2.5t履帶式液壓驅動底盤的設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含9張CAD圖紙】-jxsj57
履帶式液壓底盤的設計
履帶式液壓驅動底盤的設計
摘要：履帶式底盤的結構特點和性能決定了它在農(nóng)田耕作業(yè)中具有明顯的優(yōu)勢，履帶式底盤的接地比壓相對較低。不會對翻耕過的土壤造成多次反復的碾壓，而輪式底盤在整地和耙地作業(yè)時輪胎在翻耕過的土壤上反復碾壓，造成對土壤的多次壓實，不利于播種后種子的生長發(fā)育。因此，研究履帶底盤的性能具有極其重要的意義。
本畢業(yè)設計的課題為履帶式液壓驅動底盤的設計，設計了一種后輪驅動行走底盤，底盤采用發(fā)動機與液壓傳動系統(tǒng)相結合實現(xiàn)動力匹配，底盤的液壓系統(tǒng)實現(xiàn)了一泵驅動兩馬達差速行走，使其結構緊湊、操作靈活、安全可靠，能適應外負荷的劇烈變化，整機的性能得到了提高，能滿足各種工況下的使用要求。在已知功率的情況下，整個設計參考農(nóng)業(yè)機械的基本參數(shù)，選取了液壓馬達、液壓泵等液壓件。履帶的結構同樣參考了履帶拖拉機的基本參數(shù)，設計了履帶的結構和尺寸，使整個設計得到了優(yōu)化。
經(jīng)過比較試驗，本設計得到以下結論：
（1）底盤的液壓系可實現(xiàn)一泵兩馬達差速行走，增加了底盤的自適應能力。
（2）本設計的底盤的質(zhì)量為2.5t，與目前大部分底盤相比，達到了輕體的設計要求。
（3）液壓驅動系統(tǒng)能夠實現(xiàn)無級變速，同時能夠實現(xiàn)制動和高低速轉換，即：工作時低速行駛，轉場是高速行駛。靈活方便，易于操縱。
關鍵詞：履帶 液壓系統(tǒng) 底盤
The design of hydraulic crawler chassis
Abstract
Crawler chassis structure determines its characteristics and performance in the fields farming industry has a clear advantage. Crawler chassis ground pressure is relatively low. Tilling the soil will not cause too many repeated rolling. The wheeled chassis in the preparation and harrow tillage operations tires rolling over the soil again, Soil compaction caused by repeated is not conducive to the growth and development after sowing seeds, Therefore, the study tracked the performance of the chassis is extremely important.
The subject of this graduation project is tracked hydraulically driven chassis .Design a rear wheel drive, the chassis walk chassis engine and hydraulic transmission system to realize dynamic matching .The hydraulic system realizes the chassis a pump driven two motor differential walk, make its compact structure, flexible operation, safe, reliable, and can adapt to the drastic change of load, the machine performance can satisfy the various working conditions of use requirement. In the case of a known power, the design references the basic parameters of agricultural machines, select a hydraulic motor, hydraulic pump, etc. The structure of the reference the same track basic parameters of the crawler tractor, design the structure and size of crawler, make whole design are optimized.
After more testing, this design get the following conclusions:
Chassis system can achieve a hydraulic pump motor differential walking two, to increase the adaptive capacity of the chassis.
The?design of the?chassis?mass of?2.5t, Compared with the current most of the chassis, Reached a?lightweight?design requirements
Variable speed?hydraulic?drive system?to achieve, At the same time to achieve high-speed braking and convert, Namely: working at low speed, transitions is high speed. Flexible, easy to manipulate’
Key words Crawler Hydraulic system Chassis
目 錄
1 引言 - 1 -
1.1 國內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的現(xiàn)狀 - 1 -
1.2國內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的發(fā)展趨勢 - 3 -
1.3主要設計內(nèi)容與關鍵技術 - 3 -
2 技術任務書（JR） - 4 -
2.1總體設計依據(jù) - 4 -
