1827_液壓挖掘機(jī)行走裝置

1827_液壓挖掘機(jī)行走裝置,液壓,挖掘機(jī),行走,裝置 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目 錄1 緒 論 .11.1 選題意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .21.3 研究?jī)?nèi)容及方法 .32 行走裝置設(shè)計(jì)總體基本方案 .42.1 行走裝置設(shè)計(jì)原則 .42.2 輪式液壓挖掘機(jī)行走裝置的結(jié)構(gòu)形式 .42.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .62.4 輪式行走裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（液壓機(jī)械傳動(dòng)） .102.5 輪式行走裝置的構(gòu)造 .112.5.1 懸掛裝置選擇 .112.5.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) .122.5.3 轉(zhuǎn)向方式 .133 整機(jī)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) .153.1 選擇液壓馬達(dá)類(lèi)型、行走速度及傳動(dòng)比 .153.2 實(shí)際速度及牽引力 .173.3 挖掘機(jī)行走裝置參數(shù) .173.4 變速箱設(shè)計(jì) .183.4.1 低速檔齒輪設(shè)計(jì) .181 材料選擇 .182 齒數(shù)確定 .183 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .184 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .215 齒輪幾何尺寸計(jì)算 .233.4.2 高速檔齒輪設(shè)計(jì) .233.4.3 齒輪變位 .243.5 輪邊減速器 .263.5.1 傳動(dòng)方案的選擇 .263.5.2 配齒選擇 .263.5.3 行星傳動(dòng)系設(shè)計(jì) .27南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文主要參數(shù)確定. .274 其他部件設(shè)計(jì) .284.1 軸和軸承設(shè)計(jì) .284.2 軸承、鍵和連軸器的選擇 .284.2.1 輸入軸 .284.2.2 輸出軸 .295 液壓挖掘機(jī)行走裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì) .315.1 模型的建立 .315.2 構(gòu)件運(yùn)動(dòng)配裝 .315.2.1 相似點(diǎn) .315.2.2 不同點(diǎn) .31結(jié) 論 .35參考文獻(xiàn) .36致 謝 .37南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11 緒 論改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，工程機(jī)械行業(yè)同樣得到了相應(yīng)的快速發(fā)展。各行各業(yè)都在奮力拼搏、大膽創(chuàng)新，使得工程機(jī)械品種不斷增加、產(chǎn)量不斷提高、性能不斷完善，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反映了一個(gè)國(guó)家施工機(jī)械化的水平。液壓挖掘機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤(pán)五部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是提供動(dòng)力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉徒o油缸、馬達(dá)等，再傳動(dòng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤(pán)的作用是承重、傳力并保證滿足對(duì)車(chē)速、牽引力和行駛方向的要求。底盤(pán)是組成整體的主要部分，行走機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能，因此著力研究液壓挖掘機(jī)的行走裝置具有十分重要的意義。根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，完成挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體及減速器設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟；鞏固、加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握；了解國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r。液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的工作過(guò)程是以鏟斗的切割刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開(kāi)始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門(mén)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)容量為 1.0 m3 的液壓挖掘機(jī)挖掘級(jí)土壤時(shí)。每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于 300400 和工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速?lài)?guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1.1 選題意義液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的工作過(guò)程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開(kāi)始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2一種重要機(jī)械設(shè)備。在建筑工程中，可用來(lái)挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場(chǎng)地等。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、安裝、打樁和拔除樹(shù)根等作業(yè)。在水利施工中，可用來(lái)開(kāi)挖水庫(kù)、運(yùn)河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。在鐵路、公路建設(shè)中，用來(lái)挖掘土方、建筑路基、平整地面和開(kāi)挖路旁排水溝等。在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來(lái)挖掘電纜溝和管道等。在露天采礦場(chǎng)上，可用來(lái)剝離礦石或煤，也可用來(lái)進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。