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支重轮
设计
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支重轮设计,支重轮,设计
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中南林学院工程机械课程设计指导书设计题目8012推土机支重轮的设计计算中南林学院工业学院 2001森林工程指到老师 王坤明 刘长生教研室主任 单圣涤设计者 开 题 日 期：2004年5月15日要求完成日期：2004年6月30日1.设计题目：8012推土机支重轮的设计计算2.课程设计的任务、性质学生通过课程设计，运用工程机械和其他有关先修课程的知识，使所学知识得到进一步巩固、深化和发展，课程设计是综合检查学生专业课、专业基础课教学效果的重要方法，使学生进一步熟悉机械设计的基本技能，如计算、绘图、查阅手册和设计资料、熟悉标准和规范等；是锻炼学生综合思维、分析问题、解决问题能力和创新意识的重要手段；是学生从求学阶段过渡到创业阶段的重要环节，培养学生尊重科学、尊重实际的良好习惯，使学生充分认识到自己每一笔、每一个数据都与员工的心血、企业的兴衰息息相关，从而养成认真仔细、一丝不苟的作风。学生根据现场参观，了解设计对象的使用情况、运动、受力、磨损、连接及外观构造；然后参阅有关资料，明确设计的方法、步骤及重点，幷拟定出设计计划。具体设计课题为：根据现场参观及所提供的原始数据，设计D80-12推土机的支重轮（双边或单边）。3.课程设计的主要内容本设计选用施工生产中常见的D80A-12推土机典型零件支重轮，要求学生在设计中完成以下内容： 选材,自定配合间隙,自定热处理工艺； 进行轮轴、轴承强度校核及轮壳接触应力计算；至少有一张二号或三号总装图，重要零件及运动副必须要用零件图表示，至少得五张到六张，所有图纸用AUTCAD2000绘制。 有关标准格式用Word2000排版编写说明书一份，一般要1625页。课程设计应提交的文件课程设计说明书；至少三号总装图一张，零件图56张；课程设计的计算： 轴的强度校核（最大载荷下简支径向载荷与轴向载荷；轴肩强度校核）； 轮体接触强度校核（经常极限情况）； 滑动轴承压强p、速度v、发热pv计算；4.推荐搜集的资料及参考文献： 唐经世.工程机械底盘学,北京：西南交通大学出版社，1999.陈国健，易新乾，王跃发等. 工程机械修理手册. 中国铁道出版社，1981张树求等. 工程机械施工手册(5). 北京：中国铁道出版社，1991诸文农. 底盘设计. 北京：机械工业出版社，1981赵振起编著. 机械制图手册. 国防工业出版社，1986同济大学、西安冶金建筑工程学院、哈尔滨建筑工程学院编，工程机械底盘构造与设计.北京:中国建筑工业出版社,1980.诸文农主编,履带推土机结构与设计,北京:机械工业出版社,1986.周复光.铲土运输机械设计与计算,北京:水利电力出版社出版,1986.机械制图手册. 赵振起编著. 国防工业出版社，1986机械设计 濮良贵 纪名刚 主编 高等教育出版社， 1960年第一版5.课程设计的基本步骤设计准备阅读设计任务书及设计指导书，明确设计要求、工作条件、内容及步骤；通过现场参观及实际测量，了解设计对象；阅读有关资料，明确进行毕业设计的方法；初步拟订设计计划。.总体布局与方案设计分析支重轮的使用条件及功能，运动及磨损部位，支重轮的总体结构及安装，总体尺寸及关键部位尺寸、重要配合间隙确定原则，重要零件加工方法、制造工艺，现有支重轮的结构，确定应绘制的总装图及零件图，分析各部受力情况，画出受力简图。.零件强度、接触强度校核、轴承发热计算及尺寸确定通过对各杆件受力分析，参考有关资料及参数，进行选材，初步选定零件尺寸并进行强度、接触强度校核，确定总体尺寸及重要结构参数、根据机构运动分析，初描总装图，标注总体尺寸及重要尺寸配合；.零件图的设计和绘制，总装图的修改加深，尺寸公差、形位公差、粗糙度的标注，技术要求、明细栏的填写（包括外购件）；.典型零件热处理及制造工艺；.编写课程设计说明书；.进行设计总结和答辩。6.课程设计中应注意的事项1.