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1、 . . . 目錄 摘要IV AbstractV 第1章緒論1 1.1 挖掘機(jī)的簡介1 1.2 挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)2 1.3 國挖掘機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景3 1.4 本課題的主要任務(wù)與意義4 第2章總體設(shè)計(jì)方案6 2.1 履帶式行走裝置的結(jié)構(gòu)形式6 2.1.1 履帶式行走裝置的特點(diǎn)6 2.1.2 履帶式行走裝置的組成6 2.2 總體設(shè)計(jì)原則7 2.3 總體設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)7 2.4 設(shè)計(jì)方式與步驟8 第3章“四輪一帶”與其附件的設(shè)計(jì)9 3.1 履帶的設(shè)計(jì)和選型9 3.1.1 履帶的特點(diǎn)9 3.1.2 履帶的構(gòu)成9

2、 3.1.3 履帶的選型10 3.2 支重輪12 3.2.1 支重輪特點(diǎn)12 3.2.2 支重輪的構(gòu)成12 3.2.3 支重輪的選擇和設(shè)計(jì)13 3.3 拖鏈輪14 3.4 導(dǎo)向輪15 3.4.1 導(dǎo)向輪的結(jié)構(gòu)15 3.4.2 導(dǎo)向輪的選擇與設(shè)計(jì)15 3.5 驅(qū)動(dòng)輪16 3.5.1 驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)組成16 3.5.2 驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與其校核17 3.6 車架與其附件的設(shè)計(jì)18 3.6.1 車架的設(shè)計(jì)18 3.6.2 履帶緊裝置20 第4章行走驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)22 4.1 履帶式行走裝置的傳動(dòng)方式22 4.2 行走驅(qū)動(dòng)裝置的組成22 4.3 行星減速裝置24

3、4.3.1 減速器的簡介24 4.3.2 減速器的選擇25 4.3.3 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算25 第5章計(jì)算校核26 5.1 整機(jī)幾何尺寸的計(jì)算26 5.2 主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算28 5.3 履帶式行走驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算30 5.3.1行駛阻力的計(jì)算30 5.3.2行走液壓馬達(dá)牽引力的計(jì)算33 5.3.3 牽引力校核34 5.3.4行走液壓馬達(dá)主參數(shù)的計(jì)算34 第6章總結(jié)38 參考文獻(xiàn)40 致42 摘 要 挖掘機(jī)作為現(xiàn)代工程機(jī)械的代表，它的實(shí)用性能，工作性能，為各個(gè)領(lǐng)域的建設(shè)，特別是基礎(chǔ)行業(yè)的建設(shè)與開發(fā)帶來巨大的幫助。挖

4、掘機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，例如交通道路、房屋建設(shè)、能源開發(fā)與建設(shè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)、礦物挖掘與采摘還有現(xiàn)代化的國防建設(shè)與維護(hù)中。有數(shù)據(jù)顯示，普通的工程施工中約有80%的開采量、礦山中有70%的挖掘量和采集量是借助液壓挖掘機(jī)完成的。由于社會(huì)主義提出的發(fā)展要求，和加快現(xiàn)代化的建設(shè)，我國的基礎(chǔ)行業(yè)和能源行業(yè)發(fā)展迅速。這就推動(dòng)了挖掘機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新，為不斷滿足現(xiàn)代化建設(shè)而奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其中，行走系是挖掘機(jī)的重要組成部分之一，研究和開發(fā)行走系統(tǒng)是挖掘機(jī)研究中的必經(jīng)之路和研究基礎(chǔ)。 本課題的主要工作任務(wù)是：設(shè)計(jì)挖掘機(jī)行走系統(tǒng)，包括“四輪一帶”，結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定，繪制行走裝置的總裝配圖，履帶，拖鏈輪，支重輪，驅(qū)

5、動(dòng)輪，引導(dǎo)輪等的零件圖。編寫設(shè)計(jì)說明書。 本課題的研究設(shè)計(jì)思路是：通過對(duì)典型的液壓挖掘機(jī)WY100的結(jié)構(gòu)，參數(shù)，性能的研究，認(rèn)識(shí)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)現(xiàn)狀。針對(duì)挖掘機(jī)行走系做深入探究，由外形結(jié)構(gòu)到機(jī)器的實(shí)用性能逐次設(shè)計(jì)，校核，完成挖掘機(jī)最終的設(shè)計(jì)。本次課題的創(chuàng)新點(diǎn)和研究成果，是建立在傳統(tǒng)典型的挖掘機(jī)基礎(chǔ)之上，從設(shè)計(jì)中提升能力，創(chuàng)造靈感。把設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到現(xiàn)代挖掘機(jī)的開發(fā)和創(chuàng)新中，為滿足不斷變化的施工工況奠定基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞: 液壓挖掘機(jī) 四輪一帶 行走系 Abstract As a representative of modern engineering mach

