小型履带式液压挖掘机的行走机构计算说明书

- 0 -00049第 0 页摘要工程机械是国民经济建设及国防工程施工中使用的重要技术装备，在国民经济建设中，尤其是城市建设、民用建筑、水利建设、道路构筑、机场修建、矿山开采、码头建造、农田改良中，工程机械起着越来越重要的作用。我国的工程机械行业目前进入了一个高速发展阶段，推、挖、装、起重、铲土运输、筑路、农用机械等各种品种齐全并形成了系列化，各种工程机械虽然品种很多但基本上可划分为动力装置、行走装置和工作装置。挖掘机的履带行走装置履带行驶系统包括车架、行走装置和悬架三部分。车架是整体骨架，用来安装所有的总成和部件。行走装置用来支持机体，把动力装置传到驱动轮上的驱动转矩和旋转运动变为车辆工作与行驶所需的驱动力和速度。悬架是车架和行走装置之间互相传力的连接装置。本文在详述履带行走装置整体设计的基础上，对驱动轮、拖链轮、导向轮、支重轮结构进行了设计，对一些关键部分进行了设计校核计算。对各个轮的加工工艺有粗略的描述。关键词：挖 掘 机 ；行 走 装 置 ； 张 紧 装 置 ； 四 轮 一 带- 1 -11149第 1 页AbstractThe engineering machinery is a national economic construction and national defense construction in the importance of the use of technical equipment. In the national economy building, especially in urban construction, civil construction, water conservancy, road building, airport construction, mining, pier construction, improvement of farmland, engineering machinery is playing an increasingly important role. Chinas construction machinery industry has now entered a phase of rapid development, pushing, digging, loading, lifting, shoveling transport, roads, agricultural machinery and other species and formed a complete series, all kinds of construction machinery but although many species can basically be classified into power plant, operating equipment and working equipment. Crawler excavator crawler traveling device system includes the frame. Walking devices and suspension include the three parts. Overall skeleton frame is used to install all the assemblies and components. Walking device used to support the body, the power plant came on the drive wheel torque and rotary movement into a vehicle required for working and driving the driving force and speed. Suspension is a walking frame and transmission device between the connected devices. In this paper, detailed walking track devices based on the overall