在軍事工程中，或用來(lái)筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速?lài)?guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀：近些年來(lái)，隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)通信技術(shù)等新技術(shù)的日益滲透液壓挖掘機(jī)技術(shù)中，智能化的進(jìn)一步應(yīng)用，使得動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件能夠隨著挖掘機(jī)具體工作狀況而改變，從而提高工作效率，使操縱變得更容易。世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的液壓挖掘機(jī)技術(shù)得以迅速提高，像國(guó)外的這些廠家如日本的小松、日立、神鋼、住友等，美國(guó)的卡特，韓國(guó)的大宇、現(xiàn)代，尤其是德國(guó)的挖掘機(jī)，技術(shù)都已經(jīng)很先進(jìn)了。而今，挖掘機(jī)技術(shù)更是朝著智能、環(huán)保的方向發(fā)展，像Carnegie Mellon 大學(xué)的自主裝載系統(tǒng)、澳大利亞機(jī)器人中心、英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)的智能挖掘機(jī)等都在開(kāi)始新興技術(shù)的融合發(fā)展，上世紀(jì) 80 年代初, 美國(guó) Kraft TeleRobtics 公司和 John Deere 公司等都相繼成功開(kāi)發(fā)出遙控挖掘機(jī)，日本小松制作所以 PC200- 2 型液壓挖掘機(jī)為基本機(jī)型進(jìn)行遙控挖掘機(jī)研制。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)的功能比較單一，其衍生產(chǎn)品較少，而且國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)規(guī)格主要集中在30t 以下，6t 以下的規(guī)格比較齊全，從 1.5t-30t 基本形成系列，200t 以上基本空南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3白，因此我國(guó)挖掘機(jī)還處于“發(fā)展期” 。我國(guó)挖掘機(jī)企業(yè)在研發(fā)體系和試驗(yàn)體系建設(shè)方面雛形難見(jiàn)，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)基本上處于仿造階段，電控技術(shù)只有山東眾友等少數(shù)公司自己開(kāi)發(fā)，大多數(shù)企業(yè)都在選購(gòu)。節(jié)能減排，降噪安全部件精細(xì)作業(yè)的工作裝置、不同功能的附屬裝置等方面的研發(fā)個(gè)別企業(yè)才剛剛起步，大多數(shù)企業(yè)沒(méi)有能力涉及。目前我國(guó)挖掘機(jī)的質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)件、電控、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件等核心部件，以及諸如軸銷(xiāo)、司機(jī)室、四輪一帶等其他部件。國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)廠家諸如廣西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣工、徐工、山河智能、龍工集團(tuán)等，正在崛起的江西南特、桂林華力、湖南九五重工、南昌華工、大連黑貓、合肥振宇等。1.3 研究?jī)?nèi)容及方法研究?jī)?nèi)容：1；根據(jù)要求，初步確定行走裝置總體方案的設(shè)計(jì)。2；行走裝置等有關(guān)參數(shù)和行走裝置結(jié)構(gòu)布置。3；行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，確定行走液壓馬達(dá)主參數(shù)和傳動(dòng)比等。4；進(jìn)行變速箱設(shè)計(jì)、軸及其他相關(guān)部件選擇，并對(duì)相關(guān)行走裝置強(qiáng)度的計(jì)算。5；驗(yàn)算行走速度、爬坡能力。對(duì)行走穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。研究方法：主要是根據(jù)公式計(jì)算法（查表法）以挖掘機(jī)的機(jī)重為指標(biāo)，對(duì)現(xiàn)代挖掘機(jī)總體參數(shù)用概率的方法得出各主要參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，以公式來(lái)確定挖掘機(jī)的各種參數(shù)，然后根據(jù)所得出的參數(shù)與給出的參數(shù)對(duì)比，求得最接近的設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行 CAD 圖紙的繪制，利用 Pro/e 軟件將行走裝置的零件進(jìn)行三維裝配，并進(jìn)行仿真行走運(yùn)動(dòng)的模擬，通過(guò)三維仿真模擬檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文42 行走裝置設(shè)計(jì)總體基本方案2.1 行走裝置設(shè)計(jì)原則單斗液壓挖掘機(jī)的行走裝置是整機(jī)的支撐部分，其作用是用來(lái)承受機(jī)械的自重及工作裝置挖掘時(shí)的反力，使挖掘機(jī)穩(wěn)定的支撐在地面上工作。同時(shí)又使挖掘機(jī)能在工作時(shí)作場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)及轉(zhuǎn)移工地時(shí)作運(yùn)輸性（輪式行走裝置）運(yùn)行。因而，設(shè)計(jì)單斗液壓挖掘機(jī)的行走裝置時(shí)應(yīng)盡量滿足以下要求：1、單斗液壓挖掘機(jī)應(yīng)有較大的牽引力，使挖掘機(jī)在濕軟的地面或高低不平的地面上行走時(shí)具有良好的越野性能，并有較強(qiáng)的爬坡能力和轉(zhuǎn)彎能。2、在不增高行走裝置的總高度的前提下應(yīng)使行走裝置具有較大的離地間隙，使挖掘機(jī)在不平地面上行走具有良好的通過(guò)性能。3、要降低挖掘機(jī)的接地比壓或使其具有較大的支撐面積，以提高挖掘機(jī)的穩(wěn)定性。4、挖掘機(jī)在斜坡下行時(shí)不發(fā)生超速溜坡現(xiàn)象，挖掘時(shí)不發(fā)生下滑，提高工作時(shí)的安全可靠性。5、挖掘機(jī)的行走裝置外形尺寸應(yīng)符合道路運(yùn)輸?shù)囊蟆］喬ナ叫凶哐b置與履帶式相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好，運(yùn)行速度快（通常達(dá)到 20KM/h） 。如將傳動(dòng)箱脫檔后由牽引車(chē)拖運(yùn)作長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)，速度可達(dá) 60KM/h。輪胎式行走裝置的缺點(diǎn)是接地比壓較大（150500KPa）爬坡能力較?。ㄍǔ２怀^(guò)65） 。挖掘時(shí)需用專(zhuān)門(mén)的支腿支撐使機(jī)身穩(wěn)定。目前輪胎式行走裝置基本上只用在斗容量 1m 以下的挖掘機(jī)中。單斗液壓挖掘機(jī)的行走裝置按照傳動(dòng)方式可分為液壓3式和機(jī)械式兩類(lèi)。選擇行走裝置的形式時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作地點(diǎn)的土壤條件、工作量、運(yùn)輸距離及使用條件等決定。2.2 輪式液壓挖掘機(jī)行走裝置的結(jié)構(gòu)形式輪胎式液壓挖掘機(jī)形式很多，有裝在標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)地盤(pán)上的液壓挖掘機(jī)，也有裝在輪胎式拖拉機(jī)地盤(pán)上的懸掛式液壓挖掘機(jī)。