6、inery excavator, its practical performance, job performance, for the construction of various fields, especially in the construction and development of basic industries tremendous help, such as mechanization of industrial and civil construction, transportation, modernization of agriculture, mineral m

7、ining and picking and modernization of mining industry in military engineering, etc. Data show that ordinary construction, about 80% of the mined,open pit mines in the amount of 70% of the stripping and mining excavator amount is completed. With the deepening of Chinese infrastructure construction a

8、nd widely used in excavators, Excavator industry is developing rapidly, so the development of the excavator to meet the need of our country is essential. However the running gear is an important part of excavator, its research and control is the foundation of the whole development. The main tasks o

9、f this project: design excavator system，Including "Four Wheels", the determination of structural parameters, drawing devices of rendering walking assembly, tracks, rollers, idlers, drag chain, wheels and other parts diagram. Write mission statement. The design ideas of this paper studies: Through t

10、he study of the typical structure of a hydraulic excavator WY100, parameters, performance status of knowledge-based excavator. According to in-depth study, the final design of excavator is completed.Innovation and research in this subject is built on the basis of the typical excavators, enhance the

11、ability and create inspiration from design. Use the design experience to modern excavator's development and innovation, laying the foundation for the construction to meet the changing conditions. Keywords: excavator;four Wheels and one track; walking department 43 / 49 第1章 緒論 1.1 挖掘機(jī)的

12、簡介 挖掘機(jī)作為現(xiàn)代工程機(jī)械的代表，它的實(shí)用性能，工作性能，為各個(gè)領(lǐng)域的建設(shè)，特別是基礎(chǔ)行業(yè)的建設(shè)與開發(fā)帶來巨大的幫助。挖掘機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，例如交通道路、房屋建設(shè)、能源開發(fā)與建設(shè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)、礦物挖掘與采摘還有現(xiàn)代化的國防建設(shè)與維護(hù)中。有數(shù)據(jù)顯示，普通的工程施工中約有80%的開采量、礦山中有70%的挖掘量和采集量是借助液壓挖掘機(jī)完成的。由于社會(huì)主義提出的發(fā)展要求，和加快現(xiàn)代化的建設(shè)，我國的基礎(chǔ)行業(yè)和能源行業(yè)發(fā)展迅速。這就推動(dòng)了挖掘機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新，為不斷滿足現(xiàn)代化建設(shè)而奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 挖掘機(jī)的種類很多，按照機(jī)器本身的噸位的大小可分為不同的種類。比如說小型液壓挖掘機(jī)的噸位是在13t

13、以下的。小型挖掘機(jī)的特點(diǎn)是：體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)快速、功能強(qiáng)大，工作效率高等特點(diǎn)，受到各大用戶的喜愛。主要用于路面維修、礦山工程、城市房屋建設(shè)工程、園嶺建設(shè)、電力設(shè)施組建、土木工程、民用設(shè)備的施工、與其他基礎(chǔ)建設(shè)工程。中型液壓挖掘機(jī)具備多項(xiàng)功能，它的優(yōu)點(diǎn)有：運(yùn)輸能力強(qiáng)大、機(jī)動(dòng)靈活、實(shí)用性強(qiáng)、耗能少等，非常適用于現(xiàn)代化的建設(shè)，特別是城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，除此之外，重量輕、價(jià)格便宜、容易保養(yǎng)和維護(hù)，所以它的應(yīng)用越來越廣泛，收到各個(gè)地區(qū)的歡迎。市場發(fā)展力很大。 液壓挖掘機(jī)的行走系統(tǒng)有多種結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)在我們常見的形式主要有履帶式、輪胎式和步履式行走裝置，其主要功能是支重和正常的行走。作為挖掘機(jī)的底盤核心，行走

14、系的要滿足很多條件才能順利，可靠的完成規(guī)定的作業(yè)，要求如下： （1）動(dòng)力性：必須提供較大驅(qū)動(dòng)力，可以提供挖掘機(jī)各種工況下的動(dòng)力要求，確保在作業(yè)和行駛中的流暢。； （2）越野性：保證行走系統(tǒng)的底端與地面有一定的距離，在越野性能上必須有一定的要求； （3）可靠性：挖掘機(jī)的接地比壓要小，對(duì)地面的損壞度要降低； （4）安全性：挖掘機(jī)在險(xiǎn)惡的工況中要運(yùn)行平穩(wěn)，安全，防止出現(xiàn)滑坡，摔落等現(xiàn)象； （5）靈活性：挖掘機(jī)行走系的運(yùn)動(dòng)要靈活，結(jié)構(gòu)要緊湊。 圖1.1 不同形式的挖掘機(jī) 1.2 挖掘機(jī)的工作特點(diǎn) 液壓挖掘機(jī)的作業(yè)十分復(fù)雜，經(jīng)常啟動(dòng)、加速、換向、制動(dòng)、負(fù)載變化大，磨損和沖擊，而且野外