design, but also on the driving wheel, drag chain, guide wheel, supporting wheels structure design, for some of the key parts of the design verification calculation. For each round of processing technology has a rough description. Keywords: excavating machinery； travel system； tensioning device； four wheels and one bel- I -III49第 I 页目录1 绪论 .11.1 引言 .11.2 本课题的意义和目的 .11.3 国内外小型挖掘机的发展情况 .21.3.1 国内小型挖掘机的发展现状 .21.3.2 国外挖掘机目前水平及发展趋势 .21.4 本课题研究的主要内容 .41.5 设计要求 .41.6 性能要求 .41.7 设计的手段、方法、思路 .52 履带式行走装置的总体方案设计 .62.1 设计目的 .62.2 设计课题 .62.3 设计的原始数据 .62.4 总体设计原则 .62.5 行走装置的选型 .72.6 履带式行走装置的各部分的功用及结构布置 .82.6.1 驱动轮 .82.6.2 支重轮 .92.6.3 导向轮 .102.6.4 张紧装置 .102.6.5 拖链轮 .112.6.6 履带 .123 履带的设计 .133.1 履带的尺寸参数 .133.2 行走装置牵引力计算 .163.2.1 牵引力计算 .163.2.2 土壤的变形阻力 .173.2.3 坡度阻力 .183.2.4 转弯阻力 .183.2.5 履带运行的内阻力 .183.2.6 风载阻力 .193.2.6 惯性阻力 .193.2.7 牵引力校核 .20- II -IIIIII49第 II 页4 驱动轮的设计 .204.1 驱动轮的齿形设计 .214.2 驱动轮主要参数的确定 .214.3 驱动轮的强度计算 .224.3.1 弯曲强度计算 .224.3.2 挤压应力计算 .235 支重轮的设计及计算 .245.1 支重轮外形尺寸的选择 .245.2 确定支重轮个数： .255.3 支重轮的强度计算 .255.4 支重轮轴的校核 .265.5 支重轮滑动轴承验算 .276 拖链轮的设计 .297 导向轮的整体设计 .307.1 导向轮的参数设定 .307.2 导向轮轮体的强度计算 .307.2.1 弯曲强度： .307.2.2 挤压应力强度验算 .317.3 导向轮轴的强度计算 .317.4 导向轮轴承的校核计算 .328 履带张紧装置设计 .348.1 弹簧参数确定弹簧预紧力 .348.1.1 缓冲弹簧的选择 .349 行走架的设计 .3710.结论 .40参考文献 .41附录底盘系统主要性能参数及其部件选型设计结果 .42附录 图纸清单、编号及说明 .43致谢 .44- 1 -11149第 1 页1 绪论1.1 引言挖 掘 机 是 一 种 重 要 的 工 程 机 械 ， 广 泛 应 用 于 房 屋 建 筑 、 道 路 工 程 、 水 利建 设 、 农 田 开 发 、 港 口 设 计 、 国 防 工 程 等 的 土 石 方 施 工 和 矿 山 采 掘 工 业 中 。对 减 轻 繁 重 的 体 力 劳 动 、 保 证 工 程 质 量 、 加 快 建 设 速 度 、 提 高 劳 动 生 产 率 起巨 大 的 作 用 。我国小型挖掘机市场发展速度非常可观，是带动我国工程机械行业特别是挖掘机行业发展的一股重要力量，也是推动我国挖掘机行业利润增长的主要力量支撑，有着举足轻重的地位。小型挖掘机以其小巧、灵活、多功能、高效的独特优势，日益成为土方工程应用的理想设备，用户需求不断扩大。挖掘机在近年来发展迅速，由于机电一体化的运用和三维仿真技术以及虚拟样机设计技术的发展，挖掘机在方面的性能都得到极大的提高。1.2 本课题的意义和目的小型履带式液压挖掘机（以后简称小挖）通常指标准斗容在 0.25m3以下，或指机重在 8T 以内的挖掘机产品，产品归类为小型工程机械，在世界工程机械市场，属销量最大的工程机械产品之一。