2.1.1 設計要求 - 4 -
2.1.2設計原則 - 4 -
2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 - 5 -
2.3 產(chǎn)品的主要技術要求與主要技術參數(shù) - 5 -
2.3.1 主要技術要求 - 5 -
2.3.2 主要技術參數(shù) - 5 -
2.4 考慮到的若干方案的比較 - 5 -
3 設計計算說明書（SS） - 6 -
3.1 結構方案分析與確定 - 6 -
3.1.1 履帶式與輪式底盤的比較 - 6 -
3.1.2 結構方案的確定 - 7 -
3.2 履帶式行走底盤總體的設計 - 7 -
3.2.1 結構組成及其工作原理 - 7 -
3.3 履帶行走裝置計算 - 7 -
3.3.1 液壓馬達的選取 - 7 -
3.3.2 液壓泵的選取 - 8 -
3.3.3驅動軸的選取 - 9 -
3.3.4驅動輪和導向輪的設計和計算 - 10 -
4 使用說明書（SM） - 15 -
4.1 結構及工作原理 - 15 -
4.2 主要技術參數(shù) - 16 -
4.3使用注意事項 - 16 -
5 技術條件（JT） - 16 -
5.1 檢驗規(guī)則 - 17 -
5.1.1檢驗的劃分 - 17 -
5.1.2出廠檢驗 - 17 -
5.1.3型式檢驗 - 17 -
6 結論 - 18 -
參考文獻 - 19 -
致謝 - 20 -
履帶式液壓驅動底盤的設計
1 引言
1.1 國內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的現(xiàn)狀
底盤的作用是支承、安裝發(fā)動機及其各部件、總成，形成車輛的整體造型，并動力，使整車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。
我國生產(chǎn)履帶底盤的歷史較短，與起重機的發(fā)展基本相同，與世界先進國家相比，國內(nèi)履帶底盤的技術含量低、系列化程度低，在制造和設計上還存在一定的差距。近年來，國內(nèi)履帶起重機的快速發(fā)展，給履帶底盤的發(fā)展帶了機遇，系列得以不斷的提高。
目前國內(nèi)生產(chǎn)履帶底盤的主要廠家有寧波邦力、濟寧一飛工程機械有限公司、奉化優(yōu)嘉力液壓有限公司、上海五一重工挖掘機履帶總成有限公司、寧波杰瑞液壓傳動有限公司。
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軸承蓋.dwg
驅動輪.dwg
驅動軸.dwg
履帶式液壓底盤的設計 摘要： 履帶式底盤的結構特點和性能決定了它在農(nóng)田耕作業(yè)中具有明顯的優(yōu)勢，履帶式底盤的接地比壓相對較低。不會對翻耕過的土壤造成多次反復的碾壓，而輪式底盤在整地和耙地作業(yè)時輪胎在翻耕過的土壤上反復碾壓，造成對土壤的多次壓實，不利于播種后種子的生長發(fā)育。因此，研究履帶底盤的性能具有極其重要的意義。 本畢業(yè)設計的課題為履帶式 液壓驅動底盤的設計，設計了一種后輪驅動行走底盤，底盤采用發(fā)動機與液壓傳動系統(tǒng)相結合實現(xiàn)動力匹配，底盤的液壓系統(tǒng)實現(xiàn)了一泵驅動兩馬達差速行走，使其結構緊湊、操作靈活、安全可 靠，能適應外負荷的劇烈變化，整機的性能得到了提高，能滿足各種工況下的使用要求。在已知功率的情況下，整個設計參考農(nóng)業(yè)機械的基本參數(shù)，選取了液壓馬達、液壓泵等液壓件。履帶的結構同樣參考了履帶拖拉機的基本參數(shù)，設計了履帶的結構和尺寸，使整個設計得到了優(yōu)化。 經(jīng)過比較試驗，本設計得到以下結論： （ 1）底盤的液壓系可實現(xiàn)一泵兩馬達差速行走，增加了底盤的自適應能力。 （ 2）本設計的底盤的質(zhì)量為 目前大部分底盤相比，達到了輕體的設計要求。 （ 3）液壓驅動系統(tǒng)能夠實現(xiàn)無級變速，同時能夠實現(xiàn)制動和高低速轉換 ，即：工作時低速行駛，轉場是高速行駛。靈活方便，易于操縱。 關鍵詞 ： 履帶 液壓系統(tǒng) 底盤 目 錄 1 引言 ............................................................... - 1 - 內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的現(xiàn)狀 ...................................... - 1 - .................................. - 3 - ............................................ - 3 - 2 技術任務書（ .................................................... - 4 - ...................................................... - 4 - 計要求 ........................................................ - 4 - ........................................................ - 4 - 品的用途及使用范圍 .............................................. - 5 - 品的主要技術要求與主要技術參數(shù) .................................. - 5 - 要技術要求 .................................................... - 5 - 要技術參數(shù) .................................................... - 5 - 慮到的若干方案的比較 ............................................ - 5 - 3 設計計算說明書（ ................................................ - 6 - 構方案分析與確定 ................................................ - 6 - 帶式與輪式底盤的比較 .......................................... - 6 - 結構方案的確定 ................................................. - 7 - 帶式行走底盤總體的設計 .......................................... - 7 - 構組成及其工作原理 ............................................ - 7 - 帶行走裝置計算 .................................................. - 7 - 壓馬達的選取 .................................................. - 7 - 壓泵的選取 .................................................... - 8 - .................................................... - 9 - ..................................... - 10 - 4 使用說明書（ ................................................... - 15 - 構及工作原理 ................................................... - 15 - 要技術參數(shù) ..................................................... - 16 - ..................................................... - 16 - 5 技術條件（ ..................................................... - 16 - 檢驗規(guī)則 ........................................................ - 17 - ..................................................... - 17 - ....................................................... - 17 - ....................................................... - 17 - 6 結論 ............................................................... - 18 - 參考文獻 ............................................................. - 19 - 致謝 ................................................................. - 20 - 履帶式液壓驅動底盤的設計 1 引言 內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的現(xiàn)狀 底盤的作用是支承、安裝發(fā)動機及其各部件、總成，形成車輛的整體造型，并動 力，使整車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。 我國生產(chǎn)履帶底盤的歷史較短，與起重機的發(fā)展基本相同，與世界先進國家相比，國內(nèi)履帶底盤的技術含量低、系列化程度低，在制造和設計上還存在一定的差距。近年來，國內(nèi)履帶起重機的快速發(fā)展，給履帶底盤的發(fā)展帶了機遇，系列得以不斷的提高。 目前國內(nèi)生產(chǎn)履帶底盤的主要廠家有寧波邦力、濟寧一飛工程機械有限公司、奉化優(yōu)嘉力液壓有限公司、上海五一重工挖掘機履帶總成有限公司、寧波杰瑞液壓傳動有限公司。 （ 1） 寧波邦力專業(yè)生產(chǎn)橡膠和鋼制履帶行走底盤，有 5噸、 8噸、 12噸，最大克最大 130噸的底盤行走，產(chǎn)品大量用于各種履帶行走機構中，有挖掘機，鉆機，煤礦設備等行業(yè)中；同時，專業(yè)生產(chǎn)非開挖鉆機履帶底盤，各種鉆機履帶行走底盤。 結構性能特點： ① 支承主機重量，具有前進、后退轉彎行走之功能。 ② 橡膠履帶采用日本技術生產(chǎn)的建筑機械型，承載能力、牽引力大，噪音低，不傷及柏油路面，具有良好的行駛性能。 ③ 配有內(nèi)藏式低速大扭矩馬達行走減速機，具有高通過性能。 ④ 形行走架，結構強度、剛度大，利用折彎加工。 ⑤ 支重輪、導向輪采用深溝球軸承，一次性加黃油潤滑，免使用中維護和保養(yǎng)加油。 ⑥ 軸端雙密封結構，保證潤滑油密封不外漏，并能防止泥水進入輪腔。 ⑦ 支重輪，導向輪、驅動輪齒采用合金鋼并經(jīng)淬火處理，耐磨性好，使用壽命長。 ⑧ 彈簧漲緊機構彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。 性能參數(shù)： ① 底盤自身質(zhì)量 械允許總重 ② 履帶高度低， H=466 ③ 行駛速度高 v=2h。 ④ 行走液壓馬達減速機工作壓力 01634ml/r， 724N· m。 ⑤ 牽引力大， T=5536引能力 92%（理論值），爬坡能力α >30°。 ⑥ 地比壓力 p= 目前該產(chǎn)品從 48 （ 2）濟寧一飛專業(yè)生產(chǎn)各種進口，國產(chǎn)挖掘機，推土機，攤鋪機，旋挖鉆機，給料機，裝載機等各種工程機械鏈軌，履帶總成，各種鏈軌節(jié)，鏈軌合件，銷套，履帶板及四輪產(chǎn)品。各種型號小挖橡膠履帶，橡膠塊，節(jié)距 101， 106，135， 140， 154， 160， 171， 190， 203， 216， 228， 240， 260等 10 余種規(guī)格，上百個系列。 （ 3）奉化優(yōu)嘉力系列履帶底盤選用高品質(zhì)的行走馬達、減速機，體積小、重量輕、輸出扭矩大、制動可靠，整體行走機構更加緊湊 。 （ 4）上海五一重工主要經(jīng)營進口挖掘機、推土機底盤件。直接從國外生產(chǎn)廠家進貨 ,以意大利，日本，韓國底盤件為主。產(chǎn)品有進口挖掘機、推土機履帶總成：支重輪、引導輪、托鏈輪、驅動輪、鏈軌、螺栓、鏈板、鏈節(jié)、斗軸、肖、套等。 這些優(yōu)質(zhì)進口零件廣泛應用于：（ 特、（ 松、（ 立、（ 藤、（ 友、（ 鋼、（ 宇、（ 代等各種進口或合資挖掘機、推土機，重型工程機械。 （ 5）寧波杰瑞專業(yè)生產(chǎn)橡 膠 5噸、8噸、 12噸，最大克最大 130噸的底盤行走，產(chǎn)品大量用于各種履帶行走機構中，有挖掘機，鉆機，煤礦設備等行業(yè)中；同時，專業(yè)生產(chǎn)非開挖鉆機履帶底盤，各種鉆機履帶行走底盤。