15、作業(yè)時(shí)，環(huán)境溫度和地理位置變化大，加上現(xiàn)代的建設(shè)需求，總結(jié)挖掘機(jī)應(yīng)滿足的要求如下要： （1）確保挖掘機(jī)大臂、鏟斗等可以各以自單獨(dú)動(dòng)作，同時(shí)也可以互相配合，進(jìn)行多動(dòng)作性工作。 （2）工作裝置的動(dòng)作和轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)，既能單獨(dú)的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，又能產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)，來提高挖掘機(jī)的工作能力。 （3）履帶式挖掘機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)裝置是左右分別驅(qū)動(dòng)的，在回轉(zhuǎn)，行走，驅(qū)動(dòng)等方面做到靈活，獨(dú)立，可靠的工作。 （4）使得挖掘機(jī)的各個(gè)動(dòng)作獨(dú)立性，變速要準(zhǔn)確。 （5）挖掘機(jī)工作必須安全可靠，各個(gè)部件的過載保護(hù)能力要強(qiáng); 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)應(yīng)做到： （1）有較高的傳動(dòng)效率， 實(shí)現(xiàn)耗油低，利用率高，并能提供較大的驅(qū)動(dòng)力；

16、（2）整體部件和關(guān)鍵的零件在環(huán)境溫度和地理位置變化大、振動(dòng)頻繁、沖擊力大的作用下，具有足夠的可靠性。 （3）可靠，輕便，抗震的冷卻器，控制系統(tǒng)總發(fā)熱量，要求主機(jī)持續(xù)工作時(shí)，液壓油溫度不超過60度，同時(shí)溫升不超過45度。 （4）由于挖掘機(jī)作業(yè)環(huán)境有很多塵土等贓物，污染嚴(yán)重，容易受到限制，因此液壓系統(tǒng)的密封性能要好，各部件的實(shí)用性要強(qiáng)，防塵可靠，能夠保持液壓油的清潔。 （5）采取電液比例控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或者計(jì)算機(jī)控制。能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的問題，與時(shí)解決，并且保證工作的高效性。 1.3 國挖掘機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 我的挖掘機(jī)從開始生產(chǎn)就比較晚，第一臺(tái)挖掘機(jī)的斗容量為1.0立方米;從單斗液壓挖掘機(jī)至

17、今，我國的挖掘機(jī)行業(yè)從模仿，研發(fā)和發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要步驟。 我國建立初期，大多數(shù)都是模仿的，模仿聯(lián)的幾種典型的液壓挖掘機(jī)，其斗容量小，體積小，工作能力有限。這是我國工程機(jī)械開始的基礎(chǔ)，成為挖掘機(jī)開發(fā)的發(fā)展的基礎(chǔ)。在1980年左右，我國的挖掘機(jī)發(fā)展已有一定的規(guī)模，但是很小，滿足不了市場需求。整體而言，這種生產(chǎn)模式的數(shù)量很少，工藝性能，挖掘機(jī)的使用性能也不完整。和外國相比，存在很大的差距。 自從改革開放以來，我國借鑒外國的研究成果，加上世界經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，帶動(dòng)了國挖掘機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展。國許多廠家通過國家路線，引進(jìn)外國的技術(shù)，采取他們的生產(chǎn)工藝，為國的挖掘機(jī)行業(yè)打下基礎(chǔ)。這樣以來，我國的挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)

18、展很好，產(chǎn)量明顯增多。另外，由于中國城鎮(zhèn)化發(fā)展的迫切要求，對(duì)挖掘機(jī)的需求量也急劇增大，許多企業(yè)，抓住時(shí)機(jī)，努力改型和創(chuàng)新，生產(chǎn)出一個(gè)有一個(gè)的挖掘機(jī)，為現(xiàn)代化的建設(shè)提供保證。 我國的液壓挖掘機(jī)還是有很多發(fā)展空間的。例如，國的全液壓挖掘機(jī)不多，這是企業(yè)可以彌補(bǔ)的一塊，做到挖掘機(jī)動(dòng)力的全部改型。有比如，現(xiàn)在的挖掘機(jī)斗容量不是很大，圍不是很廣，我國應(yīng)該加寬斗容量的圍。對(duì)于多變的挖掘機(jī)市場，我國應(yīng)該改從小型，中型，大型挖掘機(jī)這三個(gè)方面全面發(fā)展。著手?jǐn)U寬挖掘機(jī)型號(hào)和機(jī)型的多樣化。除此之外，作為現(xiàn)代挖掘機(jī)，應(yīng)該與電腦技術(shù)相結(jié)合，采用單片機(jī)，或者更高端的控制端，加快自動(dòng)化的形成。 我國的發(fā)展速度和良好的國