這些挖掘機(jī)的斗容量斗較小，工作裝置回轉(zhuǎn)角度受一定的限制。若斗容量稍大、工作性能要求較高的輪胎式挖掘機(jī)斗具有專(zhuān)業(yè)的輪胎地盤(pán)行走裝置。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5專(zhuān)用輪胎地盤(pán)的行走裝置式根據(jù)挖掘機(jī)的工況、行駛要求等因素合理設(shè)計(jì)的行走裝置，挖掘機(jī)的作業(yè)及行駛操作均在駕駛室內(nèi)進(jìn)行，因此，操作方便，靈活可靠。圖 2.1 輪式挖掘機(jī)行走裝置1-車(chē)架；2-回轉(zhuǎn)支承；3-中央回轉(zhuǎn)接頭；4-支腿；5-后橋；6-傳動(dòng)軸；7-液壓馬達(dá)及變速箱：8-前橋輪胎式行走裝置的主要特點(diǎn):a 用于承載能力較強(qiáng)的越野路面:b 輪式挖掘機(jī)的行駛速度通常不超過(guò) 20KM/h。對(duì)地面最大比壓為 150500KPa。爬坡能力為 4060%。標(biāo)準(zhǔn)斗容小于 0.6 立方米的挖掘機(jī)可采用與履帶行走裝置完全相同的回轉(zhuǎn)平臺(tái)及上部機(jī)構(gòu)。c 為了改善越野性能。輪胎式行走裝置多采用全輪驅(qū)動(dòng)。液壓懸掛平衡擺動(dòng)軸.作業(yè)時(shí)有液壓支腿支撐。使驅(qū)動(dòng)橋卸荷，工作穩(wěn)定。d 長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)為了提高效率。傳動(dòng)分配箱應(yīng)脫擋。有牽引車(chē)牽引。并應(yīng)與拖掛牽引車(chē)達(dá)到同步行車(chē)。而挖掘機(jī)可以無(wú)司機(jī)照管。輪式液壓行走裝置如圖 2.1 所示。行走液壓馬達(dá)直接與變速箱相連接（變速箱安裝在底盤(pán)上） ，動(dòng)力通過(guò)變速箱由傳動(dòng)軸輸出給前后驅(qū)動(dòng)橋，或再經(jīng)輪邊減速傳驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。輪式單斗液壓挖掘機(jī)的行走速度不高，其后橋常采用剛性連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。前橋軸南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6可以懸掛擺動(dòng)，如圖 2.2 所示。圖 2.2 擺動(dòng)前橋機(jī)構(gòu)示意圖1-車(chē)架；2-回轉(zhuǎn)支承；3-中央回轉(zhuǎn)接頭；4-支腿；5-后橋；6-傳動(dòng)軸；7-液壓馬達(dá)及變速箱：8-前橋車(chē)橋與前橋 4 通過(guò)中間的擺動(dòng)鉸銷(xiāo)鉸接。鉸的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)懸掛液壓油缸 2，它的一端與車(chē)架 5 連接，活塞桿端與前橋 4 連接。挖掘機(jī)工作時(shí)，控制閥 1 把兩個(gè)液壓缸的工作腔與油箱的通路切斷，此時(shí)液壓油缸將前橋的平衡懸掛鎖住，減少了擺動(dòng)，提高了作業(yè)穩(wěn)定性：行走時(shí)控制閥 1 左移，使兩個(gè)懸掛液壓缸的工作腔相通，并與油箱接通。前橋便能適應(yīng)路面的高低坡度，上下擺動(dòng)使輪胎與地面保持足夠的附著力。2.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、根據(jù)挖掘機(jī)的工作環(huán)境和條件。液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求:充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率。提高傳動(dòng)效率;系統(tǒng)和元件應(yīng)保證在外負(fù)荷變化大和急劇的振動(dòng)沖擊作用下。具有足夠的可靠性;力求減少系統(tǒng)總發(fā)熱量。設(shè)置輕便耐振的冷卻裝置。使主機(jī)持續(xù)工作時(shí)。油溫不超過(guò) 85 度，或溫升不大于 45 度;系統(tǒng)的密封性能要好.由于工作場(chǎng)地塵土多。油液容易污染。要求所用元件對(duì)油液污南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7染的敏感性低。整個(gè)系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵裝置;為了減輕司機(jī)操作強(qiáng)度。要考慮采用液壓或電液伺服操縱裝置。全液壓推土機(jī)行駛系統(tǒng)的傳動(dòng)方案圖 2.3 和控制原理圖 2.4。發(fā)動(dòng)機(jī)分動(dòng)箱左變量泵左變量泵左變量馬達(dá)左變量馬達(dá)左變速裝置右變速裝置左驅(qū)動(dòng)輪右驅(qū)動(dòng)輪圖 2.3 液壓挖掘機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案全液壓推土機(jī)的行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由變量泵、變量馬達(dá)、補(bǔ)油泵、溢流閥等組成，確定電液比例控制全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單邊回路和控制原理如圖 2、3 所示：圖 2.4 液壓挖掘機(jī)機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單邊回路1 變量泵 2 變量馬達(dá) 3、4 單向閥 5 過(guò)濾器 6 補(bǔ)油泵 7、9 溢流閥 8 電磁閥確定整個(gè)系統(tǒng)的控制原理如圖 2.5南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8發(fā)動(dòng)機(jī) 變量泵 變量馬達(dá) 行走機(jī)構(gòu)控制器電液比例變量機(jī)構(gòu)速度傳感器 速度傳感器電液比例變量機(jī)構(gòu)油門(mén)控制機(jī)構(gòu)壓力傳感器圖 2.5 控制原理框圖二、液壓系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵，液壓馬達(dá)的控制策略。推土機(jī)靜壓傳動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的控制原理為極限負(fù)載控制。即根據(jù)負(fù)載的大小變化，發(fā)動(dòng)機(jī)提供相應(yīng)的功率和扭矩。2.1 控制策略部分表 1 挖掘機(jī)行走系統(tǒng)控制策略工作狀態(tài) 發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài) 泵狀態(tài) 馬達(dá)狀態(tài) 系統(tǒng)壓力 車(chē)速由怠速起動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升功率增大檢測(cè)泵排量，減少或增大泵排量到額定值區(qū)間接受信號(hào)則調(diào)至最大效率排量逐漸增大至馬達(dá)扭矩需要壓力逐漸增大起步800-2200 28ml/r 90ml/r 0-15mpa-21mpa 0-2km/h起步排量 定量 起步排量 定量 漸回落 3.7mpa16.8ml/r 40ml/r 55ml/r 3.7 4mpa 0 4.3km/h40ml/r 56ml/r 55ml/r 4mpa 4mpa 4.3 6.5km/h行走發(fā)動(dòng)機(jī)處于低功率低油耗區(qū)56ml/r 55ml/r 38ml/r 4mpa 4mpa 6.5 8.5km/h最大深度 下鏟 40ml/r 56ml/r 107ml/r 16.8mpa 21mpa3.3km/h工作平均鏟運(yùn)深度鏟運(yùn) 50ml/r 56ml/r 90ml/r107ml/r18mpa 21mpa制動(dòng) 低功率 0 0 0南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文92.2 控制實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)需要通過(guò)多個(gè)控制系統(tǒng)共同作用，以 PLC 作為主控制器的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.6 和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖 2.7 及挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)圖 2.8。