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畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目： 履帶式液壓驅(qū)動底盤的設(shè)計
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(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
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(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
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目 錄
1 引言 - 1 -
1.1 國內(nèi)履帶式液壓驅(qū)動底盤的現(xiàn)狀 - 1 -
1.2國內(nèi)履帶式液壓驅(qū)動底盤的發(fā)展趨勢 - 3 -
1.3主要設(shè)計內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù) - 3 -
2 技術(shù)任務(wù)書（JR） - 4 -
2.1總體設(shè)計依據(jù) - 4 -
2.1.1 設(shè)計要求 - 4 -
2.1.2設(shè)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(shù)要求與主要技術(shù)參數(shù) - 5 -
2.3.1 主要技術(shù)要求 - 5 -
2.3.2 主要技術(shù)參數(shù) - 5 -
2.4 考慮到的若干方案的比較 - 5 -
3 設(shè)計計算說明書（SS） - 6 -
3.1 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)方案的確定 - 7 -
3.2 履帶式行走底盤總體的設(shè)計 - 7 -
3.2.1 結(jié)構(gòu)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(qū)動軸的選取 - 9 -
3.3.4驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪的設(shè)計和計算 - 10 -
4 使用說明書（SM） - 15 -
4.1 結(jié)構(gòu)及工作原理 - 15 -
4.2 主要技術(shù)參數(shù) - 16 -
4.3使用注意事項 - 16 -
5 技術(shù)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(jié)論 - 18 -
參考文獻 - 19 -
致謝 - 20 -
履帶式液壓驅(qū)動底盤的設(shè)計
1 引言
1.1 國內(nèi)履帶式液壓驅(qū)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(shù)含量低、系列化程度低，在制造和設(shè)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(gòu)中，有挖掘機，鉆機，煤礦設(shè)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(jié)構(gòu)性能特點：
① 支承主機重量，具有前進、后退轉(zhuǎn)彎行走之功能。
② 橡膠履帶采用日本技術(shù)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(jié)構(gòu)強度、剛度大，利用折彎加工。
⑤ 支重輪、導(dǎo)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)向輪、驅(qū)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(gòu)彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。
性能參數(shù)：
① 底盤自身質(zhì)量1.4t，機械允許總重6-6.5t。
② 履帶高度低，H=466mm。
③ 行駛速度高 v=2-4Km/h。
④ 行走液壓馬達減速機工作壓力 PH=20Mpa，Q總=1634ml/r，MH=5724N·m。
⑤ 牽引力大，T=5536kg，牽引能力92%（理論值），爬坡能力α>30°。
⑥ 地比壓力 p=0.038Mpa。
目前該產(chǎn)品從4T到18T已成系列化批量生產(chǎn)。
（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(gòu)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(dǎo)輪、托鏈輪、驅(qū)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(yīng)用于：（CATERPILLAR）卡特、（KOMATSU）小松、（HITACHI）日立、（KATO）加藤、（SUMITOMO）住友、（KOBELCO）神鋼、（DAEWOO）大宇、（HYUNDAI）現(xiàn)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JRXD系列和鋼制履帶JRLD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(gòu)中，有挖掘機，鉆機，煤礦設(shè)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(jié)構(gòu)性能特點：
①支承主機重量，具有前進、后退轉(zhuǎn)彎行走之功能。
② 橡膠履帶采用日本技術(shù)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(jié)構(gòu)強度、剛度大，利用折彎加工。
⑤ 支重輪、導(dǎo)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)向輪、驅(qū)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(gòu)彩螺桿調(diào)節(jié)，可靠性高。
1.2國內(nèi)履帶式液壓驅(qū)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(yīng)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(shè)的大型化，所需的配套設(shè)備構(gòu)件等的重量也不斷增加,對超大型起重設(shè)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(chǔ)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(shù)、新材料、新工藝、新的設(shè)計方法,使整機性能大大提高
充分利用新技術(shù)、新工藝來提高產(chǎn)品質(zhì)量，并不斷開發(fā)新材料、新結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)也逐漸采用高強材料,通過優(yōu)化設(shè)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(shù)化