小挖机动能力强、体积小，适合于各种土方量分散、作业范围狭窄的工况。道路养护已经常规化，园林绿化有序进行，小区建设工程渐增，市政工程不断升级，农田建设正趋向机械化，小挖的应用优势恰得其所地得以发挥。它与挖斗、推土铲、液压破碎锤等多种作业装置配套使用后，具有挖掘、装载、清沟、破碎等多种功能。由于我国目前正处于全面开展基础设施建设阶段，沿海地区正趋于基础建设逐步完善阶段，小挖应用的市场环境日益扩展并呈现可以预见的强劲后市，此时对小挖进行一些理论联系实际的研究显然具有重要的现实意义和长远的指导意义。本次所设计的小型履带式液压挖掘机为 0.3 小型履带式液压挖掘机。设计的内容为底盘系统的设计。底盘设计的优劣决定了整机的性能。合理的底盘设计是整个设计任务圆满完成的重要保证。因此，对于此次小型履带式液压挖掘机底盘的设计要从一个更高的层次出发，严格要求设计过程。- 2 -22249第 2 页1.3 国内外小型挖掘机的发展情况1.3.1 国内小型挖掘机的发展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。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出具规模。国内小挖目前已形成 1.5T 至 8T 全系列产品，并占有国内市场的主要份额，且略有出口。国内小挖目前的整体技术水平处于国际二十世纪八十年代末九十年代初水平，与国外先进技术的差距主要体现在整机匹配、微操作性能、维修性、可靠性及外观质量上。现阶段我国的挖掘机仍处于仿制阶段，缺乏自主开发能力和发掘自身优势的意识。目前国产品牌的优势仍主要建立在价格优势和服务优势上，技术上还无法与国际先进水平相提并论。未来的发展将在很长一段时间内受制于两大主要配件，一是动力，二是液压件。国产动力要抗衡进口动力尚需时日，而国产液压件取代进口液压件更需巨大努力。1.3.2 国外挖掘机目前水平及发展趋势工业发达国家的挖掘机生产较早，法国、德国、美国、俄罗斯、日本是斗容量 3.5-40 m3 单斗液压挖掘机的主要生产国，从 20 世纪 80 年代开始生产特大型挖掘机。从 20 世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。1.开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。为满足市政建设和农田建设的需要，国外发展了斗容量在 0.25m3 以下的微型挖掘机，最小的斗容量仅在 0.01 m3。另外，数量最的的中、小型挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低比压、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。2.迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。所有这一切，挖掘机的全液压化为其奠定了基础和创造了良好的前提。3.重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发- 3 -33349第 3 页展速度。例如，德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置，使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作；美国林肯贝尔特公司新C 系列 LS-5800 型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。还安装了 CAPS（计算机辅助功率系统） ，提高挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能。4.更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面，促进了产品的优质高效率和竞争力。美国提出了考核动强度的动态设计分析方法，并创立了预测产品失效和更新的的理论。日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程序，研制了可靠性住处处理系统。