理论的基础源于实践，设计的目的也是应用于实际，在设计中一方面对已学专业基础课和专业课知识要灵活运用，一方面对具体问题和具体机型要认真分析，分清主要矛盾和次要矛盾，共同点和特异点，力求考虑问题全面，设计贴和实际；2.某些参数和尺寸不仅决定于理论计算，而且决定于加工工艺、装配维修性和实际使用条件等。计算和绘图应是互相补充、交叉进行，不断修改完善的。3.要正确处理好学习与创新的关系。新材料、新方法、新工艺的运用要在充分总结前人经验的基础上贴合实际的选用，要敢于提出自己的新思路、新见解、新方法，不断提高设计质量。中南林学院工程机械课程设计指导书设计题目D80A12推土机支重轮的设计计算中南林学院工业学院 2003森林工程指导老师 王坤明 刘长生教研室主任 邓旻涯设计者 开 题 日 期：2006年6月15日要求完成日期：2006年6月30日1.设计题目：D80A12推土机支重轮的设计计算2.课程设计的任务、性质学生通过课程设计，运用工程机械和其他有关先修课程的知识，使所学知识得到进一步巩固、深化和发展，课程设计是综合检查学生专业课、专业基础课教学效果的重要方法，使学生进一步熟悉机械设计的基本技能，如计算、绘图、查阅手册和设计资料、熟悉标准和规范等；是锻炼学生综合思维、分析问题、解决问题能力和创新意识的重要手段；是学生从求学阶段过渡到创业阶段的重要环节，培养学生尊重科学、尊重实际的良好习惯，使学生充分认识到自己每一笔、每一个数据都与员工的心血、企业的兴衰息息相关，从而养成认真仔细、一丝不苟的作风。学生根据现场参观，了解设计对象的使用情况、运动、受力、磨损、连接及外观构造；然后参阅有关资料，明确设计的方法、步骤及重点，幷拟定出设计计划。具体设计课题为：根据现场参观及所提供的原始数据，设计D80-12推土机的支重轮（双边或单边）。3.课程设计的主要内容本设计选用施工生产中常见的D80A-12推土机典型零件支重轮，要求学生在设计中完成以下内容： 选材,自定配合间隙,自定热处理工艺； 进行轮轴、轴承强度校核及轮壳接触应力计算；至少有一张二号或三号总装图，重要零件及运动副必须要用零件图表示，至少得五张到六张，所有图纸用AUTCAD2000绘制。 有关标准格式用Word2000排版编写说明书一份，一般要1625页。课程设计应提交的文件课程设计说明书；至少三号总装图一张，零件图56张；课程设计的计算： 轴的强度校核（最大载荷下简支径向载荷与轴向载荷；轴肩强度校核）； 轮体接触强度校核（经常极限情况）； 滑动轴承压强p、速度v、发热pv计算；4.推荐搜集的资料及参考文献： 唐经世.工程机械底盘学,北京：西南交通大学出版社，1999.陈国健，易新乾，王跃发等. 工程机械修理手册. 中国铁道出版社，1981张树求等. 工程机械施工手册(5). 北京：中国铁道出版社，1991诸文农. 底盘设计. 北京：机械工业出版社，1981赵振起编著. 机械制图手册. 国防工业出版社，1986同济大学、西安冶金建筑工程学院、哈尔滨建筑工程学院编，工程机械底盘构造与设计.北京:中国建筑工业出版社,1980.诸文农主编,履带推土机结构与设计,北京:机械工业出版社,1986.周复光.铲土运输机械设计与计算,北京:水利电力出版社出版,1986.机械制图手册. 赵振起编著. 国防工业出版社，1986机械设计 濮良贵 纪名刚 主编 高等教育出版社， 1960年第一版5.课程设计的基本步骤设计准备阅读设计任务书及设计指导书，明确设计要求、工作条件、内容及步骤；通过现场参观及实际测量，了解设计对象；阅读有关资料，明确进行毕业设计的方法；初步拟订设计计划。.总体布局与方案设计分析支重轮的使用条件及功能，运动及磨损部位，支重轮的总体结构及安装，总体尺寸及关键部位尺寸、重要配合间隙确定原则，重要零件加工方法、制造工艺，现有支重轮的结构，确定应绘制的总装图及零件图，分析各部受力情况，画出受力简图。.零件强度、接触强度校核、轴承发热计算及尺寸确定通过对各杆件受力分析，参考有关资料及参数，进行选材，初步选定零件尺寸并进行强度、接触强度校核，确定总体尺寸及重要结构参数、根据机构运动分析，初描总装图，标注总体尺寸及重要尺寸配合；.零件图的设计和绘制，总装图的修改加深，尺寸公差、形位公差、粗糙度的标注，技术要求、明细栏的填写（包括外购件）；.典型零件热处理及制造工艺；.编写课程设计说明书；.进行设计总结和答辩。6.课程设计中应注意的事项1.