19、際形勢(shì)為挖掘機(jī)行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的益處，從2000年以來，我國挖掘機(jī)行業(yè)的產(chǎn)量已經(jīng)大批量了，在國和國外市場都建立了自己的陣營，而且越來越堅(jiān)實(shí)。而中國的自身需求已經(jīng)讓本國成為世界挖掘機(jī)需用量最大的市場之一。挖掘機(jī)作為現(xiàn)代工程機(jī)械的代表，它的實(shí)用性能，工作性能，為各個(gè)領(lǐng)域的建設(shè)，特別是基礎(chǔ)行業(yè)的建設(shè)與開發(fā)帶來巨大的幫助。挖掘機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，例如交通道路、房屋建設(shè)、能源開發(fā)與建設(shè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)、礦物挖掘與采摘還有現(xiàn)代化的國防建設(shè)與維護(hù)中。有數(shù)據(jù)顯示，普通的工程施工中約有80%的開采量、礦山中有70%的挖掘量和采集量是借助液壓挖掘機(jī)完成的。由于社會(huì)主義提出的發(fā)展要求，和加快現(xiàn)代化的建設(shè)，我國的基

20、礎(chǔ)行業(yè)和能源行業(yè)發(fā)展迅速。這就推動(dòng)了挖掘機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新，為不斷滿足現(xiàn)代化建設(shè)而奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于經(jīng)濟(jì)形勢(shì)更加開放和自由，加上企業(yè)自身的需求，中國的挖掘機(jī)行業(yè)開始于外國企業(yè)合資生產(chǎn)，對(duì)挖掘機(jī)行業(yè)提出了更高的要求，其行業(yè)競爭不言而喻?，F(xiàn)在挖掘機(jī)技術(shù)層面上已經(jīng)做到了很高的成就，企業(yè)們開始研究市場，研究環(huán)境。我們可以看到，越來越多的中國企業(yè)正在雄起，這將使中國發(fā)展的動(dòng)力與后備力量，必將在世界屹立不倒。 1.4 本課題的主要任務(wù)與意義 本課題的主要任務(wù)： （1）完成挖掘機(jī)“四輪一帶”的設(shè)計(jì)，繪制裝配圖和零件圖。 （2）完成挖掘機(jī)其他附件的設(shè)計(jì)，繪制零件圖。 （3）校核設(shè)計(jì)中的參數(shù)，完

21、成可行性設(shè)計(jì)。 （4）選擇其中一部分做出電器控制圖。 （5）編寫設(shè)計(jì)說明書。 本課題的意義： 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得我們能夠更進(jìn)一步的鞏固、加深大學(xué)四年里所學(xué)基本知識(shí)、基礎(chǔ)技術(shù)和創(chuàng)新思維的掌握，讓這些知識(shí)和品質(zhì)變得更加具有實(shí)用性；提升獨(dú)立思考、獨(dú)立工作和綜合運(yùn)用之前所學(xué)的知識(shí)分析并且能解決實(shí)際生活中的問題的能力，最重要的事，我們可以鍛煉怎么總信息時(shí)代準(zhǔn)確，迅速的獲得新知識(shí)，和新技能；本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我熟悉了設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，從查詢資料，方案設(shè)計(jì)，初定型號(hào)，選擇參數(shù)，再到理論驗(yàn)證，校核計(jì)算。我們完成了繪圖工作，查詢工作，檢驗(yàn)工作。同時(shí)也培養(yǎng)了設(shè)計(jì)的優(yōu)良品德。讓自身的能力加以充分的展示和開發(fā)

22、。這將是我們職業(yè)生涯的啟蒙點(diǎn)。 第2章 總體設(shè)計(jì)方案 2.1 履帶式行走裝置的結(jié)構(gòu)形式 2.1.1 履帶式行走裝置的特點(diǎn) 作為行走裝置，履帶式有這明顯的工作特點(diǎn)。第一，動(dòng)力性強(qiáng)，第二穩(wěn)定性能好，第三，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，再加上能夠在多變復(fù)雜的工況中完成各種任務(wù)，特別是山地等工況下，其越野性能發(fā)揮了極致。所以，我國和外國大多數(shù)都采用履帶式行走裝置。 為了發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，我國的履帶式行走裝置做出了標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的改進(jìn)，即采用標(biāo)準(zhǔn)化原則來規(guī)定挖掘機(jī)零部件，這樣可以通過零件的互換性來提高生產(chǎn)能力，降低產(chǎn)品價(jià)格，也是大大的提高了性價(jià)比。履帶式行走裝置的也是存在自身的