在上述基础理论的指导下，借助于大量试验，缩短了新产品的研究周期，加速了液压挖掘机更新换代的进程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液压挖掘机的运转率达到 85%-95%，使用寿命超过 1 万小时。5.加强对驾驶员的劳动保护，改善驾驶员的劳动条件。液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。6.进一步改进液压系统。中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中，压力减小时和增大流量来裣，使液压泵功率保持恒定，亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油泵的最大功率。当外阻力增大时则减少流量（降低速度） ，使挖掘力成倍增长率加；采用三回路液压系统。产生三个互不成影响的独立工作运动。实现与回转达机械的功率匹配。将第三泵在其他工作运动上接通，成为开式回路第二个独立的快速成运动。此外，液压技术在挖掘机上普遍使用，为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。7.迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。20 世纪 70 年代，为了节省能源消耗和减少对环境的污染，使挖掘机的操作轻便和安全作业，降低挖掘机口音，改善驾驶员工作条件，逐步在挖掘上应用电子和自动控制技术。随着对挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、安全舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了机电一体化在挖掘机上的应用，并使其各种性能有了质的飞跃。20 世纪 80 年代，以微电子技术为核心的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘机上应用和推广，并已成为挖掘机现代化的重要标志，亦即目前先进的挖掘机上设有发动机自动怠速及油门控制系统、功率优化系统、工作模式控制系统、监控系统等电控系统。总之，国外小挖目前水平与发展动向国外小挖目前水平完全可以称之为渐趋完美、渐入佳境，其功能的可靠性，操作的流畅性和舒适性不必详述，即使其驾驶室内的美观与质感也几可与国产轿车蓖美。- 4 -44449第 4 页国外小挖目前的发展动向主要体现在：以一机多能为目标的多功能化；以提高操作性能为目标的智能化；以节能为目标的功率模式控制；以动态设计分析为基础的可靠性设计；以人为本的驾驶室设计；基于微电子技术的自动监控系统的发展。1.4 本课题研究的主要内容底盘行走系是整个机体的支撑部件，它设计的好坏直接影响到整机的稳定性及行驶性能，以及整机的挖掘工作能否正常进行。经过现场参观和查阅大量资料并借鉴相关成型的产品的参数后，决定本次设计对于小型无尾液压挖掘机的行走机构采用履带式行走装置，后轮驱动，前轮导向。其主要优点是：具有较大的牵引力和较低的接地比压；稳定性好；具有良好的越野性能和爬坡能力；转弯半径小；机动灵活。1.5 设计要求小型挖掘机主要用于城市、狭窄地区，代替人力劳动。主要作业是挖掘、装载、整地、起重等。小型挖掘机体积小，机动灵活，并趋向于一级多能，配备多种工作装置。由于这种机械的特点很靠近人，因此在设计上除了要求耐磨性、可靠性和作业效率等，还需要考虑人、机、环境的协调，特别注意以下几点：1. 安全性即机械作业过程中不要与周围的人和物相碰撞，防倾翻稳定性好。2. 低公害性即排放要求高、低震动、低噪音。3. 与周围环境能调和，形象要美观，形体和色彩不要引起人们的不快，对人有亲和感。4. 尽量扩大使用功能，可装多种附属装置，应成为城市万能工程机械。操作简便，任何人一学就会，都能操纵1.6 性能要求目前市场对小型挖掘机性能要求如下：1. 改进挖掘机可控性和控制精确性以及复合动作。2. 简化液压系统，降低成本，达到大作业量与低油耗的动态平衡。3. 改进工作可靠性。4. 改进驾驶操作舒适性及降低劳动强度，提高单位生产率。5. 