理论的基础源于实践，设计的目的也是应用于实际，在设计中一方面对已学专业基础课和专业课知识要灵活运用，一方面对具体问题和具体机型要认真分析，分清主要矛盾和次要矛盾，共同点和特异点，力求考虑问题全面，设计贴和实际；2.某些参数和尺寸不仅决定于理论计算，而且决定于加工工艺、装配维修性和实际使用条件等。计算和绘图应是互相补充、交叉进行，不断修改完善的。3.要正确处理好学习与创新的关系。新材料、新方法、新工艺的运用要在充分总结前人经验的基础上贴合实际的选用，要敢于提出自己的新思路、新见解、新方法，不断提高设计质量。 制订人：王坤明 中南林学院 工业学院 森林工程专业 2006、04、09 工程机械课程设计计算说明书设计题目D80A12推土机支重轮的设计计算中南林学院工业学院 2003森林工程班设计者 : 指导教师王坤明刘长生 开 题 日 期：2006年6月15日要求完成日期：2006年6月30日1 设计题目：D80A-12推土机支重轮的设计2 目录21 22 23 3 设计任务书31 工程机械课程设计的时间、学分：课程设计的时间： 共两周； 学分：2.832 课程设计的任务、性质课程设计是学生从理论到实践、再提升到理论的过程，是综合检查学生专业课、专业基础课教学效果的重要方法，是锻炼学生综合思维能力和创新意识的重要手段，是学生从求学阶段过渡到创业阶段的重要环节，培养学生尊重科学、尊重实际的良好习惯，使学生充分认识到自己每一笔、每一个数据都与员工的心血、企业的兴衰息息相关，从而养成认真仔细、一丝不苟的作风。学生根据现场参观，了解设计对象的使用情况、运动、受力、磨损、连接及外观构造；然后参阅有关资料，明确设计的方法、步骤及重点，幷拟定出设计计划。具体设计课题为：根据现场参观及所提供的原始数据，设计D80-12推土机的支重轮（双边或单边）。基本要求为： 己选材,自定配合间隙,自定热处理工艺； 行轮轴、轴承强度校核及轮壳接触应力计算； 至少有一张二号或三号总装图，重要零件及运动副必须要用零件图表示，至少得三张到四张，尽可能用用AUTCAD2000绘制，说明书按有关标准格式用Word2000排版。3. 3 应搜集的资料及参考文献： 唐经世.工程机械底盘学,北京：西南交通大学出版社，1999.陈国健，易新乾，王跃发等. 工程机械修理手册. 中国铁道出版社，1981张树求等. 工程机械施工手册(5). 北京：中国铁道出版社，1991诸文农. 底盘设计. 北京：机械工业出版社，1981赵振起编著. 机械制图手册. 国防工业出版社，1986同济大学、西安冶金建筑工程学院、哈尔滨建筑工程学院编，工程机械底盘构造与设计.北京:中国建筑工业出版社,1980.诸文农主编,履带推土机结构与设计,北京:机械工业出版社,1986.周复光.铲土运输机械设计与计算,北京:水利电力出版社出版,1986.3.4 原始数据及主要技术指标：发动机为：NH220CI，额定功率：132.4KW，额定转速：1850r/m，最大扭矩：784Nm；整机重量：20.9103kg，接地比压：0.68104Pa，牵引力：169KN，最大牵引力：196KN，爬坡能力：30；液压系统工作压力：1372N/cm2，额定流量：269l/min，额定转速：1850r/min，容积效率：85%。 台车架支重轮托架螺纹孔距：160mm，螺纹：M16，台车架中心距：380mm，链轨销节距：216mm。 履带接地长度L=2730mm，履带中心距2000mm，轨条宽50mm，轨条中心距158.4mm，驱动轮中心至第一个支重轮轴心的水平距离2207.5mm。 挡最高车速10,7Km/h。3.5 课程设计应提交的文件课程设计说明书；至少三号总装图一张，零件图45张；3.5 进度计划安排各阶段内容名称起止日期时间比例%1施工现场参观 测量2004、5、15172资料收集参数确定2004、5、185、213设计计算2004、5、225、244绘制图纸2004、5、245、265撰写设计说明书2004、5、275、297修改图纸及说明书2004、5、308课程设计答辩4 支重轮轴的强度验算设计内容计 算 与 说 明结 果5 支重轮体接触强度验算设计内容计 算 与 说 明结 果6 典型零件热处理工艺设计内容使用条件热处理工艺及参数结 果7 支重轮结构设计设计内容计 算 与 说 明结 果参考资料页次：工程机械修理手册(下) P269270 