各大知名企業(yè)均具有其獨特的核心技術(shù),并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位?，F(xiàn)在各大公司均下大力氣研究開發(fā)自己的核心技術(shù),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(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步完善的計算機控制技術(shù)和集成傳感技術(shù)在履帶底盤行業(yè)得到廣泛的應(yīng)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(lǐng)域。
1.3主要設(shè)計內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)
（1）液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算，包括液壓泵、液壓馬達的選型和參數(shù)確定。
（2）履帶張緊裝置的設(shè)計。
（3）驅(qū)動裝置的設(shè)計。
（4）機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
關(guān)鍵技術(shù)主要包括液壓系統(tǒng)的設(shè)計和驅(qū)動裝置的設(shè)計，液壓系統(tǒng)的參數(shù)選取和驅(qū)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(shù)任務(wù)書（JR）
2.1總體設(shè)計依據(jù)
本設(shè)計是根據(jù)常用履帶設(shè)計方法和較成熟和現(xiàn)代設(shè)計方法，參考了農(nóng)業(yè)機械履帶底盤設(shè)計的通用原則，依據(jù)所給的動力選取了液壓元件，結(jié)合機械設(shè)計手冊，選擇了標(biāo)準(zhǔn)件，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計參照了東方紅拖拉機的結(jié)構(gòu)形式。
2.1.1 設(shè)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(gòu)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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。
2.1.2設(shè)計原則
（1）底盤的安全設(shè)計
安全設(shè)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(dāng)?shù)陌踩ｋU系數(shù)。
（2）底盤的質(zhì)量可靠。
（3）人機匹配的安全工效學(xué)原則。
（4）經(jīng)濟性原則和可行性原則
2.2 產(chǎn)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(qū)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(shè)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(yīng)性。
2.3 產(chǎn)品的主要技術(shù)要求與主要技術(shù)參數(shù)
2.3.1 主要技術(shù)要求
主要技術(shù)指標(biāo)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(shè)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。
2.3.2 主要技術(shù)參數(shù)
表1 履帶底盤的主要技術(shù)參數(shù)
額定功率
軌距
節(jié)距
履帶板寬
接地長度
外形尺寸
37kw
1100
130
260
1700
2145×1238×585
2.4 考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(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)形式便于元件布置，給工程機械的設(shè)計帶來極大方便，使結(jié)構(gòu)多樣化并提高了性能。
（1）馬達輪獨立驅(qū)動方式省去了變速箱，差速器、驅(qū)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(shè)計自由度大，車輛性能和結(jié)構(gòu)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(fù)雜結(jié)構(gòu)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(qū)動的方式可以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向，可以原地轉(zhuǎn)向，也可以簡化機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)，對那些因結(jié)構(gòu)限制不便采用機械轉(zhuǎn)向或?qū)D(zhuǎn)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(zhuǎn)矩雙向?qū)ΨQ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(jié)構(gòu)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(shè)計計算說明書（SS）
3.1 結(jié)構(gòu)方案分析與確定
3.1.1 履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(zhuǎn)轉(zhuǎn)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)。
3.1.2 結(jié)構(gòu)方案的確定
通過前面結(jié)構(gòu)方案的比較，可以確定本設(shè)計履帶底盤的結(jié)構(gòu)方案，底盤采用整體式結(jié)構(gòu)，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。
3.2 履帶式行走底盤總體的設(shè)計
3.2.1 結(jié)構(gòu)組成及其工作原理
履帶底盤主要由機架、液壓驅(qū)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(zhuǎn)動，液壓馬達驅(qū)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(qū)動履帶行走。其結(jié)構(gòu)如下圖：
圖1 總體結(jié)構(gòu)示意圖
1．驅(qū)動輪 2.履帶 3.托輪 4.臺車架 5.支重輪胎6.彈簧鎖7.導(dǎo)向輪
本設(shè)計的工作原理：液壓泵通過驅(qū)動液壓馬達帶動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)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(yīng)力。
3.3 履帶行走裝置計算
3.3.1 液壓馬達的選取