改进操作安全性。6. 低震动、低噪音适用生活区工作。- 5 -55549第 5 页1.7 设计的手段、方法、思路此次设计所采用的设计手段是数值计算和计算机绘图（清华天河 CAD2008二次开发软件）等。设计的方法主要采用类比法和经验公式算法。首先对底盘所要求达到的技术参数进行分析和设定，再对机体中具有决定性作用的零部件进行详细的分析，明确整个设计中的技术难题和解决问题的核心，进一步找到相应的解决问题的方法，最终使设计问题得以解决。- 6 -66649第 6 页2 履带式行走装置的总体方案设计2.1 设计目的大四的毕业设计是专业教学规定的一项最重要的综合性和结业性学习环节，它要求我们运用大学所学的专业知识对实际问题的思考，然后给定方案进行设计，是大学学习的一个升华。进一步锻炼学生的理论知识，分析能力，解决问题的能力和综合素质2.2 设计课题0.3 小型履带液压挖掘机的底盘系统设计2.3 设计的原始数据1. 铲斗容量：0.3 立方米；2. 回转速度：9r/min；3. 爬坡能力：30%；4. 最大挖掘距离：5700mm；5. 液压系统：高压；6. 最大挖掘深度：3450mm。2.4 总体设计原则进行液压挖掘机的底盘总体设计时应该遵循以下原则：1. 满足使用要求、满足经济性的要求、满足劳动保护的要求、满足工艺性要求、满足机器的结构性能要求、某些零件、部件满足耐磨性要求；2. 在不增高行走装置总高度的前提下应使行走装置具有较大的离地间隙，使挖掘机在不平地面上行走具有良好的通过性能，力求增强机器对各种运行条件和作业要求的适应性；3. 要降低挖掘机的接地比压或具有较大的支承面积，以提高挖掘机的稳定性。挖掘机在斜坡下行时不发生超速溜坡现象，挖掘时不发生下滑，提高工作时的安全可靠性；4. 挖掘机的行走装置外型尺寸应符合道路运输要求，外形美观；5. 各个部件或总成的性能应相互协调、匹配，力求整体性能的一致和最优化，不可盲目追求某个局部的最佳性能，否则，可能造成整体性能恶化，或产生薄弱坏节；- 7 -77749第 7 页6. 正确地处理继承与创新的辩证关系，采用成熟技术，通过深入的理论分析，进行必要的科学实验，勇于创新。2.5 行走装置的选型挖掘机根据不同的行走系可分为轮胎式、履带式等。相对履带式而言，轮胎式行走装置在挖掘机中用得不多，但已成为工程机械的发展趋势之一。主要优点是：具有运行速度高，运行性能好，机动性能好，利于减轻机器重量，工作点转移方便、迅速、作业辅助工作时间段、生产效率高及本身效率高等优点。但轮胎式挖掘机对路面要求高，由于履带式挖掘机的附着力大，能达到轮胎式1.5 倍，通过性好，接地比压小，适宜在松软地段和湿地作业，抗磨损性能好，可在碎石地段、地形起伏较大的恶劣条件下作业，爬地能力强，宜在山区作业。履带式行走系比之轮胎式有以下特点：1.履带式挖掘机的驱动轮只卷绕履带而不在地面滚动，机器全重经支重轮压在多片履带板上，全部重量都是附着重量（这相当于全轮驱动的轮式机器） ，加上履带支承面上同时抓地的履齿较轮式机器同时抓地的胎面花纹多得多，所以履带式机器的牵引附着性能要好得多。2.与同马力的轮胎式机器相比，由于履带支承面大，接地比压小（一般小于 0.1MPa） ，所以在松软土壤上的下陷深度小，因而滚动阻力小，有利于发挥较大的牵引力。3.履带销子，销套等运动副使用中要磨损，要有张紧装置调节履带张紧度，它兼起一定的缓冲作用。导向轮既是张紧装置的一个组成部分，也是引导履带正确卷绕。但不能偏转，不能引导机器转向。4.履带式行走系重量大，运动惯性大，缓冲减振作用小。结构中最好有某些弹性元件。5.履带式行走系结构复杂，金属消耗多，磨损严重，维修量大，运行速度受限制。履带式行走装置是液压挖掘机用得最多的一种装置。履带行走装置的主要优点是：具有较大的牵引力和较低的接地比压（40 150KPa） ；稳定性好；具有良好的越野性和爬坡能力（坡度达 50% 100%） ；转弯半径小、机动灵活。但履带式行走装置的运行速度较低，一般在 0.5 6km/h 的范围内。现代中小型液压挖掘机多采用双速行走马达，行走速度可在 0 3.5km/h 和 0 5.5km/h 之间切换。目前，液压挖掘机的履带行走装置，除特殊用途外，均由专用底盘向通用底盘发展，不同厂家的底盘结构形式有趋同化的趋势。