23、缺點(diǎn)，例如，功率消耗嚴(yán)重，行走速度不能夠快速，需要的輸出力矩太大等等，同時(shí)還不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的行走與運(yùn)輸。即時(shí)如此，履帶式行走裝置憑借自身明顯的工作特點(diǎn)，和使用性能，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，得到了很大的肯定和認(rèn)可。 2.1.2 履帶式行走裝置的組成 圖2.1所示為履帶式行走裝置： 推土設(shè)配1；導(dǎo)向輪2；支重輪6；托鏈輪7；主動(dòng)輪8；履帶組合3；履帶緊裝置4；行走驅(qū)動(dòng)裝置9；車架6。 圖2.1 履帶式行走裝置的組成 液壓挖掘機(jī)行走運(yùn)行時(shí)，從動(dòng)力裝置到導(dǎo)向輪的之間，存在一定的拉力，這個(gè)拉力是主動(dòng)輪帶來的，使得履帶受到力的作用有一種往下掉的趨勢(shì)，支重輪的支撐作用，履帶的著附力，使得履帶能咬

24、緊地面，防止履帶的跑偏和篡位，能夠保證挖掘機(jī)克服各種阻力順利前行和正常工作。履帶緊緊的纏繞在導(dǎo)向輪上，機(jī)上與主動(dòng)輪的嚙合，使得連續(xù)正常的行駛與各種路面。 挖掘機(jī)在運(yùn)行時(shí)，是通過行走驅(qū)動(dòng)裝置獨(dú)立的進(jìn)行的。兩個(gè)履帶各自產(chǎn)生自己的運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向和直線行駛。 2.2 總體設(shè)計(jì)原則 本設(shè)計(jì)要求的技術(shù)參數(shù)有： 挖掘機(jī)噸位：25t。 挖掘機(jī)斗容量：1.0m3。 進(jìn)行液壓挖掘機(jī)的行走系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循以下原則： （1） 滿足使用性能，經(jīng)濟(jì)行要好，還要有過載保護(hù)的要求。機(jī)器的工藝性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，耐用。零部件的實(shí)用性好，能有較強(qiáng)的抗磨損能力； （2）保證行走系統(tǒng)的底端與地面有一定

25、的距離，在越野性能上必須有一定的要求。挖掘機(jī)能夠在任何不好的路況上順利行走，增加機(jī)器的實(shí)用性； （3）可靠性要好，挖掘機(jī)的接地比壓要小，對(duì)地面的損壞度要降低，履帶產(chǎn)生的牽引力要大，能夠使挖掘機(jī)行走順利進(jìn)行。在挖掘機(jī)爬坡時(shí)，更要保證平穩(wěn)性； （4） 結(jié)構(gòu)緊湊，抗震性能良好，在滿足工藝性要求的前提下，使得挖掘機(jī)外觀整潔，美觀；結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求和機(jī)身總重以與參考機(jī)種，選擇H形，組合行走架。 2.3 總體設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn) 挖掘機(jī)行走系統(tǒng)，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后，完成了產(chǎn)品的批量化，所以在設(shè)計(jì)中選型要參考國家建筑機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，“四輪一帶”的協(xié)調(diào)配合，能否正常運(yùn)行，必須按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇和搭配。這是本次設(shè)計(jì)的

26、重點(diǎn)。 作為做基礎(chǔ)的部分，行走系統(tǒng)既是整體工程機(jī)械的承重部分，又是行走與轉(zhuǎn)動(dòng)的核心，所以把握整機(jī)的性能，強(qiáng)度，實(shí)用性尤為關(guān)鍵。其中，車架的疲勞強(qiáng)度，承載能力，履帶的耐磨性能，履帶與驅(qū)動(dòng)輪之間的嚙合，支重輪的承載能力都將是這次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。初步選型，設(shè)計(jì)校核，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，再到改正，整個(gè)過程都將是設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路，同樣也是重點(diǎn)和難點(diǎn)。 2.4 設(shè)計(jì)方式與步驟 作為履帶行走裝置，在運(yùn)行和行駛時(shí)，速度往往都不高，幾乎都在5km/h一下，它的支撐性能的要求，行走性能的滿足都要做深入的研究，具體步驟為： (1)先選定“四輪一帶”與其附件的相關(guān)參數(shù)，布置液壓挖掘機(jī)行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)； (2)計(jì)算行駛阻力，接