微電子系控制器（PLC）顯示器電位計(jì)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)傳感器信號(hào)電液比例電磁閥電液開(kāi)關(guān)閥報(bào)警信號(hào)燈等發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào) GPS&GSMJ1939CAN 總線輸入控制信號(hào) 輸出控制信號(hào)圖 2.6 PLC 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10行 駛 操 縱 手 柄緊 急 開(kāi) 關(guān)電 源 1 2 / 2 4 VP L C 控 制 系 統(tǒng)電 位 器檔 位 設(shè) 定噴 射 泵發(fā) 動(dòng) 機(jī)控 制 電 磁 鐵E PE PE PE P速 度 傳 感 器微 調(diào) / 制 動(dòng)分動(dòng)箱變 量 泵變 量 馬 達(dá)圖 2.7 液壓挖掘機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11圖 2.8 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)圖1補(bǔ)油閥；2中央回轉(zhuǎn)接頭；3馬達(dá)支腿分配閥；4行走馬達(dá)制動(dòng)閥；5行走馬達(dá)；6支腿油缸；7支腿鎖閥；8回轉(zhuǎn)馬達(dá)；9回轉(zhuǎn)制動(dòng)閥；10斗桿油缸；11懸掛分配閥；12懸掛油缸；13閥組 II；14閥組 I；15鏟斗油缸；16動(dòng)臂油缸；17-單向節(jié)流閥；18-柴油機(jī); 19雙聯(lián)齒輪泵;201油箱;21冷卻器;22濾油器2.4 輪式行走裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（液壓機(jī)械傳動(dòng)）單斗液壓挖掘機(jī)輪胎地盤(pán)較為普遍的傳動(dòng)方式是行走液壓馬達(dá)直接裝在變速箱上。變速箱引出前后傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)前后橋，或者再經(jīng)過(guò)輪邊減速裝置驅(qū)動(dòng)輪胎。變速箱有專(zhuān)門(mén)的氣壓或液壓操縱，有越野檔、公路檔。液壓機(jī)械傳動(dòng)采用高速液壓馬達(dá)，使用可靠。這鐘傳動(dòng)系統(tǒng)比機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。省掉了上下傳動(dòng)箱及垂直軸。機(jī)構(gòu)布置較為方便，在轉(zhuǎn)向性能方面經(jīng)過(guò)適當(dāng)選擇液壓組件和變速箱檔位可以減少各檔間的牽引力突變。液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)原理如圖 2.9圖 2.9 輪胎式挖掘機(jī)行走液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖1-輪胎總成;2-轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋;3-轉(zhuǎn)向油缸;4-轉(zhuǎn)向軸;5-行走馬達(dá);6-變速箱;7-中央制動(dòng)氣缸;8-驅(qū)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12動(dòng)橋;9-制動(dòng)鼓;10-輪邊減速器;11-主減速器;12-中央制動(dòng)器;13-換檔氣缸2.5 輪式行走裝置的構(gòu)造專(zhuān)用輪胎地盤(pán)通常由箱形結(jié)構(gòu)的車(chē)架、轉(zhuǎn)向前橋、后橋、行走傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及支腿等組成.由于輪胎式挖掘機(jī)的行走速度不高。因此。后橋斗式剛性懸掛的.而前橋則采用中間鉸接液壓懸掛的平衡裝置。2.5.1 懸掛裝置選擇輪胎式單斗液壓挖掘機(jī)由于行走速度不高。因此，一般采用后橋剛性固接，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但為了改善行走性能，前橋通常制成擺動(dòng)式懸掛平衡裝置如圖 2.10。車(chē)架與前橋通過(guò)中間的擺動(dòng)銷(xiāo)軸鉸接。在鉸的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)懸掛液壓缸，液壓缸的一端與車(chē)架連接，活塞桿端與前橋連接?？刂崎y有兩個(gè)位置。圖示的位置為挖掘機(jī)在工作時(shí)的狀態(tài)?？刂崎y將兩個(gè)液壓缸的工作腔及油箱的聯(lián)系切斷。此時(shí)液壓缸將前橋的平衡懸掛鎖住。有利于穩(wěn)定工作，當(dāng)挖掘機(jī)行走時(shí)控制閥向左移。使兩個(gè)懸掛液壓缸的工作腔連通，并與油箱接通。前橋能適應(yīng)路面的高低坡度。上下擺動(dòng)使輪胎與地面接觸良好，充分發(fā)揮牽引力。圖 2.10 液壓挖掘機(jī)懸掛平衡裝置1-閥;2-懸掛液壓缸;3-擺動(dòng)鉸;4-前橋2.5.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文13輪胎式挖掘機(jī)的司機(jī)室布置在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上。轉(zhuǎn)臺(tái)可三百六十度回轉(zhuǎn)，因而挖掘機(jī)必須有一套專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，方可在司機(jī)室操縱輪胎轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)該滿足轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操縱:(1).轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)不影響轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操縱;(2).操縱輪胎轉(zhuǎn)向要有隨動(dòng)特性。輪胎的轉(zhuǎn)交隨方向盤(pán)成比例而轉(zhuǎn)動(dòng)。方向盤(pán)不動(dòng);輪胎也應(yīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng);(3).操縱輕便。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度;(4).要減輕轉(zhuǎn)向時(shí)輪子受到?jīng)_擊反應(yīng)到方向盤(pán)的力.能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)有多種見(jiàn)圖 2.11。