液壓馬達驅(qū)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(jié)構(gòu)復(fù)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。比較兩種方案及其履帶底盤的自身結(jié)構(gòu)，選取低速大扭矩馬達較為合理。
①設(shè)驅(qū)動輪的角速度為w，則V=W.R 其中最大速度v=10km/h，履帶輪半徑r=500mm，得到w=5.56rad/s
驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速n=60w/2π，得到n=53r/min
②考慮到旋轉(zhuǎn)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
軸徑磨擦力矩
馬達的總負載力矩
③取Pa=22.5MPa，行走馬達的排量
查取液壓馬達技術(shù)參數(shù)選取邦力GM2－420系列，其參數(shù)如下：
表2 GM2-420馬達參數(shù)表
型號
理論排量(ml/r)
額定壓力(MPa)
最高壓力(MPa)
額定扭矩(n.m)
持續(xù)轉(zhuǎn)速
最高轉(zhuǎn)速(r/min)
重量（kg）
GM2-420
425
25
35
1658
0.7~750
750
51
3.3.2 液壓泵的選取
根據(jù)轉(zhuǎn)速n=44r/min，每臺行走馬達所需流量
系統(tǒng)需要的總流量
系統(tǒng)最大功率計算：
額定功率w=27kw
選取上海液壓泵廠生產(chǎn)的XM-F40其參數(shù)如下：
表3 液壓泵參數(shù)表
型號
理論排量(ml/r)
額定轉(zhuǎn)速(n/min)
最高轉(zhuǎn)速(n/min)
額定轉(zhuǎn)速(n/min)
額定壓力(MPa)
輸入功率
扭矩(n.m)
重量（kg）
XM-F40
28
1980
3750
31.5
35
38
120
29
3.3.3驅(qū)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(yīng)力集中和敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)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(chǔ)，設(shè)計各軸段的直徑，設(shè)計的結(jié)果如下圖：
圖2 驅(qū)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(zhuǎn)的要求外，都必須進行軸向定位和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。
本設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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。
3.3.4驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪的設(shè)計和計算
驅(qū)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?zhǔn)较鹉z金屬履帶以及整體臺車行走系配用整體式履帶板。
驅(qū)動輪節(jié)圓半徑
（3-1）
式中：t—履帶節(jié)距，mm；
Z—驅(qū)動輪轉(zhuǎn)一圈的工作齒數(shù)；
最后算得驅(qū)動輪的直徑為430mm，履帶節(jié)距為130mm，履帶總重量為2.5t，履帶采用組合式履帶。
導(dǎo)向輪直徑
（3-2）
計算得：
性能參數(shù)計算：
（1）行駛速度
（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
（3-3）
式中G為底盤的自重
為坡度角
運行阻力
（3-4）
履帶的內(nèi)阻力
（3-5）
則最大牽引力應(yīng)不小于這些阻力之和，即T≧+ +,此外還應(yīng)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)
路面地質(zhì)
混凝土
干粘土
壓實粘土
干沙土
堅實土路
0.45
0.90
0.70
0.30
0.90
路面地質(zhì)
混凝土
干粘土
壓實粘土
干沙土
堅實土路
0.12
0.70
0.25
0.50
0.60
從表中選取附著系數(shù)為0.06，求得爬坡能力=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(biāo)，可以用來與同類型號產(chǎn)品作比較，主要根據(jù)地面條件、尺寸等進行合理選取。在設(shè)計底盤時，在結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)，盡量取小值。
(5)驅(qū)動輪和引導(dǎo)輪軸設(shè)計
為了使整體結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計時盡量將馬達放到驅(qū)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(jié)構(gòu)的緊湊、小巧。驅(qū)動輪齒形如下圖所示：
圖3 驅(qū)動輪齒形
引導(dǎo)輪是對稱的，軸的外形結(jié)構(gòu)也可采用全對稱式的結(jié)構(gòu)，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8×8.5的小槽，是用來安裝兩個密封圈，防止油泄露。其結(jié)構(gòu)如下：
圖4 引導(dǎo)輪軸
引導(dǎo)輪的安裝同樣采用了法蘭固定，與驅(qū)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(jié)構(gòu)，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(shè)計了六個均勻分布的直徑為50mm的蜂孔，中間鋼板厚度為40mm，能滿足強度要求。
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(jié)構(gòu)取決于臺車、驅(qū)動輪及履帶的結(jié)構(gòu)。
本設(shè)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(cè)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(qū)動輪的結(jié)構(gòu)而定。單排齒驅(qū)動輪配雙輪緣支重輪，雙排齒的驅(qū)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(qū)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(yīng)大于15mm。本底盤采用雙輪緣支重輪。
支重輪軸的支承方法和臺車的結(jié)構(gòu)有關(guān)，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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(yīng)力，且承載能力大，所以在大功率拖拉機上應(yīng)用廣泛。又因其結(jié)構(gòu)簡單，對磨料不敏感，便于自制，所以在小拖拉機支重輪上應(yīng)用也較合適。
托輪的作用是限制履帶下垂，其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)，所以直徑不應(yīng)過小，潤滑和密封應(yīng)可靠。