結構性能特點： ① 支承主機重量，具有前進、后退轉彎行走之功能。 ② 橡膠履帶采用日本技術生產(chǎn)的建筑機械型，承載能力、牽引力大，噪音低，不傷及柏油路面，具有良好的行駛性能。 ③ 配有內(nèi)藏式低速大扭矩馬達行走減速機，具有高通過性能。 ④ 形行走架，結構強度、剛度大，利用折彎加工。 ⑤ 支重輪、導向 輪采用深溝球軸承，一次性加黃油潤滑，免使用中維護和保養(yǎng)加油。 ⑥ 軸端雙密封結構，保證潤滑油密封不外漏，并能防止泥水進入輪腔。 ⑦ 支重輪，導向輪、驅動輪齒采用合金鋼并經(jīng)淬火處理，耐磨性好，使用壽命長。 ⑧ 彈簧漲緊機構彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。 畢業(yè) 設計說明書 題 目 ： 履帶式液壓驅動底盤的設計 作 者 ： 學 號： 專 業(yè) ： 班 級 ： 指導老師 ： (姓 名 ) (專業(yè)技術職務 ) 評 閱 者： (姓 名 ) (專業(yè)技術職務 ) 年 月 目 錄 1 引言 ............................................................... - 1 - 內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的現(xiàn)狀 ...................................... - 1 - .................................. - 3 - ............................................ - 3 - 2 技術任務書（ .................................................... - 4 - ...................................................... - 4 - 計要求 ........................................................ - 4 - ........................................................ - 4 - 品的用途及使用范圍 .............................................. - 5 - 品的主要技術要求與主要技術參數(shù) .................................. - 5 - 要技術要求 .................................................... - 5 - 要技術參數(shù) .................................................... - 5 - 慮到的若干方案的比較 ............................................ - 5 - 3 設計計算說明書（ ................................................ - 6 - 構方案分析與確定 ................................................ - 6 - 帶式與輪式底盤的比較 .......................................... - 6 - 結構方案的確定 ................................................. - 7 - 帶式行走底盤總體的設計 .......................................... - 7 - 構組成及其工作原理 ............................................ - 7 - 帶行走裝置計算 .................................................. - 7 - 壓馬達的選取 .................................................. - 7 - 壓泵的選取 .................................................... - 8 - .................................................... - 9 - ..................................... - 10 - 4 使用說明書（ ................................................... - 15 - 構及工作原理 ................................................... - 15 - 要技術參數(shù) ..................................................... - 16 - ..................................................... - 16 - 5 技術條件（ ..................................................... - 16 - 檢驗規(guī)則 ........................................................ - 17 - ..................................................... - 17 - ....................................................... - 17 - ....................................................... - 17 - 6 結論 ............................................................... - 18 - 參考文獻 ............................................................. - 19 - 致謝 ................................................................. - 20 - - 1 - 履帶式液壓驅動底盤的設計 1 引言 內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的現(xiàn)狀 底盤的作用是支承、安裝發(fā)動機及其各部件、總成，形成車輛的整體造型，并 動力，使整車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。 