如機(jī)械式轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向和氣壓助力轉(zhuǎn)向等，其中以液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向應(yīng)用最為普遍。圖 2.11 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)原理示意1-轉(zhuǎn)向輪;2-左轉(zhuǎn)向節(jié)臂;3-轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo);4-轉(zhuǎn)向液壓缸;5-轉(zhuǎn)向橫拉桿;6-前軸;7-右轉(zhuǎn)向節(jié)臂; 8-液壓泵;9-轉(zhuǎn)向器;10-方向盤(pán);11-中心回轉(zhuǎn)接頭2.5.3 轉(zhuǎn)向方式南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14圖 2.12 各種轉(zhuǎn)向方式 a) 前輪轉(zhuǎn)向; b) 四輪轉(zhuǎn)向; c) 斜形轉(zhuǎn)向; d) 后輪轉(zhuǎn)向液壓挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)向性能優(yōu)劣也是影響作業(yè)效率的因素之一。為了使輪胎挖掘機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，可在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中增加一套四位六通閥?？梢园葱枰蔀樗姆N不同的方式操縱轉(zhuǎn)向輪，如圖 2.12a) 為前輪轉(zhuǎn)向，屬于一般情況; b) 為前后輪轉(zhuǎn)向，車(chē)身較長(zhǎng)時(shí)可使轉(zhuǎn)彎半徑較小;c) 為斜形轉(zhuǎn)向，使整個(gè)車(chē)身斜形，便于車(chē)子離開(kāi)或靠近作業(yè)面; d) 為后輪轉(zhuǎn)向便于倒車(chē)行走時(shí)轉(zhuǎn)向。圖 1.7 中列出了多種轉(zhuǎn)向方式。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文153 整機(jī)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，機(jī)重為 11 噸；輪胎規(guī)格為 9.00-20；輪胎動(dòng)力半徑r =0.491 米。挖掘機(jī)最大牽引力 P =0.6 機(jī)重；發(fā)動(dòng)機(jī)功率 N=58.8KW，轉(zhuǎn)速w k2000r/min；油泵最大流量 2100l/min；最大工作壓力 21MPa。最高行駛速度31Km/h，設(shè)計(jì)取全橋驅(qū)動(dòng)。根據(jù)已知參數(shù)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選長(zhǎng)江液壓件廠油泵 G20-15-系列。額定壓力 21MPa 采用定量泵系統(tǒng)。3.1 選擇液壓馬達(dá)類(lèi)型、行走速度及傳動(dòng)比(1) 確定油馬達(dá)的參數(shù)此挖掘機(jī)采用定量系統(tǒng)，故液壓馬達(dá)選用雙速定量低速大扭矩（軸向柱塞液壓馬達(dá)） ，采用雙速的原因是因?yàn)殡p速液壓馬達(dá)有利于調(diào)節(jié)牽引力和行走速度。最高行駛速度由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給為 Km/h。 31v根據(jù)樣機(jī)數(shù)據(jù)并參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。液壓馬達(dá)選取長(zhǎng)江液壓件廠的 GM16 型液壓馬達(dá)。額定壓力 21MPa.Q=200L/min。 n=1800r/min。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文16q = =0.111L/r 0182(3-1)= =0.115L/min m(3-2)= = 0.98=1704r/min NmaxqQv15.02(3-3)= Mmaxmp2=0.159300.1150.9=493.7N.M (3-4)= pqQ21=0.159300.1150.8=439N.M (3-5)式中 -壓力損失，pPanda05/3-容積效率， 0.98v-機(jī)械效率，0.9 m-額定扭矩(N.M)Max-實(shí)際扭矩 即油馬達(dá)啟動(dòng)扭矩(N.M)Q(2) 傳動(dòng)比分配根據(jù)啟動(dòng)牽引力作為計(jì)算第一檔速度的依據(jù)(越野檔)。則其總傳動(dòng)比為:316.0rGiQW總(3-6)式中 -機(jī)重(T);G-油馬達(dá)啟動(dòng)扭矩 (N.M);MQ-輪胎半徑(m);rw-軸與變速箱總效率。0.8.33.926.01rGiQW總南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文17第二檔速度(公路檔)取決于挖掘機(jī)的最大行駛速度合油馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速。其總傳動(dòng)比為:vnriw37.02總(3-7)式中 -油馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速(r/min);n-輪胎半徑 (m);rw-挖掘機(jī)最大行駛速度(Km/h).vi總2vnrw37.0= 149.=10.175根據(jù)上面的總傳動(dòng)比計(jì)算。變速箱合驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比分配如下:驅(qū)動(dòng)橋:一般工程車(chē)輛中多采用驅(qū)動(dòng)橋合輪邊減速器結(jié)合使用。所以驅(qū)動(dòng)橋總減速比可取的大一點(diǎn).參考樣機(jī)選取本機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)比為 21.變速箱: 第一檔 i15.4239第二檔 8073.2 實(shí)際速度及牽引力越野檔速度: = = 3.4 Km/hv5.42193.牽引力為: = = 66 KNTmax08變速箱輸出軸扭矩: mNiMQ.97.3公路檔速度: = = 31 Km/hv15.47.牽引力為: = = 7.28 KNmax908.3.3 挖掘機(jī)行走裝置參數(shù)行走裝置型式: 輪胎式;挖掘機(jī)重量: 11 噸;南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18牽引力: 66 KN輪胎規(guī)格: 9.00-20;輪胎動(dòng)力半徑: 0.491m;油馬達(dá)主要參數(shù):排量: 0.115L/min;扭矩: 493.7 N.m轉(zhuǎn)速: 1704 r/min;流量: 200 L/min.公路行駛時(shí)的主要參數(shù):速度: 31 Km/h;變速箱傳動(dòng)比: 0.485變速箱輸出軸扭矩: 212.9 N.m變速箱及驅(qū)動(dòng)橋效率: 0.85越野檔行駛時(shí)的主要參數(shù):速度: 3.4 Km/h;變速箱傳動(dòng)比: 4.5變速箱輸出軸扭矩: 1975.5 N.m變速箱及驅(qū)動(dòng)橋效率: 0.853.4 變速箱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的變速箱要能保證一下要求:(1) 改變傳動(dòng)比。擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩合轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件。如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下作業(yè)。