《液压挖掘机行走机构的设计案例》4300字

液压挖掘机行走机构的设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u22572液压挖掘机行走机构的设计案例综述 111981.1履带 1299571.1.1作用和布置方式 1322871.1.2确定履带的宽度b，履带支撑面长度L0 2249321.1.3确定履带节距t0 3217681.1.4确定履带的带长L 356841.1.5履带的高度H 4248541.1.6转台离地高度h1 4279511.1.7履带板的强度计算及校核 4314451.2驱动轮 549961.2.1驱动轮的作用和装配及选型 5159371.2.2主要尺寸参数 5293451.2.3驱动轮的强度计算 7161051.3轮边减速器 7185071.1.1轮边减速器的选型 787471.1.2行星齿轮传动比计算 812389所以 9308051.4液压马达的主要参数 9138541.5支重轮 11132211.5.1支重轮的介绍 11285081.5.2个数的确定 12216351.5.3轮与轴的强度及其检验 13318951.6托链轮 15236661.6.1托链轮的作用和布置方式 15226641.6.2托链轮个数 15259861.7导向轮 15323421.7.1导向轮的作用和布置方式 151.1履带1.1.1作用和布置方式挖掘机履带要时刻支撑挖机总重，同时承受施工过程中产生的冲击和不均匀载荷，所以它是挖掘机行走装置的重要组成部分，而且履带还要利用本体与地面之间的承受摩擦来传递来自驱动轮的驱动力.履带属于易坏部件，因为履带在接地容易卷入泥石，所以履带要有足够的强度和刚度，以获得高耐磨性能和需求的强度的贴地能力。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—履带板图3-1履带的典型结构及其构成如果有杂质进入会导致使用寿命下降，所以选择密封性优良的组成式履带，三筋式履带板筋比较多，所以强度和刚度相对高，负荷能力大，当链轨绕过驱动轮时，可利用轮齿清除链轨节上的淤泥。所以本设计选择三筋式履带板。1.1.2确定履带的宽度b，履带支撑面长度L0通过查阅资料得知，履带宽度公式：（3-1）式中M——是挖掘机总重，本课题挖掘机重量是6.3T；B——是履带板宽度； 履带的宽度的确定是非常重要的，履带的宽度决定着接地比压，按公式（1.1）算出履带的宽度范围。根据国家标准取履带的宽度为400mm根据查阅资料得知，履带支撑面长度公式：（3-2）式中G——是总重，本设计挖掘机总重是6.3T；［q］——是挖掘机的平均接地比压，取［q］=40Kpa得出。将已知的数据代入履带支撑面长度满足公式：（3-3）式中B——是履带轨距；——是附着系数，取1；f——是摩擦系数，取0.1；经过计算，符合公式要求，因此履带的支撑面长度符合设计原则1.1.3确定履带节距t0履带节距公式：（3-4）根据这一条公式，代入已知的挖掘机机重，得履带节距范围本课题确定为。1.1.4确定履带的带长L根据公式：（3-5）式中——是尺寸系数；——是挖掘机总重，是6.3T；经过计算，带长的范围得到确定，由于考虑到整体布局，取L为，在计算的结果上增加了。1.1.5履带的高度H根据公式：(3-6)式中KT——是尺寸系数，范围是0.3~0.35；M——是总机重；经过计算得H=554mm～646mm，由于考虑到整体布局，在此基础上扩大了17%，取H为750mm。1.1.6转台离地高度h1根据公式：(3-7)式中K0——是尺寸系数，范围值是在0.37~0.42之间，.取0.4经过计算得h1=740mm，由于考虑到整体布局，取h1=761mm1.1.7履带板的强度计算及校核履带的计算工况公式：（3-8）履带销的剪切强度：（3-9）所受拉伸应力的危险截面为销孔的最窄处：（3-10）式中G——是挖掘机总重；——是三个销孔宽度的总和为；R——履带销套半径为27.5mm；r——履带销半径为18mm；——履带的计算工况；利用公式（3-8）得出=46.305KN，代入公式（3-10)，得到得数是许用拉伸应力［］150~200MPa，［］，履带的抗拉强度满足要求。1.2驱动轮1.2.1驱动轮的作用和装配及选型驱动轮是行走装置的移动机构，驱动轮分为直线型，凸型和凹形这三种类别，考虑到整体操作，齿形的构造选为凹齿形。驱动轮在销套受到磨损时不能出现跳齿现象，需要保证轮齿啮合度高，履带挖掘机等工程机械大多为后轮驱动，后轮驱动使行驶更加平稳。挖掘机才能安全运行。图3-2驱动轮示意图1.2.2主要尺寸参数因为驱动轮轮齿与履带之间需要足够的啮合度，也就是节距相等，那么节距就。参看《工程机械底盘构造与设计》，齿数Z确定是，所以它的名义齿数为。根据节圆半径计算公式(3-11)式中——是驱动轮的节距；——是驱动轮节圆半径；——是驱动轮的名义齿数；那么根据公式：（3-12）式中——是驱动轮的齿根圆直径；——是履带销套的直径；所以通过计算，根据公式：（3-13）式中——是齿顶圆直径；——是节圆直径；——是履带销套的直径；经过计算，求得，取整，那么就是660mm为了得到驱动轮的齿高，查找到齿高计算公式：（3-14）齿股半径公式和齿谷距离计算公式：（3-15）（3-16）根据公式，求得齿谷半径是，齿谷距离半径1.2.3驱动轮的强度计算利用上一节的数据，我们利用公式可以轻松得出的数据，那么根据抗弯截面系数公式：（3-17）式中b——是已经知道的驱动轮宽度：h——是已经知道的驱动轮齿高；所以可以利用公式（3-14）求得的已知数据齿高和已知驱动轮宽度，并利用公式（3-17）得出抗弯截面系数为mm。