我國生產(chǎn)履帶底盤的歷史較短，與起重機的發(fā)展基本 相同，與世界先進國家相比，國內(nèi)履帶底盤的技術含量低、系列化程度低，在制造和設計上還存在一定的差距。近年來，國內(nèi)履帶起重機的快速發(fā)展，給履帶底盤的發(fā)展 帶了機遇，系列得以不斷的提高。 目前國內(nèi)生產(chǎn)履帶底盤的主要廠家有寧波邦力、濟寧一飛工程機械有限公司、奉化優(yōu)嘉力液壓有限公司、上海五一重工挖掘機履帶總成有限公司、寧波杰瑞液壓傳動有限公司。 （ 1） 寧波邦力專業(yè)生產(chǎn)橡膠和鋼制履帶行走底盤，有 5噸、 8噸、 12噸，最大克最大 130噸的底盤行走，產(chǎn)品大量用于各種履帶行走機構中，有挖掘機，鉆機，煤礦設備等行業(yè)中；同時 ，專業(yè)生產(chǎn)非開挖鉆機履帶底盤，各種鉆機履帶行走底盤。 結構性能特點： ① 支承主機重量，具有前進、后退轉彎行走之功能。 ② 橡膠履帶采用日本技術生產(chǎn)的建筑機械型，承載能力、牽引力大，噪音低，不傷及柏油路面，具有良好的行駛性能。 ③ 配有內(nèi)藏式低速大扭矩馬達行走減速機，具有高通過性能。 ④ 形行走架，結構強度、剛度大，利用折彎加工。 ⑤ 支重輪、導向輪采用深溝球軸承，一次性加黃油潤滑，免使用中維護和保養(yǎng)加油。 ⑥ 軸端雙密封結構，保證潤滑油密封不外漏，并能防止泥水進入輪腔。 ⑦ 支重輪，導向輪、驅動輪齒采用 合金鋼并經(jīng)淬火處理，耐磨性好，使用壽命長。 ⑧ 彈簧漲緊機構彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。 性能參數(shù)： - 2 - ① 底盤自身質(zhì)量 械允許總重 ② 履帶高度低， H=466 ③ 行駛速度高 v=2h。 ④ 行走液壓馬達減速機工作壓力 01634ml/r， 724N· m。 ⑤ 牽引力大， T=5536引能力 92%（理論值），爬坡能力α >30°。 ⑥ 地比壓力 p= 目前該產(chǎn)品從 4T 到 18 （ 2）濟寧一飛專業(yè)生產(chǎn)各種 進口，國產(chǎn)挖掘機，推土機，攤鋪機，旋挖鉆機，給料機，裝載機等各種工程機械鏈軌，履帶總成，各種鏈軌節(jié)，鏈軌合件，銷套，履帶板及四輪產(chǎn)品。各種型號小挖橡膠履帶，橡膠塊，節(jié)距 101， 106， 135， 140， 154， 160，171， 190， 203， 216， 228， 240， 260等 10余種規(guī)格，上百個系列。 （ 3）奉化優(yōu)嘉力系列履帶底盤選用高品質(zhì)的行走馬達、減速機，體積小、重量輕、輸出扭矩大、制動可靠，整體行走機構更加緊湊。 （ 4）上海五一重工主要經(jīng)營進口挖掘機、推土機底盤件。直接從國外生產(chǎn)廠家進貨 ,以意大利，日本， 韓國底盤件為主。產(chǎn)品有進口挖掘機、推土機履帶總成：支重輪、引導輪、托鏈輪、驅動輪、鏈軌、螺栓、鏈板、鏈節(jié)、斗軸、肖、套等。 這些優(yōu)質(zhì)進口零件廣泛應用于：（ 特、（ 松、（ 立、（ 藤、（ 友、（ 鋼、（ 宇、（ 代等各種進口或合資挖掘機、推土機，重型工程機械。 （ 5）寧波杰瑞專業(yè)生產(chǎn)橡膠 5噸、 8噸、12噸，最大克最大 130 噸的底盤行走，產(chǎn) 品大量用于各種履帶行走機構中，有挖掘機，鉆機，煤礦設備等行業(yè)中；同時，專業(yè)生產(chǎn)非開挖鉆機履帶底盤，各種 鉆機履帶行走底盤。 結構性能特點： ① 支承主機重量，具有前進、后退轉彎行走之功能。 ② 橡膠履帶采用日本技術生產(chǎn)的建筑機械型，承載能力、牽引力大，噪音低，不傷及柏油路面，具有良好的行駛性能。 ③ 配有內(nèi)藏式低速大扭矩馬達行走減速機，具有高通過性能。 ④ 形行走架，結構強度、剛度大，利用折彎加工。 ⑤ 支重輪、導向輪采用深溝球軸承，一次性加黃油潤滑，免使用中維護和保養(yǎng)加 - 3 - 油。 ⑥ 軸端雙密封結構，保證潤滑油密封 不外漏，并能防止泥水進入輪腔。 ⑦ 支重輪，導向輪、驅動輪齒采用合金鋼并經(jīng)淬火處理，耐磨性好，使用壽命長。 ⑧ 彈簧漲緊機構彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。 內(nèi)履帶式液壓驅動底盤的發(fā)展趨勢 由國內(nèi)外履帶底盤 的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看到履帶液壓底盤發(fā)展趨勢有以下幾個特點： ① 為適應大型工程項目的需求 ,履帶底盤正在迅速向超大噸位發(fā)展 由于各種工程建設的大型化，所需的配套設備構件等的重量也不斷增加 ,對超大型起重設備的需求也愈來愈多，為了實現(xiàn)起吊大的重物 ,在原有 起重機的基礎上增加超起裝置，不僅擴大了履帶起重機的工作范圍 ,而且提高了履帶起重機的利用率。 ② 充分運用新技術、新材料、新工藝、新的設計方法 ,使整機性能大大提高 充分利用新技術、新工藝來提高產(chǎn)品質(zhì)量，并不斷開發(fā)新材料、新結構、新功能提高產(chǎn)品競爭力。例如 1000ＭＰａ抗拉強度的臂架材料已被 廣泛采用 ,從而大幅度地降低了臂架自重，提高了產(chǎn)品起重性能。整機的結構也逐漸采用高強材料 ,通過優(yōu)化設計顯著減輕整機重量，同時為保證整機穩(wěn)定性 ,增加 了必要的車身壓重，這些都使得大噸位產(chǎn)品能夠具有較高的性能和良好的經(jīng)濟性。 ③ 核心技術化 各大知名企業(yè)均具有其獨特的核心技術 ,并不斷創(chuàng)新 ，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領先地位。現(xiàn)在各大公司均下大力氣研究開發(fā)自己的核心技術 ,以不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競爭能力。 ④ 操作控制系統(tǒng)的智能化 隨著計算機技術和電子技術的不斷發(fā)展，逐步完善的計算機控制技術和集成傳感技術在履帶底盤行業(yè)得到廣泛的應用 ,先進的電子控制和電腦 操作系統(tǒng)的配置已非常 便。各種電子監(jiān)控系統(tǒng)、運行作業(yè)時的在線故障檢測和診斷、智 能化總體控制等是今后履帶底盤不斷向智能化方向發(fā)展的重要研究領域。 