(2) 實(shí)現(xiàn)倒檔。在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使車(chē)輛能前進(jìn)和倒退行駛;(3) 實(shí)現(xiàn)空檔。可切斷傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)、怠速。并可在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，便于變速箱換檔和動(dòng)力輸出。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械式換檔，即人力通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)撥動(dòng)嚙合套進(jìn)行換檔。變速箱有兩對(duì)嚙合齒輪，采用齒輪常嚙合，嚙合套換檔。因此兩對(duì)齒輪的中心距離要相等。3.4.1 低速檔齒輪設(shè)計(jì)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。因其傳動(dòng)速度不高，故齒面嚙合選用7 級(jí)精度（GB1009588） 。1 材料選擇由參考文獻(xiàn)3第 189 頁(yè)，表 10-1，選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)后表面淬火），硬度為 50HRC，大齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS。2 齒數(shù)確定選小齒輪齒數(shù) =18.大齒輪齒數(shù) 184.581，Z12iZ1取 81。23 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即32112. eHeUTkddtt(3-8) 式中 -載荷系數(shù)；Kt-齒輪分度圓直徑；dt1-齒寬系數(shù)；-齒輪傳動(dòng)比；u-彈性影響系數(shù)；Ze-齒輪所傳遞的扭矩T1-材料許用應(yīng)力。Ha 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) =1.3Kt 小齒輪所傳遞的扭矩 T1mN.39.405= 由參考文獻(xiàn)3第 201 頁(yè)，表 107 兩支撐相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱(chēng)布置，故取 1.0d 由參考文獻(xiàn)3第 198 頁(yè)，表 106 彈性影響系數(shù)，取 =189.8 MPaZe 由參考文獻(xiàn)3第 207 頁(yè)，表 1021d 調(diào)質(zhì)處理合金鋼的 limH查得 小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限 1200 MPa；1limH大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 800 MPa2li南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) LnNhj160=601704820069.82 h 8(3-9)hj260=60 820065.4178=式中 -轉(zhuǎn)速；n-同側(cè)齒廓嚙合次數(shù)；j-工作小時(shí)數(shù)。LH 由參考文獻(xiàn)3第 203 頁(yè)，圖 10-19 灰鑄鐵接觸疲勞壽命系數(shù) 。KHN查得 =0.95; =0.97KN1HN2 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%。安全系數(shù)為 S=1=1SHlinN1=0.951200=1140 MPa (3-10)=2SHlinNK2=0.97800=776 MPab 計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的數(shù)值dt13212.HeUZTkdtt=2.323 25768.190.49. =80.469 mm 計(jì)算圓周速度 v= =4.85 m/s 106ndt南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21(3-11) 計(jì)算齒寬 b= =80.469 mm.dt1 計(jì)算齒寬與齒高之比 h模數(shù): = / =4.47 mmmdt1Z齒高: =2.25 =2.254.47=10.06 mm=80.469/10.06=8.0hb 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) =4.85 m/s。7 級(jí)精度.查參考文獻(xiàn)3第 192 頁(yè)，圖 10-8 動(dòng)載系數(shù)v值Kv得動(dòng)載系數(shù) =1.14。 v由參考文獻(xiàn)3第 190 頁(yè)，表 10-2 取使用系數(shù) =2.0，7 級(jí)精度.KA由參考文獻(xiàn)3第 193 頁(yè)，表 10-3 及 469.80235bFtA(3-12)=539.2 N.mm 100 N.mm查得 = =1.1KHa小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí):=1.12+0.18(1+0.6 2) 2+0.2310-3b Hd(3-13)10-2469.803.16.018.2=1.593由 =8.0。 =1.593 得 =1.46。故載荷系數(shù)hbKHFkHavA(3-14)=21.141.11.593=3.995南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文22 按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。有= . = 80.469 = 112.25 mm d1t3ktK3.195(3-15) 計(jì)算模數(shù)M=d/z = = 6.23 1825.(3-16)4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m (3-321FSadYZTK17)式中 -載荷系數(shù)k-齒寬系數(shù)；d-齒輪齒數(shù)； z1-齒形系數(shù) ;YFa-應(yīng)力校正系數(shù);S-齒輪所傳遞的扭矩；T1-彎曲疲勞強(qiáng)度極限。a 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值: 由參考文獻(xiàn)3第 204 頁(yè)，圖 10-20 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE查得 小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =650 MPa;1FE大齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =550 MPa.2 由參考文獻(xiàn)3第 202 頁(yè)，圖 10-18 彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN查得 =0.85; =0.88.KFN1FN2 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞許用系數(shù) S=1.4得 = = 0.85650/1.4 = 394.6 Mpa 1SFEN1(3-18) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文23= =0.88550/1.4 = 345.7 MPaF2SFlinNK2 計(jì)算載荷系數(shù) k= 21.141.11.46 = 3.662 FavA(3-19) 由參考文獻(xiàn)3第 197 頁(yè)，表 10-5 齒形系數(shù) 及應(yīng)力校正系數(shù)YFaSa查得 =2.91; =2.22YFa1Fa2=1.54; =1.775SS 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較Fa= =0.01136 Sa16.39452(3-20)= =0.01141FYSa27.345兩者比較,大齒輪的數(shù)值大.b 設(shè)計(jì)計(jì)算m321FSadZTK32041.96.8=4.81 mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果。