27、地比壓，牽引力，等參數(shù)； (3)設(shè)計(jì)行走驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案，確定傳動(dòng)比等動(dòng)力參數(shù)，確定行走液壓馬達(dá)主參數(shù)，包括功率，力矩等。驗(yàn)證，校核設(shè)計(jì)的參數(shù)，做最后的定型。 第3章“四輪一帶”與其附件的設(shè)計(jì) 3.1 履帶的設(shè)計(jì)和選型 3.1.1 履帶的特點(diǎn) 挖掘機(jī)在行駛時(shí)，其行走性能和工作性能都有嚴(yán)格的要求，作為履帶式行走裝置，它是最重要的零部件之一。行走裝置雖然體積較小，但是其重量不能忽視，現(xiàn)在還存在價(jià)格高等問題。因此，我國在履帶的設(shè)計(jì)和研究上做了比較深入的研究。之前，履帶的零部件比較多，無論是種類，大小還是出產(chǎn)地都過于分散，這樣的話就給零件的互換性帶來障礙

28、，影響了產(chǎn)品的供應(yīng)，導(dǎo)致價(jià)格高，資料的浪費(fèi)。提高零件的互換性，降低成本，做到履帶零部件的可靠性強(qiáng)，我國已經(jīng)對(duì)其的規(guī)格和質(zhì)量做了便準(zhǔn)化規(guī)定，這樣，系統(tǒng)化，專業(yè)化的零部件已經(jīng)形成。 液壓挖掘機(jī)的履帶主要分為組合式和整體式兩種類型，后者的履帶板上形成嚙合齒形，也可以說他為齒輪。它直接與主動(dòng)輪嚙合。這種履帶制造方便，履帶的銷子都拆卸方便。但是它的確定有：很容易磨損，在機(jī)械式挖掘機(jī)中的使用較為廣泛。 3.1.2 履帶的構(gòu)成 液壓挖掘機(jī)的履帶由履帶板、左右鏈軌節(jié)、鎖緊銷軸和鎖緊銷套等組成；履帶板可以有三種典型的類型，有單筋、雙筋和三筋，這三種結(jié)構(gòu)，他們的特點(diǎn)各異，適用圍也有所不同。單筋履帶板筋較高，

29、插入地面容易，能夠產(chǎn)生滿足條件的牽引力，經(jīng)常被用在推土機(jī)上；雙筋履帶板筋較單肋就比較短了，好處是易于轉(zhuǎn)向，同時(shí)履帶板的剛度很好；由于筋多，三筋履帶板，使履帶板的強(qiáng)度增大，剛度可以得到提高，所以在挖掘機(jī)上應(yīng)用最為廣泛。三筋履帶板上有四個(gè)聯(lián)接孔，中間是清泥孔，當(dāng)履帶在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中遇到淤泥，鏈軌節(jié)上就會(huì)同樣沾有淤泥，清泥孔可以幫助清除淤泥。 圖3.1所示為履帶的典型結(jié)構(gòu)，它由履帶板11，鏈軌節(jié)1，銷軸3，銷套4，緊鎖銷套5，銷墊6，緊鎖銷墊7，緊鎖銷軸8，螺栓螺母9.10.組成。其中左右鏈軌節(jié)與銷套過盈，履帶銷軸和銷套之間保證有一定的間隙，這樣可以使得挖掘機(jī)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端與左右鏈軌節(jié)過盈配合。鎖緊

30、履帶銷與鏈軌節(jié)配合較松，便于整個(gè)履帶的安裝和拆卸。 1-左鏈軌節(jié)；2-右鏈軌節(jié)；3-銷軸；4-銷套；5-鎖緊銷套；6-銷墊；7-鎖緊銷墊；8-鎖緊銷軸；9-螺栓；10-螺母；11-履帶板。 圖3.1 典型履帶結(jié)構(gòu) 3.1.3 履帶的選型 自從我國的履帶進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一化，專業(yè)化以后，現(xiàn)在共有四種節(jié)距的履帶，即173mm,203mm,216mm和228.5mm。但是，為滿足更多的工作需求，有時(shí)也會(huì)用到101mm，125mm,135mm,145mm和260mm.等數(shù)種的節(jié)距。 標(biāo)準(zhǔn)化以后履帶板在重量，剛度，耐磨性上都有所提高，其次價(jià)格也比較合理，做到了互換性。最常用的是三肋板，從

31、結(jié)構(gòu)上來講，它屬于短肋板。由于肋多且肋板比較短，所以它的強(qiáng)度是很高的，在任何工作壓力下，都能體現(xiàn)出很高的承載能力和高強(qiáng)度性。所以現(xiàn)在的挖掘機(jī)大多數(shù)都采用這種結(jié)構(gòu)形式的肋板。三肋板上也有清泥孔，可以順利的清楚粘在履帶上的淤泥，但是不影響真?zhèn)€履帶的剛度和強(qiáng)度。圖3.2為三肋履帶板。 圖3.2 三肋履帶板 根據(jù)用途，接地比壓等確定履帶的結(jié)構(gòu)參數(shù)，技術(shù)參數(shù)等。不同類型的挖掘機(jī)它的要不同的，選取的結(jié)構(gòu)形式也是有差異的。挖掘機(jī)的類型，工作環(huán)境的不同都要考慮在的。如果履帶的節(jié)距小，沖擊力就會(huì)越小，這種沖擊力主要是集中在，導(dǎo)向輪上和驅(qū)動(dòng)輪上，也就說說履帶繞過的地方。這樣的話，可以減少磨損，使得轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)

