的幅度，使司机的驾驶舒适性提高。5、机架采用了全架式机构，方便车架
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号