要設計內(nèi)容與關鍵技術 （ 1）液壓系統(tǒng)的設計計算，包括液壓泵、液壓馬達的選型和參數(shù)確定。 - 4 - （ 2） 履帶張緊裝置的設計。 （ 3）驅動裝置的設計。 （ 4）機架的結構設計。 關鍵技術主要包括液壓系統(tǒng)的設計和驅動裝置的設計， 液壓系統(tǒng)的 參數(shù)選取和驅動裝置的合理布置對履帶底盤的性能具有重要影響。 2 技術任務書 （ 體設計依據(jù) 本設計是根據(jù)常用履帶設計方法和較成熟 和現(xiàn)代設計方法，參考了農(nóng)業(yè)機械履帶底盤設計的通用原則，依據(jù)所給的動力選取了液壓元件，結合機械設計手冊，選擇了標準件， 總體結構設計參照了東方紅拖拉機的結構形式。 計要求 現(xiàn)代車輛及機具的行走裝置主要使用純機械、液力、液壓 和電力等 4種傳動方式。與其它傳動方式相比，液壓傳動方式具有布局靈活方便 ;無級調(diào)速范圍寬，起步、調(diào)速換向柔和、迅速、沖擊小， 操作舒適等優(yōu)點。在農(nóng)業(yè)機械行走機構采用液壓 傳動可以大大改進行走機械的工作性能。底盤采用液壓傳動方式可增加底盤的自適應能力和改善發(fā)動機等部件的工件環(huán)境。 由于底盤主要用于水田作業(yè)，因此底盤在總體上應滿足簡小、輕體、通過性好、推進力強的要求，同時，要求底盤有較小的轉彎半徑、后輪差速、前橋浮動、與行走速度同步的動力輸出和具備農(nóng)機懸掛系統(tǒng)等功能。 計原則 （ 1）底盤的安全設計 安全 設計包括對材料的安全選擇和使用，材料的選擇不但要滿足功能要求，而且要同時滿足使用過程中的安全要求，此外要考慮作業(yè)環(huán)境因素及超負荷工作的可能性，要有適當?shù)陌踩ｋU系數(shù)。 （ 2）底盤的質(zhì)量可靠。 - 5 - （ 3）人機匹配的安全工效學原則。 （ 4）經(jīng)濟性原則和可行性原則 品的用途 及使用范圍 履帶底盤的主要用途是支撐機架， 為各總成提供支撐，其性能直接影響到作業(yè)能否順利進行，由于其工作環(huán)境惡劣、泥腳深負荷重，采用一般的輪式昴易出現(xiàn)掛不上檔、亂檔，離合齒輪牙嵌磨損、分離撥叉磨損、行走離合打滑，甚至輸出軸斷裂。采用液壓驅 動底盤后，能夠克服上述 缺點，從而使整機性能得到了很大的提高。 除用于田間作業(yè)外， 在工業(yè)及農(nóng)田水利建設上還用于推土、鏟運等作業(yè)。在山區(qū)、梯田、坡地用小型履帶拖拉機具有較好的適應性。 品的主要技術要求 與主要技術參數(shù) 要技術要求 主要技術指標有 馬達輸出功率的確定、液壓泵的選取、履帶底盤的接地比壓、履帶的參數(shù)設計， 要求履帶有較好的通過性，接地比壓較高 ，越野性能強，穩(wěn)定性好，在潮濕、粘重土地上履帶底盤具有較好的的使用性能。 要技術參數(shù) 表 1 履帶底盤的主要技術參數(shù) 額 定功率 軌距 節(jié)距 履帶板寬 接地長度 外形尺寸 37100 130 260 1700 2145× 1238× 585 慮到的若干方案的比較 液壓傳動裝置的特點往往是通過與液力機械傳動比較得出的，概括如下： 液壓傳動裝置中泵與馬達可分式結構形式，這種結構形式便于元件布置，給工程機 - 6 - 械的設計帶來極大方便，使結構多樣化并提高了性能。 （ 1） 馬達輪獨立驅動方式省去了變速箱，差速器、驅動橋以及輪邊減速，提高傳動效率，降低了機器成本，便于零件布置。安裝、設計自由度大，車輛性能和結構形式多樣化，這是 其它傳動不可比擬的。正因為如此，對那些需要裝有多個 工作部件的復雜結構的工程機械和需要特殊牽引性能的車輛，液壓傳動無疑中最好的選擇。同時，馬達獨立驅動的方式可以實現(xiàn)差速轉向，可以原地轉向，也可以簡化機械轉向機構，對那些因結構限制不便采用機械轉向或對轉向性能有特殊要求的，這是非常必要的。 （ 2）在閉式液壓傳動中， 可以使轉矩雙向對稱傳遞，這一性能使閉式液壓傳動無須變速裝置即可實現(xiàn)前進、倒退操作，同時具有反拖制動能力，操縱方便，感覺良好，可減少剎車 功率和磨損。 （ 3）操縱和控制和多樣性是液壓傳動的一大特點，這樣的 由其快速動態(tài)特性及其結構特點決定的。改變變量泵斜角和方向即可方便地實現(xiàn)平穩(wěn)換向和變速，前進、倒退、制動、變速只需要一根操縱桿即可完成，操縱生物工程化。液壓傳動功率大，扭矩慣量比大，因而動態(tài)性能好，加之閉式系統(tǒng)在減速過程中具有制動能力，因而速度變化快捷柔和，沖擊小，迅速變換前進方向和加減速不會損壞傳動系統(tǒng)和車輛。前進和倒 退可以獲得相同的速度。 3 設計計算說明書 （ 構方案分析與確定 帶式與輪式底盤的比較 行走依靠履帶裝置的的底盤為履帶式底盤，行走依靠輪胎前進的底盤為輪胎式底盤，履 帶式底盤具有全回轉轉臺，起升高度大，牽引系數(shù)高，爬坡度大，行駛速度低，行駛過程中可能對路面造成損壞，一般不宜在公路上行駛。履帶式與輪胎式相比，因履帶與地面接觸面積大，故對地面平均比壓小，可在松軟、泥濘地面上作業(yè)。 結構方案的確定 通過前面結構方案的比較，可以確定本設計履帶底盤的結構方案，底盤采用 - 7 - 整體式結構，通過焊接將整個底盤連接起來，這樣做可以減少 制作的工藝性，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。 帶式行走底盤總體的設計 構組成及其工作原理 履帶底盤主要由機架、液壓驅動馬達 、液壓泵、履帶總成及其附屬部件組成。其主要工作原理為液壓泵帶動液壓馬達轉動，液壓馬達驅動履帶輪 行走，液壓系統(tǒng)由兩部分組成，一部分用于作業(yè)，另外一部分用來驅動履帶行走。其結構如下圖 ： 圖 1 總體結構示意圖 1．驅動輪 本設計的工作原理：液壓泵通過驅動液壓馬達帶動驅動軸轉動，從而驅動整個底盤行走，中間的緩沖裝置是為了張緊履帶、防止履帶橫向滑脫以及在行走系統(tǒng)卡入石塊時能 減小殼體和履帶的應力。 帶行走裝置計算 壓馬達的選取 液壓馬達驅動方案有兩種 。 1高速方案 ：高速小扭矩馬達，配大減速比例減速箱，優(yōu)點是尺寸小，質(zhì)量輕，但減速箱結構復雜，價格高。 2低速方案，低速大扭矩馬達，配一級減速小齒輪，優(yōu)點是傳動簡化，價格底， 但馬達體積大，質(zhì)量大。比較兩種方 - 8 - 案及其履帶底盤的自身結構，選取低速大扭矩馬達較為合理。 ①設驅動輪的角速度為 w，則 V=中最大速度 v=10km/h，履帶輪半徑 r=500到 w=s 驅動輪的轉速 n=60w/2π ，得到 n=53r/考慮到旋轉部件磨擦力矩、慣性力矩及馬達內(nèi)部件黏性阻尼力矩，得出液壓行走馬達的負載力矩。 工作載荷力矩計算 11 / 2 0 . 4 1 . 