综上比较，考虑到挖掘机一般在野外作业，工作载荷变化大，作业环境恶劣，技术保养条件差；而履带式行走装置又是液压挖掘机用得最多的一种装置。因此本设计采用了履带式行走装置。履带式行走装置的结构图如图 2-1 所示：- 8 -88849第 8 页图 2-1 履带行走装置结构图1驱动轮总成；2、4整体式刚性悬架；3托链轮总成；5支重轮总成；6张紧装置；7导向轮总成；8履带。2.6 履带式行走装置的各部分的功用及结构布置履带式行走装置的功用是支承机体及机械的全部质量，将发动机传到驱动轮上的扭矩转变成机械行驶和进行作业所需的牵引力，传递、承受各种力、力矩，缓和路面不平引起的冲击、振动。履带式行走装置有结构完全相同的两部分，分别装在机械的两侧，主要由支重轮、托链轮、引导轮、缓冲装置及履带等组成。2.6.1 驱动轮驱动轮主要是用来将行走机构的动力传递给履带，因此驱动轮的主要要求是啮合平稳，并在履带因销套磨损而伸长时，仍能很好的啮合，不得有跳齿现象。在履带挖掘机等工程机械上，多数是把驱动轮布置在后方。这样既可缩短履带张紧段的长度，减少功率损失，又可提高履带的使用寿命。驱动轮中心的高度 hk应有利于降低整机的重心高度，其直径尺寸 Dk，应有利于增加履带的接地长度，但在决定上述两个尺寸时，还需综合考虑整机的离地间隙和离去角2 的值。履带挖掘机的 2 值，一般不超过 25。驱动轮典型结构如图 2-2 所示：- 9 -99949第 9 页图 2-2 驱动轮的典型结构2.6.2 支重轮支重轮用螺钉固定在轮架下面，用于支撑机械的质量，并将质量分布在履带板上。同时还依靠其滚轮凸缘夹持链轨不使履带横向滑脱（脱轨） ，保证机械沿履带方向运动。挖掘机的重力通过支重轮传给履带，在挖掘和行走时还经常受到冲击，所以支重轮所承受的载荷很大，支重轮的工况恶劣，密封性要求可靠；支重轮的布置设计需考虑履带链轨的节距，以免引起下车共振现象。结构布置：根据功率大小，履带推土机每侧有 47 个支重轮，功率小的取下限，功率大的取上限。当履带接地长度一定时，增加支重轮个数，可使接地压强均匀，减少履辙深度金额滚动阻力，但增加个数后，势必减少直径，从而增大支重轮在履轨上滚动的阻力，综合考虑这两个因素，一般取支重轮直径=（12.0） 。各支重轮等距分布，轴间距 =(1.72.0) ,最后端的zD1l zl1l支重轮轴与驱动轮轴之间的距离 =(2.32.6) ，最前端的支重轮位置应保klt证张紧轮调整到最后极限位置而缓冲弹簧又压缩达最大值时不会发生干涉。驱动链轮齿顶与支重轮轮毂之间，应留有足够的间隙，以防积泥。1 2 3 4 5657 8 9图 2-3 支重轮的典型结构及其组成1螺塞；2端盖；3轴；4轴套；- 10 -10101049第 10页5浮动油封；6浮动油封环；7O形圈；8销2.6.3 导向轮导向轮用于引导履带正确运转，可以防止跑偏和越轨，大部分液压挖掘机的导向轮同时起到了支重轮的作用，这样可以增加履带对地面的接触面积，减小比压。导向轮的轮面大多制成光面，中间有挡肩环作导向用，两侧的环面则能支撑轨链起支重轮的作用。导向轮的中间挡肩环应有足够的高度，两侧边的斜度要小。导向轮安装在台车架的前部，它主要用来引导履带的行驶方向，并借助缓冲装置使履带保持一定的紧度，减小履带在运行中的跳动，从而减小冲击载荷以及额外的功率损耗，并防止履带脱轨。结构布置：较大的导向轮可以减少履带载荷的波动，但增大导向轮直径 D0受结构布置限制。导向轮轮缘最高点，应比驱动轮低 1060mm，这样能使上方区段的履带依靠本身重量顺势前滑。试验表明，导向轮与最靠近的支重轮距离愈小则导向性能愈好，但一般不应小于履带节距的三倍，否则履带运动的不均匀性太大。导向轮的典型结构及其组成如图 2-4 所示：图 2-4 导向轮的典型结构及其组成1轮体；2浮动油封；3浮动油封环；4螺栓；5垫圈；6销；7连接板；8密封圈；9滑轨；10轴套；11螺塞2.6.4 张紧装置缓冲装置的主要功用是使履带保持有一定的紧度，减少履带的下垂和在运动时的跳动。同时当引导轮前遇有障碍物或履带卡入石块等硬物而使履带过于张紧时，它能允许引导轮后移，以避免损坏机件。越过障碍物后，引导轮又在缓冲装置弹簧的作用下恢复原位。