支重輪一般應(yīng)用比較計算法校核輪緣擠壓應(yīng)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(cè)一個支重輪上，則支重輪垂直載荷為底盤的一半。
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(gòu)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(yīng)力，驅(qū)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(gòu)，滑塊滑動式張緊機構(gòu)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(dǎo)向板和鉤之間的間隙。
張緊輪多數(shù)是鑄鋼件 ，材料為ZG45、ZG50Mn，小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(yīng)用最廣，按結(jié)構(gòu)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35Mn、35SiMn或球墨鑄鐵制造。
在設(shè)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0.15～0.45mm。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(yù)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 的凸筋嵌入履帶節(jié)上相應(yīng)的凹槽中。
4 使用說明書（SM）
4.1 結(jié)構(gòu)及工作原理
履帶底盤主要由機架、液壓驅(qū)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(zhuǎn)動，液壓馬達驅(qū)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(qū)動履帶行走。其結(jié)構(gòu)如下圖：
圖1 總體結(jié)構(gòu)示意圖
1．驅(qū)動輪 2.履帶 3.托輪 4.臺車架 5.支重輪胎6.彈簧鎖7.導(dǎo)向輪
本設(shè)計的工作原理：液壓泵通過驅(qū)動液壓馬達帶動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)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(yīng)力。
4.2 主要技術(shù)參數(shù)
履帶底盤的主要技術(shù)參數(shù)
額定功率
軌距
節(jié)距
履帶板寬
接地長度
外形尺寸
37kw
1100
130
260
1700
2145×1238×585
4.3使用注意事項
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(cè)與中間載重輪之間間隙以13～18mm為宜。更換或拆裝履帶并工作20h后，應(yīng)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(dǎo)致履帶伸長，節(jié)距發(fā)生變化，造成鐵齒和驅(qū)動輪的加速磨損。
履帶驅(qū)動輪磨損后要及是更換，以防止磨損后的驅(qū)動輪將履帶芯鉤出。
化學(xué)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(yīng)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(zhuǎn)彎，防止導(dǎo)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(shù)條件（JT）
5.1 檢驗規(guī)則
5.1.1檢驗的劃分
檢驗分出廠檢驗和型式檢驗
5.1.2出廠檢驗
產(chǎn)品應(yīng)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(yīng)不同的情況。
③行走速度。履帶底盤的行走速度應(yīng)符合設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。
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(shè)計要求的說明檢驗，不合格標(biāo)準(zhǔn)的為不合格產(chǎn)品。
5.1.3型式檢驗
（1）產(chǎn)品有下列情況之一時，應(yīng)進行型式檢驗；
①新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)或材料有重大改變，可能影響性能時；
④國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督機構(gòu)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(yīng)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(jié)論
本次設(shè)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(qū)動驅(qū)動軸，使底盤的轉(zhuǎn)向更加靈活，適應(yīng)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(yīng)能力。
（2）本設(shè)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(shè)計要求。
（3）液壓驅(qū)動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，同時能夠?qū)崿F(xiàn)制動和高低速轉(zhuǎn)換，即：工作時低速行駛，轉(zhuǎn)場是高速行駛。靈活方便，易于操縱。
（4）對履帶底盤的總體結(jié)構(gòu)進行了分析，得到了一些特殊的結(jié)構(gòu)組成及其安裝方法，其中履帶寬260mm,履帶總長2200mm左右，軌距1000mm,輪距1100mm,履帶高468mm等；
（5）馬達輸出軸采用內(nèi)花鍵配合形式，使整個底盤的結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理。
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致謝
這次設(shè)計首先要感謝我的指導(dǎo)老師老師的耐心輔導(dǎo)，他的認(rèn)真負責(zé)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度讓我由衷的佩服，改掉了我身上許多毛病，讓我體驗到了治學(xué)必須一絲不茍，必須腳踏實地才能做出一些學(xué)術(shù)上的東西。在整個設(shè)計過程中，鄭老師一直給我指出設(shè)計的方向，經(jīng)過不斷的修改，終于得到了較滿意的結(jié)果，短短的兩個多月，讓我學(xué)到了以前只是聽說過但從沒有實踐過的東西，真正住領(lǐng)會到“紙上得來終覺淺，覺知此行須躬行”。盡管設(shè)計已經(jīng)做了，但其中的酸甜苦辣我想只有我和鄭老師能夠體會到，晚上十二點鐘依然幫我修改圖紙的情景便是最好的證明。在此，再一次感謝鄭老師的悉心輔導(dǎo)，讓我本次的設(shè)計圓滿完成。
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