32、比較均勻，機(jī)械效率可以有所提高。但是最小節(jié)距值收到鏈軌尺寸的限制，履帶節(jié)距與其適用圍見表3-1. 表3-1挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)輪的履帶節(jié)距與適用圍 節(jié)距/mm 齒數(shù) 適用圍 101 125 135 23 25 斗容量：0.25立方米 154 23 25 斗容量：0.25-0.4立方米 173 23 斗容量：0.40-0.6立方米 203 23 斗容量：1.0 1.6立方米 216 228.5 25 斗容量：2.5立方米 260 斗容量：4.0立方米 此次設(shè)計(jì)中的挖掘機(jī)選用節(jié)距為203mm，齒數(shù)為23的履帶。按照《國家建筑行業(yè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化》的規(guī)定，

33、所選擇的履帶為LD203。其中履帶板，鏈軌節(jié)，銷軸，銷套，緊鎖銷套，銷墊，緊鎖銷墊，緊鎖銷軸，螺栓螺母，都按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇SL14，DI203，SZ203，ST203，YJ203，ZJ203，TA203，ZH203等系列。具體零件的尺寸和畫法參照《國家建筑行業(yè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化》。 3.2 支重輪 3.2.1 支重輪特點(diǎn) 支重輪在挖掘機(jī)中作用很重要，一般把所有的重量都傳遞給地面，做到全支撐的作用。這是比較理想的狀態(tài)，但是挖掘機(jī)在工作時(shí)難免會(huì)遇到滑坡，偏轉(zhuǎn)等極限操作，所以這個(gè)時(shí)候支重輪承受的重量更大，而且是一個(gè)支重輪來承擔(dān)。除此之外，挖掘機(jī)在污水，泥水中的行走和工作也是不能忽略的，如果泥水進(jìn)入哇到

34、支重輪中會(huì)嚴(yán)重影響到它的使用性能，影響整機(jī)的工作性能。故要求其密封要可靠。 3.2.2 支重輪的構(gòu)成 圖3.3所示為支重輪的典型結(jié)構(gòu)。它由輪體9，端蓋2，軸3，軸套4，浮動(dòng)油封5，浮動(dòng)油封環(huán)6，銷8等組成。這是標(biāo)準(zhǔn)化后的一種結(jié)構(gòu)形式，為直軸式結(jié)構(gòu)。這種軸的結(jié)構(gòu)緊湊，制作工藝簡單，但是它也有自己的缺點(diǎn)，比如軸向力的承受力較小，總體來說，能在挖掘機(jī)中適用。支重輪的軸在其中是不轉(zhuǎn)動(dòng)的，憑借兩個(gè)軸座的固定，支重輪被禁錮在履帶架上。之中的輪體是焊接的，輪邊上的凸緣夾持履帶，使履帶不至于出現(xiàn)滑落等現(xiàn)象。輪體有軸和軸套，軸套的強(qiáng)度很高，這是因?yàn)橹谱髦е剌啎r(shí)，材料選擇了錫青銅合金的鍍膜層。 1-螺栓

35、；2-端蓋；3-軸；4-軸套；5-浮動(dòng)油封；6-浮動(dòng)油封環(huán)；7-O型圈；8-銷；9-輪體 圖3.3支重輪的典型結(jié)構(gòu) 為了確保支重輪部的清潔，常采用浮動(dòng)油封結(jié)構(gòu)。浮動(dòng)密封的結(jié)構(gòu)緊湊，工作效果極佳，被很多企業(yè)和制造廠家所青睞。浮動(dòng)密封式由金屬油封環(huán)和O型密封圈組成。油封上各套有O型密封圈，油封是不轉(zhuǎn)動(dòng)的，被固定在軸座上。密封環(huán)固定在軸座的槽中，當(dāng)密封圈被壓緊時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形，使兩油封環(huán)斷面始終貼近。這樣的設(shè)計(jì)會(huì)是結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)防止泥水等進(jìn)入的功能。 3.2.3 支重輪的選擇和設(shè)計(jì) 支重輪把機(jī)身的重量傳遞給地面，起到支撐作用。挖掘機(jī)在工作和行走時(shí)會(huì)受到各種的沖擊力，而且這種情況普遍存