P320 P425工程机械施工手册（五） P220工程机械（下） P149150底盘下册 P171172 P179表123支重轮轮体材料：中碳锰钢50Mn或45Cr， 手册P422（图6158），外侧凸缘外径257mm，外侧凸缘宽度17.3mm，支承面宽度55.6mm，51.6mm；内侧凸缘宽度18.3mm，内侧凸缘外径249mm，轴外径70mm，衬套内径，轴与衬套的间隙0.270,394mm，轴的侧向间隙0.40.85mm，轮与衬套的间隙0.0170.15mm，轮的内径和衬套外径115mm，支承面外径222mm，轴的凸缘宽度20mm。P425（表6179） P330表6146（征山180有区别）P320表6145 P270婊128 表129工程机械下册P141 图83 P150 图815 底盘设计P183 表124机械零件P222 表161 P228 P237 表165课程设计的计算包括：轴的强度校核（最大载荷下简支径向载荷与轴向载荷；轴肩强度校核）；轮体接触强度校核（经常极限情况）；滑动轴承压强p、速度v、发热pv计算；Central-South Forestry University工程机械课程设计说明书设计题目：推土机支重轮设计 院 系：工业学院专 业：2002级森林工程姓 名：马敏伟20021287郝小凤20021293指导老师：刘长生 老师王坤明 老师2005年6月30日 中南林学院 目 录设计任务书 2设计与说明 4一、支重轮轴的强度验算4二、支重轮体接触强度验算6三、支重轮轴承的强度验算9四、 典型零件热处理工艺及键的校核11五、支重轮结构设计12参考文献14 设计任务书1、工程机械课程设计的时间、学分：课程设计的时间：共两周 ； 学分：2.82、课程设计的任务、性质：课程设计是学生从理论到实践、再提升到理论的过程，是综合检查学生专业课、专业基础课教学效果的重要方法，是锻炼学生综合思维能力和创新意识的重要手段，是学生从求学阶段过渡到创业阶段的重要环节，培养学生尊重科学、尊重实际的良好习惯，使学生充分认识到自己每一笔、每一个数据都与员工的心血、企业的兴衰息息相关，从而养成认真仔细、一丝不苟的作风。学生根据现场参观，了解设计对象的使用情况、运动、受力、磨损、连接及外观构造；然后参阅有关资料，明确设计的方法、步骤及重点，幷拟定出设计计划。具体设计课题为：根据现场参观及所提供的原始数据，设计D80-12推土机的支重轮（双边或单边）。基本要求为： 己选材,自定配合间隙,自定热处理工艺； 行轮轴、轴承强度校核及轮壳接触应力计算； 至少有一张二号或三号总装图，重要零件及运动副必须要用零件图表示，至少得三张到四张，所有图纸用AUTCAD2004绘制，说明书按有关标准格式用Word2000排版。3、应搜集的资料及参考文献： 唐经世. 工程机械. 北京：中国铁道出版社，1998 陈国健，易新乾，王跃发等. 工程机械修理手册. 中国铁道出版社，1981 张树求等. 工程机械施工手册(5). 北京：中国铁道出版社，1991 诸文农. 底盘设计. 北京：机械工业出版社，1981 赵振起编著. 机械制图手册. 国防工业出版社，1986 纪名刚. 机械设计 . 高等教育出版社， 2002 吴宗泽等. 机械设计（课程设计手册）. 高等教育出版社， 2002 中国纺织大学工程制图教研组. 画法几何及工程制图. 上海科学技术出版社，20004、原始数据及主要技术指标： 发动机为：NH220CI，额定功率：132.4KW，额定转速：1850r/m，最大转矩：784Nm； 整机重量：20.9103kg，接地比压：0.68104Pa，牵引力：169KN，最大牵引力：196KN，爬坡能力：30； 液压系统工作压力：1372N/cm2，额定流量：269L/min，额定转速：1850r/min，容积效率：85%。 台车架支重轮托架螺纹孔距：160mm，螺纹：M16，台车架中心距：380mm，链轨销节距：216mm。 履带接地长度：L=2730mm，履带中心距：2000mm，轨条宽50mm，轨条中心距158.4mm，驱动轮中心至第一个支重轮轴心的水平距离2207.5mm。 挡最高车速10,7Km/h。