那么我们就可以知道本课题的驱动轮强度是否符合要求了弯曲强度计算公式：（3-18）式中Wu——是抗弯界面系数；h——是齿高；由此可以得出结果挤压强度计算公式：（3-19）式中b——是驱动轮宽度；d——是是履带销套的直径；由此可以得出那么满足挤压强度和弯曲强度都满足了。1.3轮边减速器1.1.1轮边减速器的选型查阅《行星齿轮传动设计》了解到，我们需要轴向和径向尺寸达到设计要求的减速器。因此本设计选用斜盘式轴向柱塞马达和双行星排减速机构。根据设计原则，因为我们需要比较简单的减速器，所以我们选择轴固定行星式。查《行星齿轮传动设计》这本书。选择三个行星齿轮1.1.2行星齿轮传动比计算图3-3轴固定式行星齿轮减速器的原理图液压马达将动力传递给太阳轮，使得齿圈转动，最终传动了驱动轮，（3-20）1和6指的是太阳轮，3和4指的是齿轮圈，5和2代表行星齿轮，齿轮1和6的齿数分别是14和13，齿圈3和4的齿数分别是76和71，行星齿轮是5和2齿数分别是是29和31。第一排行星轮6、5、4和系杆构成差动轮系，（3-21）第二排行星轮1、2、3构成定轴轮系，（3-22）因此，（3-23）所以（3-24）（3-25）经过计算其总传动比为40.541.4液压马达的主要参数液压马达是一种将液压能转化成机械能的元件，理论上，马达的排量可以通过公式求得：(3-26)式中——是液压马达的输出转矩；——是液压马达的有效工作压力；——是液压马达的机械效率；通过查阅期刊资料，我们知道机械效率范围一般为，并通过课本找到液压马达的有效工作压力公式，和它的输出转矩公式：（3-27）（3-28）式（3-27）中——是液压泵的出口压力；——是压力损失；——是回油背压；通过查阅书籍资料，得知液压泵的出口压力范围是25MPa~32MPa，本课题取。压力损失一般为，本课题取。回油背压一般取，本课题取。所以可以代入公式（3-27）得到液压马达的有效工作压力是。式（3-28）中——是单条履带的牵引力，是；——是节圆半径，是；——总传动比，是；——是行走机构效率，通常取；通过利用公式（3-28）得出液压马达的输出转矩是根据公式（3-27）（3-28）的结果，代入公式（3-26）计算得出，马达的理论排量是。通过查阅资料，马达每分钟的排量可以根据下行公式求出：（3-29）这需要知道马达的最高输出转速，公式是：（3-30）已知道总传动比是现在需要知道驱动轮的最高转速，而已知驱动轮的节圆半径和挖掘机最高移速，所以直接代入公式：（3-31）得出驱动轮的最高转速是45.45将结果代入公式（3-42）得到液压马达的最高输出转速：1842.54接着将结果代入公式（3-41）得到马达每分钟的排量就是24.21根据液压马达输出功率公式：(3-32)式中——是单条履带的牵引力，是；——是最低移动速度，是；——是节圆半径，是；——是行走机构效率，通常取；求得液压马达的输出功率为最后根据这些参数，参考《液压马达选用与维修手册》，选用型号为的斜轴式轴向柱塞液压马达。1.5支重轮1.5.1支重轮的介绍组合式履带的支重轮分单凸缘和双凸缘两种。凸缘的作用是用来防止履带转弯时脱轨。安装在装置两侧，轮架的下侧，考虑到发动机的功率，最低程度安装四个，最多安装七个。安装时，每排支重轮前面有张紧机构，后面有驱动轮。所以，离张紧机构最近的支重轮不能影响到张紧机构的工作，最远的支重轮不影响驱动轮工作。支重轮承受着挖掘机大部分重力，在挖掘机工作时经常受到冲击，所以支重轮所承受的负荷很大，经受风吹雨打，容易被腐蚀或者让泥沙进入轮中，因此要求结构具有优良的密封性，而且制造支重轮材料要有高耐磨性和耐压性。支重轮的材料可以在50Mn或55SiMn这两个对象中中进行选择。1—螺塞；2—端盖；3—轴；4—轴套；5—浮动油封；6—浮动油封环；7—O形圈；8—销；9—轮体图3-4支重轮典型结构组成示意图1.5.2个数的确定在允许范围之内，支重轮越多，接地比压就越均匀，挖掘机的行驶越平稳，为了使接地比压分布比较均匀，一般根据支重轮的间距公式：(3-33)得出间距范围，取。最后端支重轮到驱动轮轮轴的间距：（3-34）得出间距范围，取间距。最前端的支重轮与导向轮之间的距离：（3-35）取距离是代入支重轮的个数公式：（3-36）式中——是最前端支重轮到导向轮的间距；——是驱动轮轴到最后端支重轮的间距；——是支重轮的间距；——是履带支撑面的长度；代入经过之前计算所得的数据，经过简单的计算，本小节确定支重轮的数目为5个。1.5.3轮与轴的强度及其检验（3-36）根据上述公式和计算过程，轮的接触应力合格。在挖掘机行驶时候，遇到路面凹凸不平的路段，每侧的单个支重轮所承受的载荷应当满足公式为（3-37）图3-5支重轮轴受力及应力图轴所受的最大弯矩：（3-38）轴的抗弯截面系数：(3-39)轴的弯曲强度公式：(3-40)式中——是轴所受的最大弯矩；——是轴的抗弯截面系数；根据公式（3-38）(3-39)得出轴的弯曲强度是47.3MPa所以支重轮轴的弯曲强度满足设计要求