由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m。由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力。僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān)。可由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m=4.81。取 m=5。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑計(jì)算。.小齒輪的齒數(shù) = /mZ1d=22.45圓整取 22。大齒輪齒數(shù) =4.522.45=101.0252南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文24圓整取 1025 齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑= m=110 mmd1Z= m=510 mm2 計(jì)算中心距=( + )/2=310 mma12 計(jì)算齒輪寬度= =110 mmbd1取 =110 mm; =115 mmB213.4.2 高速檔齒輪設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)方案,選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。因其傳動(dòng)速度不高,故齒面嚙合選用 7級(jí)精度（GB1009588） 。由于高速擋齒輪設(shè)計(jì)原理和步驟和低速擋齒輪一樣，因此低速擋齒輪設(shè)計(jì)同上步驟，經(jīng)計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù) m=2.517。取 m=3。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑 md150=計(jì)算小齒輪的齒數(shù) = =50Z1/大齒輪齒數(shù) =0.48550=242這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的齒輪傳動(dòng)即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度。又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。并做到結(jié)構(gòu)緊湊。避免浪費(fèi).3.4.3 齒輪變位因?yàn)橛?jì)算的上對(duì)齒輪已將兩軸的中心距確定。所以現(xiàn)在需要調(diào)整兩對(duì)齒輪的分度圓直徑。來(lái)滿足兩軸的中心距.解決方法:先在傳動(dòng)比不變的條件下改變齒數(shù)。使改變后的中心距與實(shí)際要求的相差較小。再通過(guò)齒輪的變位來(lái)達(dá)到滿足中心距的要求.重新確定小齒輪齒數(shù)為:; 1392=Z67485.0139=南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文25此時(shí)的中心距為= =309a326719采用角度變位齒輪傳動(dòng)中的正傳動(dòng)。其中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距。嚙合角大于分度圓壓力角。兩輪的齒全高比標(biāo)準(zhǔn)齒輪短.正傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是可以減少齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸。并且兩輪均采用正變位。能使齒輪機(jī)構(gòu)的承載能力有較大提高.缺點(diǎn)使。由于嚙合角的增大和實(shí)際嚙合線減短。故使重合度減少較多.a 變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)已知 、 、m、 、Z12a 確定嚙合角=arccos ( )2cos= arccos ( )31096.0 確定變位系數(shù)和+ = ( + )( + )/(2 )12inviZ12tan(6739ta0 206tan214.34.8.00=0.4217 確定中心距變動(dòng)系數(shù)= = =0.33yma 3091 確定齒頂高降低系數(shù)=( + )-12y=0.4217-0.33=0.0917 分配變位系數(shù)(盡量平均分配)=0.2117; =0.2112 計(jì)算齒輪的幾何尺寸齒頂高 =( + - )mha1*1y南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26=(1+0.2117-0.0917) 3=3.36( + - )mha2*2y=(1+0.21-0.0917) 3=3.355齒根高 =( + - )mf1*ahc1=(1+0.25-0.2117) 3=3.115=( + - )mf2*ah2=(1+0.25-0.21) 3=3.12節(jié)圓直徑 =d1cos/62.047=418.668 mm=2cos/.01=201.805 mm齒頂圓直徑 = +2da1ha1=423.72= +2a2a2=207.713.5 輪邊減速器3.5.1 傳動(dòng)方案的選擇由參考文獻(xiàn)12第 123 頁(yè)，初定輪邊減速傳動(dòng)比為 。方案采用常見(jiàn)2.51KTi得一級(jí)大減。太陽(yáng)輪輸入行星架輸出。由此確定行星排參數(shù) .等于齒圈齒數(shù)4與太陽(yáng)輪齒數(shù)之比.下圖為其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 3-1.南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文27圖 3-1 輪邊減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1-半軸套管;2-半軸;3-太陽(yáng)輪;4-行星齒輪;5-行星齒輪軸;6-齒圈;7-行星架.3.5.2 配齒選擇a 各行星排齒圈齒數(shù)盡量接近，最好是取成相同。b 小齒輪的齒數(shù)不要取得過(guò)小，應(yīng)考慮軸和軸承的布置和避免產(chǎn)生根切。c 行星輪最小齒數(shù)不小于 1417，太陽(yáng)輪的最小齒數(shù)應(yīng)取得更多一些。本設(shè)計(jì)取的太陽(yáng)輪 18 個(gè)齒。行星輪 30 個(gè)齒。滿足要求.3.5.3 行星傳動(dòng)系設(shè)計(jì)主要參數(shù)確定.首先找倒現(xiàn)有的同類(lèi)機(jī)械。統(tǒng)一等級(jí)和機(jī)構(gòu)類(lèi)型相似的輪邊減速器作為參考.然后根據(jù)情況的不同。適當(dāng)?shù)倪x擇參數(shù).a 齒輪模數(shù)齒輪模數(shù)直接決定齒輪彎曲強(qiáng)度。從增加彎曲強(qiáng)度出發(fā)。應(yīng)選大模數(shù).但在中心距和速比一定的情況下若選用小模數(shù)。則可以增加齒數(shù)。使重疊系數(shù)增大。傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪接觸強(qiáng)度有所改善.因此在滿足彎曲強(qiáng)度的前提下。