5、课程设计的计算包括： 轴的强度校核（最大载荷下简支径向载荷与轴向载荷；轴肩强度校核）； 轮体接触强度校核（经常极限情况）； 滑动轴承压强p、速度v、发热pv计算6、应提交的文件：课程设计说明书；至少三号总装图一张，零件图45张设计与说明一、支重轮轴的强度验算设计内容计算与说明结果1）选材2）校核轴的强度支重轮轴的材料一般采用45Cr或50Mn钢，经表面淬火，淬硬层深度不小于2mm,表面淬火硬度HRC55,心部调质硬度HB255285，材料的许用应力=100200N/mm2.在半刚性悬架中，支重轮轴一般固定在台车架的纵梁上，不随支重轮转动，支重轮轴的强度验算是校核在最大径向载荷作用下的弯曲应力。且当推土机过突起的 障碍物时，整机重量有可能由每边各一个支得轮承受，即支重轮上的最大径向计算载荷为机重的一半，故作用在支重轮上的最大径向载荷为： 0.5G0=1039.81=102.51KN 那么作用在轴上的径向载荷为： P=0.5=0.5102.51=51.25KN轴的受力分析如图1如示，RA、RB为支重轮对轴的反力， RA=RB=P=51.25KN 图1 轴受力分析轴为心轴，只承受弯矩，弯矩图如图所示Mmax=P =51.25=5678.5Nm由2查得D80A12型支重轮AA断面dz=70mm则：=33656.875 mm3168.62MPa强度符合要求对最小断面II的校核：假设断面II为圆断面，根据公式=M/WII抗弯截面系数近似认为： mm2截面I在左侧的弯矩： Nmm MPaMPa强度要求也符合。因此，整个轴的强度都达到要求 P=51.25KNMmax =5678.5Nm168.62MPa轴强度达到要求二、支重轮体的接触强度验算设计内容计算与说明结果1）轮缘接触应力校核2）支重轮弯曲应力校核3）支重轮体强度校核支重轮经常在泥水中工作，且承受强烈的冲击，要求滚动表面和轮缘具有高强度和耐磨性。故进行以下强度验算。为了减少支重轮的磨损，须使轮缘对履带的接触应力在许用范围内，轮缘接触应力应为： 式中 b支重轮缘宽度为55.6mm; r支重轮半径为110mm; n支重轮个数为6个;G0整机使用重量:G0=20.99.81103=2.05103KN=102.1N/m2=2.3103 N/m2所以安全 支重轮的弯曲可按下式进行验算： 式中 支重轮所受的最大垂直载荷，对半刚性悬架，可取； =0.5G0=0.52.05103=1.025105N； Kd动载荷系数，可取Kd=2； lb弯曲力臂，对双支点轴，取两轮缘中间点距离的，即：lb=（210-55.62）=24.7mm； W抗弯截面系数，近似认为是空心圆柱，故； =9.97105mm3=997cm3KN/cm21.3 KN/cm2所以安全支重轮体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，须验算支重轮滚动表面的接触应力。 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R1近似计算，其计算如下图2： 图2 机车受力分析图Ry为引导轮所受反力，L2为引导轮与第一个支重轮中间连续载荷化为一个集中力S后与引导轮中心的距离， 式中 =N/mmN/mmN=2477.9mm对整体列平衡条件可得： 1) 2)联立两式可以求得： =17198.9N链轨节材料为中碳低合金钢，轮体采用50Mn钢（锻钢）,故N/mm，因轨条宽50mm，故支重轮滚动表面宽度，因mm，故接触表面应力为： MPa略大于=230 MPa但是：在允许范围内，故支重轮体的强度符合要求轮缘接触应力安全支重轮弯曲应力安全S=35481.4NL2=2477.9mmR1=17198.9NMPa支重轮强度符合要求三、支重轮轴承的强度验算设计内容计算与说明结果1）横向载荷验算2)径向载荷验算该轴承由于既受到横向载荷，又受到纵向载荷，故应进行两个方向的校核。 横向载荷是推土机在越过突起障碍时转弯产生的，故校核时应按前进一档2.4Km/h的速度来计算 最大轴向力： N 而轴环直径为d2=110mm,内环直径d1=70mm。