张紧装置的典型结构及其组成如图2-5所示：- 11 -11111149第 11页图 2-5 张紧装置的典型结构及其组成1张紧油缸；2弹簧；3限位套4支承座；5螺母；6螺钉；7组合垫圈；8加油工具2.6.5 拖链轮托链轮通过支架安装在台车车架上，其功用是用来将履带上部托起，防止履带下垂过大，减小履带在运动中产生的跳动和侧向摆动。靠近驱动轮的托链轮，还能减小因驱动轮旋转而将履带沿驱动轮的切线方向甩动时所产生的履带下垂。结构布置：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，托链轮数目不宜过多，每侧履带一般为 12 个。托链轮的位置应有利于履带脱离驱动链轮的齿合，并平稳而顺利地滑过托链轮和保持履带的张紧状态。当采用两个托链轮时，后面一个托链轮应靠近驱动链轮，并使托链轮轮缘的上平面高度 ht1与 0.5Dt之和等于或大于驱动轮的节圆半径 0.5 ,以限制该处履带下垂，并使履带易于脱开齿合。托链轮的位kD置尺寸，通常为 lt20.4L， 。托链轮的结构及其组成如图 2-6 所示：)(21lLl图 2-6 托链轮的典型结构及其组成1端盖；2螺塞；3螺钉；4垫片；5轴套；- 12 -12121249第 12页6轮体；7浮动油封；8浮动油封环；9端盖；10轴2.6.6 履带履带是将挖掘机的重力及工作和行走时的载荷传给地面。挖掘机履带按材质可以分为钢履带与橡胶履带；钢履带耐磨性好，维修方便，经济性好因而运用普及；橡胶履带是为了保护路面不受损伤一般运用在小型液压挖掘机上。钢履带由履带板、链轨节、履带销轴和销套等组成；常用履带板分为单筋、双筋和三筋三种，单筋履带板筋较高，易插入地面产生较大的牵引力，主要用于推土机上；双筋履带板筋稍矮易于转向，且履带板刚度较好，三筋履带板由于筋多，使履带板的强度和刚度都得以提高，承重能力大，所以在挖掘机上广泛应用，三筋履带板上有四个联接孔，中间有清泥孔，当链轨绕过驱动轮时可借助轮齿清除链轨节上的淤泥；相邻两履带板制成搭接部分，防止履带板之间夹进石块而产生过高的张力。图 2-7 履带的典型结构及其组成1左链轨节；2右链轨节；3销轴；4销套；5锁紧销套；6销垫；7锁紧销垫；8锁紧销轴；9螺栓；10螺母；11履带板- 13 -13131349第 13页3 履带的设计3.1 履带的尺寸参数1. 履带宽度 b 的初步确定：（3-1）32091.M取自工程机械底盘设计P306式中： 装载机的整机质量，由单斗液压挖掘机P42 液压挖掘机基M本参数系列表，这里取 。t3.6所以： mb42537.62091.为了取标准节距的履带，这里取 b=400mm履带宽度 和履带支撑面长度 一般按总体设计及工作条件的平均接地比压b0L确定q(3-2)20qbG取自单斗液压挖掘机P190式中： 履带支撑面的长度， m； 0L挖掘机总重， ；GNG617408.930履带宽度，mm；b平均接地比压，根据工程机械底盘构造与设计 P343 选取q；KPa40所以 ：=20qbGLm93.1405617这里初取 .mL20- 14 -14141449第 14页计算所得的 应满足转向要求： 0L(3-3)fBL20参看工程机械底盘构造与设计P343式中： 支撑面长度， =2000 mm；0L0履带轨距， ， 初选B mMkB1480.368.3 m16附着系数， =1.0； 滚动阻力系数， =0.10；f f根据工程机械底盘构造与设计可知 =0.5； 所以； 6.35.012.160BL与 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0Lb械 为 。02.18.满足要求。.40Lb所以，履带的宽度、支撑面的长度选择合适，即 =400 mm ， =2000 mm。b0L2. 履带板结构的选择履带板的型式很多，标准化后规定采用重量轻、强度高、结构简单和价格较低的轧制履带板。履带板有单筋、双筋和三筋数种。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。三筋板上有四个连接孔，中间有两个清泥孔。当链轨绕过驱动轮时可借助轮齿自动清除链轨节上的淤泥。相邻两履带板制成有搭接部分，防止履带板之间夹进石块而产生高的应力。3.履带节距 0t- 15 -15151549第 15页履带节距 ，随自重 的增大而线性增大，通常为：0tGmMlt 2041563025.