應(yīng)盡量采用小模數(shù)。一般可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)初選模數(shù):31MKm(3-21)式中 -太陽(yáng)輪扭矩M1-模數(shù)系數(shù)。Km南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文28模數(shù)初取 4 mm.經(jīng)計(jì)算:=96 mm。 AmZsp2DepmZ120b 齒寬在一定范圍內(nèi)齒寬大齒的強(qiáng)度就高。但輪邊減速器受徑向尺寸和軸向尺寸的限制。又不能太大。試驗(yàn)證明。齒寬過(guò)分增大時(shí)。由于沿齒寬方向負(fù)荷分布不均勻性增大。反而使齒輪承載能力隨之降低.查參考文獻(xiàn)3第 201 頁(yè)，表 10-7 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) d結(jié)合本機(jī)工作情況。取 =0.5.d則: =0.5184=36b4 其他部件設(shè)計(jì)4.1 軸和軸承設(shè)計(jì)初選軸徑由參考文獻(xiàn)3第 362 頁(yè)，公式(15-2)可初步估算出軸得直徑即 30nPAd式中 -軸所受得扭矩 KW;P-軸的轉(zhuǎn)速 r/min;n= (查參考文獻(xiàn)3第 362 頁(yè)，表 153 取 126)A032.95T代入各數(shù)據(jù)得: md5.361704823所以輸入軸得最小直徑取 40 毫米。兩端軸承選內(nèi)徑為 40 毫米深溝球軸承.載荷南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文29大，尺寸受限制時(shí)。往往采用圓錐滾子軸承。其支撐剛度大。但對(duì)軸的變形敏感.內(nèi)外圈可分離。裝拆方便.圓錐滾子軸承能承受軸向力。當(dāng)要求承載能力大時(shí)。還可采用雙列球面滾柱軸承。這種軸承耐沖擊能力好。能自動(dòng)調(diào)心。允許內(nèi)外圈軸線有較大的現(xiàn)對(duì)偏斜。對(duì)軸線偏差能起補(bǔ)償作用.但徑向球軸承價(jià)格便宜、且能承受一定得軸向力、對(duì)軸的變形不敏感、點(diǎn)接觸的摩擦小。適宜用于高速。因其額定負(fù)荷小，因而主要用于中、小載荷。代入輸出軸的扭矩。計(jì)算如下: 615.4231d所以輸出軸選最小軸徑 65 毫米。兩端用 65 毫米的圓錐滾子軸承支撐。中部為花鍵形式。4.2 軸承、鍵和連軸器的選擇4.2.1 輸入軸根據(jù)輸入軸的軸徑選擇其鍵、軸承和連軸器.已知輸入軸的軸徑為 40 mm。由參考文獻(xiàn)4第 107 頁(yè)，表 11-28。選擇普通平鍵。公稱(chēng)直徑 =128.hb由參考文獻(xiàn)3 第 103 頁(yè)，公式(6-1) pPkldT1023校核普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度.式中 -傳遞的轉(zhuǎn)矩，N. m；T-鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 =0.5hk-鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm。平頭平鍵 ，這里 為鍵的公稱(chēng)長(zhǎng)度，單位l Ll為 mm;b 為鍵的寬度，單位為 mm-軸的直徑。單位為 mmd-鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力。單位為 MPP對(duì)于變速箱軸上的鍵。 取為 100 MPa.P代入數(shù)值得:=48.99 MPakldT1023=4285.93Pd故，此鍵滿足工作要求.連軸器:南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文30由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)4第 125 頁(yè)，表 13-2 選取 YL10 型.軸承:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)4第 119 頁(yè)，表 12-6 選取 6209 型深溝球軸承.軸承端蓋:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)4第 132 頁(yè)，表 14-1 計(jì)算軸承端蓋得各幾何參數(shù).端蓋的連接螺釘直徑為md103=;85D;105.230md;80305mdD;.32e.234.2.2 輸出軸根據(jù)輸出軸的軸徑選擇其鍵、軸承和連軸器.已知輸出軸的軸徑為 65 mm。由參考文獻(xiàn)4第 107 頁(yè)，表 11-28。選擇普通平鍵。公稱(chēng)直徑 =2214.hb由參考文獻(xiàn)3第 103 頁(yè)，公式(6-1) PPkldT1023校核普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度.式中 -傳遞的轉(zhuǎn)矩， N. m；T-鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， ；kb5.0-鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm，平頭平鍵 ，這里 為鍵的公稱(chēng)長(zhǎng)度，單l Ll位為 mm;b 為鍵的寬度，單位為 mm。-軸的直徑，單位為 mm；d-鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為 MPP對(duì)于變速箱軸上的鍵， 取為 100 MPa。P代入數(shù)值得: kldTP1023654.9=13.59 MPa P故，此鍵滿足工作要求.連軸器:南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文31由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)4第 123 頁(yè)，表 13-2 選取 YLD 10 型.軸承:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)4第 119 頁(yè)，表 12-6 選取 6214 型深溝球軸承.軸承端蓋:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)4第 132 頁(yè)，表 14-1 計(jì)算軸承端蓋得各幾何參數(shù).端蓋的連接螺釘直徑為 md103;25D;5.23;145305mdD;8.30e.235 液壓挖掘機(jī)行走裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)5.1 模型的建立液壓挖掘機(jī)的行走過(guò)程是通過(guò)輪胎與地面的摩擦力使得產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過(guò)程。斗裝滿后提升,回轉(zhuǎn)到卸土位置進(jìn)行卸土。液壓挖掘機(jī)行走裝置為了實(shí)現(xiàn)上述周期性作業(yè)動(dòng)作,整機(jī)由下列幾個(gè)基本組成部分:動(dòng)力裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、行走裝置和輔助設(shè)備。對(duì)液壓挖掘機(jī)行走裝置的零件進(jìn)行三維實(shí)體造型幾乎要用到Pro/ E 中所有的常用操作方法,如拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、以及圓角等常用操作命令。例如傳動(dòng)齒輪先繪制草繪圖,用到 直線 、圓 、修剪等操作,再拉伸得到齒輪的主體。接下來(lái)主要用拉伸操作依次繪制傳動(dòng)軸、減速箱,切除操作繪制軸孔,最后用相關(guān)其他工具完成整個(gè)行走裝置的繪制。其它主要零部件還包