滑动轴承是由铅青铜或磷铅铜烧结合金制成的双金属轴套，许用比压p=15MPa p=12.7 Mpap=15Mpa pv=而 n=58.2 r/min故 pv=3.48pv=30 MPam/s两者均符合要求径向为校核支重轮体时所计算的力R1,而速度则应用档最高速度10.7 Km/h来计算 p=MPap=15MPa pv=而 n=258 r/min故 pv=2.57pv=30 MPam/s式中 B轴承宽度； p轴承材料的许用应力，其值由6表12-2查得； v轴径圆周速度，即滑动速度； pv轴承材料的pv许用值，其值由6表12-2查得=71760 Np =12.7 Mpapv =3.46MPam/s符合要求p =2.72MPapv=2.57MPam/s符合要求四、典型零件热处理工艺及键的校核设计内容计算与说明结果1）典型零件的热处理工艺2）键的校核 支重轮经常在泥水中工作，并且承受重载和强烈冲击，因此要求支重轮的强度高，特别是轮缘和滚动表面要具有高强度和耐磨性，支重轮要具有可靠的密封结构。所以支重轮轮体应采用50Mn钢制造，经表面淬火，淬硬层深度为45mm,表面硬度HRC5055。许用应力=230N/mm2。轮缘表面淬火硬度HRC5355。支重轮轴采用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= 200N/mm2。支重轮轴承采用铅表铜或磷青铜烧结合金制成的双金属轴套，许用单位压力p=15N/mm。 图3 键如图3所示：NN/mm2选取键的材料为45钢，则:=355MPa, =8.5N/mm2故键的选取符合规格。=34.17N/mm2=41.8 N/mm2 五、支重轮结构设计设计内容计算与说明结果1)支重轮轴的结构设计2)支重轮的结构设计3）轴承的选取已知台车架中心距为280mm,轨条中心距为158.4mm,而选定的材料的许用应力为200MPa,由 得： 式中 M轴的弯矩，前面已计算得M=5678.5Nm； 许用应力，取200MPa mm取最小直径为68mm,而这个轴段的长度则由所选取的O型密封圈和浮动油封的尺寸定出，为48mm；而与支重轮所配合的轴段则取70mm(两轴段之间为非定位轴肩)，该轴段长则由所取定的轴套组合件来确定，选定的轴套宽为95mm，故取该轴段长为97mm。中间轴肩的直径则由选定的轴承的许用P值来确定，由 得：=mm取为110mm,而该轴肩的宽度则由手册查得为20mm.而轴的具体尺寸见零件图。链轨节距为216mm,这就是履带的节距，为了使履带机械接地压力均匀分布，一般取tdtl2td,通常tl=(1.41.7)td=302.4367.2mm,取tl=335mm；支重轮直径D与履带节距之比大约为D/td=11.25,即D=216270mm,取D=220mm.取一侧支重轮数为6个，采用单边支重轮，轮缘高度为19mm，则轮缘外径为258mm；轮缘根厚为20mm。轨道宽为50mm，取支重轮支重面宽为55.6mm。轨道中心距为158.4mm，则轨道外边相距（158.4+50）=208.4mm，故取轮缘内侧相距208.4mm，圆整为210mm。那么轮缘外侧相距mm。具体尺寸见零件图。由于工程机械工作时经常受到冲击和振动，以及需要在水或腐蚀性介质等恶劣环境下作业，故不方便使用滚动轴承，从而选用滑动轴承，且采用整体式径向滑动轴承。它由轴承座、减磨材料制成的整体轴套等组成，轴承座上面没有安装润滑油杯的螺纹孔，在轴套上开有油孔，并在轴套的内表面上开有油槽。且这种轴承结构简单，成本低廉。根据轴的外径和支重轮体的内径取其内径为70mm,外径为80mm。=66.13mm=110mmtl=335mmD=220mm参考文献1、唐经世编著，工程机械，中国铁道出版社，19982、陈国健、易新乾、王跃发等编著，工程机械修理手册，中国铁道出版 社，19813、张树求编著，工程机械施工手册(5)，中国铁道出版社，19914、诸文农编著，底盘设计，机械工业出版社，19815、赵振起编著，机械制图手册，国防工业出版社，19866、纪名刚编著，机械设计，高等教育出版社，20027、吴宗泽编著，机械设计课程设计手册，高等教育出版社，20028、中国纺织大学工程制图教研组，画法几何及工程制图，上海科学技术出版社，20009、其他：工程机械修理手册(下) P269270 P320 P425工程机械施工手册（五） P220工程机械（下） P149150底盘下册 P171172 P179表123支重轮轮体材料：中碳锰钢50Mn或45Cr， 手册P422（图6-1-58），外侧凸缘外径257mm，外侧凸缘宽度17.3mm，支承面宽度55.6mm，51.6mm；内侧凸缘宽度18.3mm，内侧凸缘外径249mm，轴外径70mm，衬套内径，轴与衬套的间隙0.270,394mm，轴的侧向间隙0.40.85mm，轮与衬套的间隙0.0170.15mm，轮的内径和衬套外径115mm，支承面外径222mm，轴的凸缘宽度20mm。