2 5 1 0 9 . 8 0 . 5 / 2 1 2 2 5T G D N m?? ? ? ? ? ? ? ? 軸徑磨擦力矩 2 2 2 0 . 0 0 2 1 2 2 5 0 0 . 3 0 4 7 . 4 4 8T G D N m?? ? ? ? ? ? 馬達的總負載力矩 12 1233T T T N m? ? ? ? ③取 走馬達的排量 2 / 0 . 4 4 / P a L r???? 查取液壓馬達技術參數(shù)選取邦力 420系列，其參數(shù)如下： 表 2 參數(shù)表 型號 理論排量(ml/r) 額定壓力 (最高壓力(額定扭矩(持續(xù)轉速 最高轉速(r/重量（ 25 25 35 1658 50 750 51 壓泵的選取 根 據(jù)轉速 n=44r/臺行走馬達所需流量 / 0 . 4 4 4 4 / 0 . 9 5 2 2 / m i nt t t n L??? ? ? ? 系統(tǒng)需要的總流量 m a x 2 / 5 5 / m i q L??? 系統(tǒng)最大功率計算： m a x 2 5 6 3 / 6 0 3 7W P Q k w? ? ? ? ? 額定功 率 w=27- 9 - 選取上海液壓泵廠生產(chǎn)的 參數(shù)如下 ： 表 3 液壓泵參數(shù)表 型號 理論排量(ml/r) 額定轉速(n/最高轉速(n/額定轉速(n/額定壓力 (輸入功率 扭矩(重量（ 8 1980 3750 5 38 120 29 動 軸的選取 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼，由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中和敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是 45鋼。 （ 1） 各段軸徑 及長度 的確定： 馬達的輸出軸直徑為 36， 以此為基礎，設計各軸段的直徑，設計的結果如下圖 ： 圖 2 驅動軸 （ 2）軸上零件的定位 為防止軸上零件受力時發(fā)生軸向或周向運動，軸上零件除了有游動或空轉的要求外，都必須進行軸向定位和周向定位，以保證其準確的工作位置。 - 10 - 本設計的軸向定位 采用軸肩和軸承端蓋來保證的 。軸承端蓋用螺釘與箱體連接而使?jié)L動軸承的外圓得到軸向定位。在一般情況下，整個軸的軸向定位也常利用軸承端蓋來實現(xiàn)。 （ 3）零件的周向定位 周向定位的目的是限制軸上的零件與軸發(fā)生相對轉動。常用的軸向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等。本次設計中采用的是軸向定位采用平鍵。 鍵的參數(shù)由軸徑所確定。 動輪 和導向輪 的設計和計算 驅動輪和履帶的嚙合方式主要有節(jié)銷式和節(jié)齒式兩種。目前大多數(shù)采用節(jié)銷式嚙合 ，節(jié)齒式嚙合多用于需要加強履帶板剛度和強度的場合，如采用某些無鉸鏈式橡膠金屬履帶以及整體臺車行走 系配用 整體式履帶板。 驅動輪節(jié)圓半徑 = / s i n 1 8 0 / )qD t z（ （ 3 式中 ： t— 履帶節(jié)距 ， Z— 驅動輪轉一圈的工作齒數(shù) ； 最后算得驅動輪的直徑為 430帶節(jié)距為 130帶總重量為 帶采用組合式履帶。 導向輪直徑 ( 0 0 （ 3 計算得 ： 350性能參數(shù)計算 ： （ 1） 行駛速度 m a x 1 0 /V km h? m i 5 /V km h? （ 2） 爬坡能力 履帶行走 裝置一個顯著特點就是爬坡能力，一般為 50%～ 80%，初步確定爬坡能力后，可通過理論分析進行核算來 選定。履帶底盤的 爬坡是需要克服下列幾種阻力即： 履帶底盤自重在斜坡方向的分力 - 11 - （ 3 式中 G 為底盤的自重 ? 為坡度角 運行阻力 （ 3 履帶的內(nèi)阻力 ? （ 3 則最大牽引力應不小于這些阻力之和，即 T≧ 外還應滿足底盤在爬坡不打滑的條件。 履帶與地面 的附著系數(shù) 表 4 履帶與地面的附著系數(shù) 從表中選取附著系數(shù)為 得 爬坡能力 ? =30° (4)接地比壓 履帶式底盤的承載能力大小取決機器運行的通過性和工作的穩(wěn)定性。平均接地比壓是履帶底盤的一個 重要指標，可以用來與同類型號產(chǎn)品作比較，主要根據(jù)地面條件、尺路面地質(zhì) 混凝土 干粘土 壓實粘土 干沙土 堅實土路 面地質(zhì) 混凝土 干粘土 壓實粘土 干沙土 堅實土路 c o sW y G?? - 12 - 寸等進行合理 選取。在設計底盤時，在結構允許的范圍內(nèi)，盡量取小值。 (5)驅動輪和引導輪軸設計 為了使整體結構緊湊，設計時盡量將馬達放到 驅動輪內(nèi)。為此，將馬達輸出軸直接裝到另外一開孔的軸內(nèi)，通過內(nèi)花鍵配合，從而實現(xiàn)結構的緊湊、小巧。 驅動輪齒形如下圖所示： 圖 3 驅動輪齒形 引導輪是對稱的，軸的外形結構也可采用全對稱式的結構，軸的外徑較大，同樣采用法蘭連接，外面用螺栓固定。 軸徑兩端分別有一個 8× 小槽，是用來安裝兩個密封圈，防止油泄露。 其結構 如下 ： - 13 - 圖 4 引導輪軸 引導輪的安裝同樣采用了法蘭固定，與驅動輪的安裝 形式基本相同。輪體一般有蜂孔式和箱體式兩種，箱體式的斷面成箱形，由鋼板焊接制成，蜂孔式輪體的輪緣和箱體式一樣，也是用鋼板焊接制成，不同之處是中間用一塊較厚的帶蜂 孔的鋼板代替了箱體結構，蜂孔式較箱體式節(jié)約材料，制造是也相 對容易，因此選用 蜂孔式輪體，輪體上設計了六個均勻分布的直徑為 50蜂孔，中間鋼板厚度為 40滿足 強度要求。 ① 支重輪和托輪 支重輪的作用是支承并分散機體重量、防止履帶橫向滑脫。其結構取決于臺車、驅動輪及履帶的結 構。 本設計采用帶凸緣的支重輪，卡住履帶鏈節(jié)。凸緣根部隨拖拉機功率增大而加厚，凸緣有了側角可以減小凸緣與鏈節(jié)之間的磨擦力，一般在 10° ~20°。 每個支重輪的輪緣視驅動輪的結構而定。單排齒驅動輪配雙輪緣支重輪， 雙排齒的驅動輪配單輪緣支重輪。這樣才能使支重輪輪緣的滾動平面不與驅動輪輪齒滾動平面重合，從而保證了滾動平穩(wěn)。為了有足夠和磨損量，輪緣徑向厚度應大于 15底盤采用雙輪緣支重輪。 支重輪軸的支承方法和臺車的結構有關，或為懸臂支承，或為簡支支承。 目前整體臺車多采用后者，并將支重輪軸用螺釘固定于臺車上， 這種結構的軸封閉了臺車下方開口，因而增強了臺車架剛度。為防止臺車架凹槽中積存的泥土 阻止支重輪轉動，支重輪不宜被凹槽遮蓋過多。 支重輪采用滾動軸承或滑動軸承?；瑒虞S承由于徑向尺寸較小，便于加大支重輪軸以減小應力，且承載能力大，所以在大功率拖拉機上應用廣泛。