P425（表6-1-79） P330表6-1-表1-28 表1-29工程机械下册P141 图8-3 P150 图8-15 底盘设计P183 表12-4机械零件P222 表16-2 P228 P237 表16-5 鸣 谢 在刘长生老师王坤明老师的大力支持下，在各位同学的热情帮助下，我们初步完成了设计任务。设计过程十分艰辛，面对许多未知的领域，只有自己看书，点滴积累，但同时也学到了许多知识，了解了设计的流程。由于经验有限，设计中错误难免，希望老师及同学们予以谅解15中 南 林 学 院 课 程 设 计 说 明 书设计题目： D80-12推土机的单边支重轮设计 专业年级： 工业学院2001物流工程 设计者名：冯 成 学 号： 2001010304122任 军 学 号： 2001010304121张 建 学 号： 2001010304120尹 石 学 号： 2001010304126指导教师： 王坤明 老师 刘长生 老师 2004年6月8日中南林学院目 录1.引言 32. 课程设计任书书 3 2.1 工程机械课程设计的时间、学分 3 2.2 课程设计的任务、性质 32.3 应搜集的资料及参考文献 32.4 原始数据及主要技术指标 32.5 课程设计应提交的文件 42.6 进度计划安排 43支重轮轴的强度验算 54支重轮体接触强度验算 65支重轮轴承的验算 76典型零件热处理工艺及键的校核 87 .支重轮结构设计 98参考文献 1110.鸣谢 1111.附图 121 引言支重轮用来支承拖拉机的重量，并在履带的导轨（链轨节）面上滚动。它还用来夹持履带，不使履带横向滑脱，并在拖拉机转向时迫使履带在地面上滑遗。2 设计任务书21 工程机械课程设计的时间、学分：课程设计的时间： 共两周； 学分：2.822 课程设计的任务、性质课程设计是学生从理论到实践、再提升到理论的过程，是综合检查学生专业课、专业基础课教学效果的重要方法，是锻炼学生综合思维能力和创新意识的重要手段，是学生从求学阶段过渡到创业阶段的重要环节，培养学生尊重科学、尊重实际的良好习惯，使学生充分认识到自己每一笔、每一个数据都与员工的心血、企业的兴衰息息相关，从而养成认真仔细、一丝不苟的作风。学生根据现场参观，了解设计对象的使用情况、运动、受力、磨损、连接及外观构造；然后参阅有关资料，明确设计的方法、步骤及重点，幷拟定出设计计划。具体设计课题为：根据现场参观及所提供的原始数据，设计D80-12推土机的支重轮（双边或单边）。基本要求为： 己选材,自定配合间隙,自定热处理工艺； 行轮轴、轴承强度校核及轮壳接触应力计算； 至少有一张二号或三号总装图，重要零件及运动副必须要用零件图表示，至少得三张到四张，所有图纸用AUTCAD2000绘制，说明书按有关标准格式用Word2000排版。2. 3 应搜集的资料及参考文献： 唐经世. 工程机械. 北京：中国铁道出版社，1998陈国健，易新乾，王跃发等. 工程机械修理手册. 北京：中国铁道出版社，1981张树求等. 工程机械施工手册(5). 北京：中国铁道出版社，1991诸文农. 底盘设计. 北京：机械工业出版社，1981赵振起编著. 机械制图手册. 北京： 国防工业出版社，1986纪名刚 机械设计 高等教育出版社， 2002吴宗泽等 机械设计课程设计手册 北京：高等教育出版社， 2002中国纺织大学工程制图教研组 画法几何及工程制图 、上海：上海科学技术出版社，20002.4 原始数据及主要技术指标：发动机为：NH220CI，额定功率：132.4KW，额定转速：1850r/m，最大扭矩：784Nm；整机重量：20.9103kg，接地比压：0.68104Pa，牵引力：169KN，最大牵引力：196KN，爬坡能力：30；液压系统工作压力：1372N/cm2，额定流量：269l/min，额定转速：1850r/min，容积效率：85%。 台车架支重轮托架螺纹孔距：160mm，螺纹：M16，台车架中心距：380mm，链轨销节距：216mm。 履带接地长度L=2730mm，履带中心距2000mm，轨条宽50mm，轨条中心距158.4mm，驱动轮中心至第一个支重轮轴心的水平距离2207.5mm。 挡最高车速10,7Km/h。 前进一档车速2.4Km/h。2.5 课程设计应提交的文件课程设计说明书；至少三号总装图一张，零件图45张；2.6 进度计划安排各阶段内容名称起止日期时间比例%1施工现场参观 测量20046222资料收集参数确定20046233设计计算2004624254绘制图纸2004626285撰写设计说明书2004629307修改图纸及说明书2004718课程设计答辩3支重轮轴的强度验算设计内容计 算 与 说 明结 果校核轴的强度 支重轮轴通常采用45Cr或50Mn钢制造，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u=100200N/mm2.在半刚性悬架中，支重轮轴一般固定在台车架的纵梁上，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R1max作用下的弯曲应力。R1max是在履带车辆跨轮横向凸起障碍时产生的。 R1max0.5Gs=0.520.91039.8=102410 N 且当推土机过突起的障碍物时，整机重量有可能由每边各一个支得轮承受，即每一个支重轮上的最大径向载荷是推土机整机重量之半，故作用在轴上的径向载荷P, P=51205 N轴的受力分析如图如示，RA、RB为支重轮对轴的反力， RA=RB=P=51205 N轴为心轴，只承受弯矩，弯矩图如图所示Mmax=Pa=51025110.8=5673514Nmm对AA断面： 强度符合要求。对最小断面（断面图如右上）：抗弯截面系数 截面在左侧的弯矩 Nmm 强度要求也符合。因此，整个轴的强度都达到要求。 P=51205NMmax=5673514Nmmca=168.57 MPa153.9MPa4支重轮体接触强度验算设计内容计 算 与 说 明结 果校核支重轮体的强度 支重轮体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，须验算支重轮滚动表面的接触应力。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R1近似计算，其计算图如下：Ry为引导轮所受反力，L2为引导轮与第一个支重轮中间连续载荷化为一个集中力S后与引导轮中心的距离，SL2= L2=L2= 由于：S=另知： 代入数据可以求解： =2478mm S=33449.5N对整体列平衡方程可得：SL2=RyL+R1L1 S=Ry+R1 联立两式可以求得：R1=17097.2N N/mm2 =230N/mm2故：支重轮体的强度符合要求。=2478mmS=33449.5N=17097.2N=217.02 MPa5支重轮轴承的验算设计内容计算与说明结 果校核轴承的强度 该轴承由于既受到横向载荷，又受到纵向载荷，故应进行两个方向的校核。 （1）横向载荷是推土机在越过突起障碍时转弯产生的，故校核时应按前进一档2.4Km/h的速度来计算。 最大轴向力 Fa=71687 N 而轴环直径为108mm. P=13.5 MpaP=15Mpa Pv=而 n=58.2 r/min故 Pv=3.66MPam/sPv 两者均符合要求。（2）径向为校核支重轮体时所计算的力R1,而速度则应用档最高速度10.7 Km/h来计算。 P=2.57 MPaP Pv=而 n=258 r/min故 Pv= =2.38 MPam/sPv两者均符合要求。Fa=71687 NP=13.5 MPaPv=3.66 MPam/sP=2.57 MPaPv=2.38 MPam/s6典型零件热处理工艺及键的校核设计内容使用条件、热处理工艺及参数结 果典型零件热处理工艺的设计键的校核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具有高强度和耐磨性，支重轮要具有可靠的密封结构。故支重轮轮体应采用50Mn钢制造，经表面淬火，淬硬层深度为45mm，表面硬度HRC5055。许用应力c=230N/mm2。轮缘表面淬火硬度HRC5355。支重轮轴通
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