又因其結構簡單，對磨料不敏感，便于自制，所以在小拖拉機支重輪上應用也較合適。 托輪的作用是限制履帶下垂，其結構與支重輪相似，為了減少備件可考慮 兩者通用。某些大直徑支重輪的上緣同時起托輪作用。托輪是由較小的磨擦帶動旋轉，所以直徑不應過小，潤滑和密封應可靠。 支 重輪一般應用比較計算法校核輪緣擠壓應力、軸的強度和軸承比壓或壽命。支重輪軸的計算工況是拖拉機越過水平橫梁，載荷集中于每側一個支重輪上，則支重輪垂直載荷為底盤的一半。 - 14 - ② 履帶緩沖裝置 履帶張緊緩沖裝置由張緊輪、張緊度調(diào)整機構和緩沖彈簧等組成。它的功用是張緊履帶、防止履帶橫向滑脫以及在行走系統(tǒng)卡入石塊時能減小殼體和履帶的應力，驅動輪后置時又能緩沖和前方?jīng)_擊。 整體式臺車一般采用滑動式張緊機構，滑塊滑動式張緊機構的張緊輪軸支 座通常通過彈簧坐在小滑板上，為了有效和緩沖滑塊和滑板之間的沖擊，安裝后彈簧最好能將滑塊抬起以 消除導向板和鉤之間的間隙。 張緊輪多數(shù)是鑄鋼件 ，材料為 型拖拉機上也采用 球墨鑄鐵或 沖壓件。 ③ 履帶的選擇 按材料可分為金屬履帶、橡膠履帶和橡膠金屬履帶。 金屬履帶應用最廣，按結構可分為整體式和組合式。整體式履帶重量輕，制造拆裝簡單，成本低，高速行駛功率損耗小。但修理不便，合金鋼用量大，銷孔 間隙大，泥沙易進入，壽命短。其履帶板常用高錳鋼制造 ，水中淬火成奧氏體組織。使用中節(jié)銷等處受擠壓而硬化。因冷作硬化，孔一般不加工。整體式履帶板也可用 3535 在設計整體 式履帶板時，要注意到壁厚均勻等鑄造工藝要求是，防止裂紋和縮松等鑄造缺陷產(chǎn)生。 組合時履帶由履帶、履帶銷、銷套、履帶板和履帶螺栓等組成，各零件可用不同的材料制造，修理時可單獨更換，且泥沙不易進入銷套內(nèi)，壽命較長。但重量較大，拆裝困難。 履帶板或履帶節(jié)整體調(diào)質(zhì)后，履刺或軌道淬火可顯著提高強度和耐磨性。非滲碳鋼銷套使用性能效果也很好。 銷和銷套壓入履帶節(jié)的過盈一般為 了方便拆裝，每條履帶有 1～2個易拆銷，為提高履帶在砂土、爍石、潮濕、泥濘地面使用是的壽命，銷套兩端可裝置金屬或橡膠密封。隔環(huán)用 來軸向拉伸限位，保證彈性件一定的預壓量，防止履帶節(jié)端面的磨損。 組合式履帶的履帶板常用軋制型鋼制造，也有鑄造、鍛造或沖壓的。它在不同的場合可更換為不同的型式。為了防止履帶螺栓被剪斷，有的履帶板上有三角形或矩面的 - 15 - 的 凸筋嵌入履帶節(jié)上相應的凹槽中。 4 使用說明書 （ 構及工作原理 履帶底盤主要由機架、液壓驅動馬達、液壓泵、履帶總成及其附屬部件組成。其主要工作原理為液壓泵帶動液壓馬達轉動，液壓馬達驅動履帶輪行走，液壓系統(tǒng)由兩部分組成，一部分用于作業(yè)，另外一部分用來驅動履帶行走。其結構如下圖 ： 圖 1 總體結構示意圖 1．驅動輪 本設計的工作原理：液壓泵通過驅動液壓馬達帶動驅動軸轉動，從而驅動整個底盤行走，中間的緩沖裝置是為了張緊履帶、防止履帶橫向滑脫以及在行走系統(tǒng)卡入石塊時能減小殼體和履帶的應力。 要技術參數(shù) 履帶底盤的主要技術參數(shù) 額定功率 軌距 節(jié)距 履帶板寬 接地長度 外形尺寸 - 16 - 37100 130 260 1700 2145× 1238× 585 用注意事項 履 帶 底盤 在使用前要進行 檢查，注意有無松動、損壞。檢查履帶的張緊度，機架撐起后，履帶內(nèi)側與中間載重輪之間間隙以 13～ 18換或拆裝履帶并工作 20檢查調(diào)整 履帶的張緊度，使之保持正常。張緊度過松易使履帶脫帶，過緊會導致履帶伸長，節(jié)距發(fā)生變化，造成鐵齒和驅動輪的加速磨損。 履帶驅動輪磨損后要及是更換，以防止磨損后的驅動輪將履帶芯鉤出。 化學藥品、機油、海水鹽分等腐蝕物會加快履帶老化，降低履帶使用壽命，所以，長期不用或附著油污時，應用水清洗干凈，干燥后避免日光直射及雨淋，要放松履帶的張力，避 免 閑暇不用時疲勞。 盡量減少在碎石、砂礫路面行駛。在行駛過程中不要急轉彎， 防止導向輪脫輪。禁止過橋式行走，防止在凹凸過大的路面行走，使履帶處于局部接地的狀態(tài)。過橋式行走易造成履帶脫輪，使外花紋損傷和芯鐵折斷等。 5 技術 條件 （ 檢驗規(guī)則 驗的劃分 檢驗分出廠檢驗和型式檢驗 廠檢驗 產(chǎn)品應逐臺進行出廠檢驗，檢驗項目包括產(chǎn)品的裝配質(zhì)量以及外觀質(zhì)量。 （ 1） 出廠檢驗包括下列內(nèi)容： ① 底盤的牽引力，必須有足夠的牽引力才能保證和正常行駛。 ②底盤的爬 坡能力，具有一定的爬坡能力使底盤能夠適應不同的情況。 - 17 - ③行走速度。履帶底盤的行走速度應符合設計的標準。 ④履帶底盤的離地高度，離地高度是履帶底盤的重要參數(shù)，檢驗時要按照設計要求的說明檢驗，不合格標準的為不合格產(chǎn)品。 式檢驗 （ 1） 產(chǎn)品有下列情況之一時，應進行型式檢驗； ① 新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉廠生產(chǎn)的試制定型鑒定； ② 產(chǎn)品停產(chǎn) 3 年及 3 年以上者； ③ 產(chǎn)品的結構或材料有重大改變，可能影響性能時； ④ 國家質(zhì)量技術監(jiān)督機構提出要求時。 （ 2） 型式檢驗的內(nèi)容包括以上全部要求。 （ 3） 供性能試驗或 可靠性試驗的樣機，應從近一年內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機抽取，樣本為一臺。并做好記錄和封存。 6 結論 本次設計主要研究了履帶底盤行走系的主要部件，通過一泵兩馬達驅動驅動軸，使底盤的轉向更加靈活，適應了多種不同的路面狀況。 （ 1）底盤的液壓系可實現(xiàn)一泵兩馬達差速行走，增加了底盤的自適應能力。 （ 2）本設計的底盤的質(zhì)量為 目前大部分底盤相比，達到了輕體的設計要求。 （ 3） 液壓驅動系統(tǒng)能夠實現(xiàn)無級變速，同時能夠實現(xiàn)制動和高低速轉換，即：工 - 18 - 作時低速行駛，轉場是高速行駛。靈活方便 ，易于操縱。 （ 4）對履帶底盤的總體結構進行了分析，得到了一些特殊的結構組成及其安裝方法，其中履帶寬 260帶總長 2200右，軌距 1000距 1100帶高 468； （ 5）馬達輸出 軸采用內(nèi)花鍵配合形式，使整個底盤的結構緊湊，布局合理。 參考文獻 [1] 吳宗澤 ,羅圣國 . 機械設計課程設計手冊 [M]北京 :高等教育出版社 ,1999. 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