36、在。，所以承受的載荷的能力尤為重要。除此之外，挖掘機(jī)的工作環(huán)境惡劣，必須保證密封性能可靠；支重輪的布置，在后面章節(jié)的具體計(jì)算中會(huì)體現(xiàn)出來。挖掘機(jī)用支重輪的技術(shù)要求與規(guī)格尺寸可參考國家建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T59-1999《液壓挖掘機(jī) 支重輪》以與生產(chǎn)廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 表3-2為支重輪的聯(lián)系尺寸： 表3-2 支重輪的聯(lián)系尺寸 圖號(hào) 安裝尺寸 外形尺寸 配合尺寸 特殊尺寸 A B D E d1 d2 D1 F W173 335 300 590 160 55 65 550 82 W203 370 410 650 205 70 80 60

37、0 105 根據(jù)前面所選的節(jié)距203mm，對(duì)于支重輪的選擇則是W203的設(shè)計(jì)參數(shù)。 圖3.4 本設(shè)計(jì)所選的支重輪體 3.3 拖鏈輪 壓挖掘機(jī)行走運(yùn)行時(shí)，從動(dòng)力裝置到導(dǎo)向輪的之間，存在一定的拉力，這個(gè)拉力是主動(dòng)輪帶來的，使得履帶受到力的作用有一種往下掉的趨勢(shì)。由于托鏈輪與支重輪的結(jié)構(gòu)類似，因此本設(shè)計(jì)將用前面論證的支重輪來代替拖鏈輪。挖掘機(jī)用托鏈輪的技術(shù)要求與規(guī)格尺寸可參考國家建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 58-1999《液壓挖掘機(jī) 托鏈輪》以與生產(chǎn)廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 圖3.5所示為典型拖鏈輪結(jié)構(gòu)： 1-端蓋；2-螺栓；3-螺釘；4-墊片；5-軸套；6-輪體；7-浮動(dòng)油封；8浮動(dòng)油

38、封環(huán)；9-端蓋；10-軸。 圖3.5 典型拖鏈輪結(jié)構(gòu) 3.4 導(dǎo)向輪 3.4.1 導(dǎo)向輪的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向輪主要的作用是：引導(dǎo)履帶正確運(yùn)轉(zhuǎn)，可以防止履帶掉軌和錯(cuò)位，作為底盤下面的零部件，導(dǎo)向輪也能起到支撐的作用，這對(duì)于減小接地比壓很有效果，因?yàn)檎麢C(jī)的接地面積增大，壓強(qiáng)減小。起引導(dǎo)作用的是中間的擋肩環(huán)，輪面一般做成光面的，那么兩側(cè)的環(huán)面就能能支撐軌鏈，它的作用和支重輪有相似之處。擋肩環(huán)是經(jīng)常工作的表面，必須有一定的剛度和強(qiáng)度，兩側(cè)邊的斜度要小。導(dǎo)向輪與支重輪的具體影響了穩(wěn)定性能，這就要求嚴(yán)格的計(jì)算驗(yàn)證。 圖3.6所示為導(dǎo)向輪的典型結(jié)構(gòu)與組成： 1-輪體；2-浮動(dòng)油封；3-浮動(dòng)油封環(huán)

39、；4-螺栓；5-墊圈；6-銷；7-連接板；8-密封圈；9-滑軌；10-軸套；11-螺栓。 圖3.6 導(dǎo)向輪的典型結(jié)構(gòu)與組成 3.4.2 導(dǎo)向輪的選擇與設(shè)計(jì) 經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后，導(dǎo)向輪在結(jié)構(gòu)和實(shí)用性上得到了統(tǒng)一。在一樣節(jié)距的條件下，導(dǎo)向輪和支重輪可以互換。這樣大大的提高了互換性，使得零件的使用率提高，有助于生產(chǎn)。其聯(lián)系尺寸見表3-3： 表3-3 導(dǎo)向輪聯(lián)系尺寸 圖號(hào) 安裝尺寸 外形尺寸 配合尺寸 特殊尺寸 A B D E d1 d2 D1 F W173 335 300 590 160 55 65 550 82 W203 370 410 6

40、50 205 70 80 600 105 W216 400 455 770 205 85 100 724 105 導(dǎo)向輪的材料選取一定要做到足夠的強(qiáng)度和硬度。在制作時(shí)要進(jìn)行調(diào)制處理等。在形位公差和尺寸公差上，一定要使圓跳動(dòng)，圓度等做到規(guī)定的要求，提高產(chǎn)品的可靠性和耐用性。 根據(jù)前面所選的節(jié)距203mm，對(duì)于導(dǎo)向輪的選擇則是W203的設(shè)計(jì)參數(shù)。 3.5 驅(qū)動(dòng)輪 3.5.1 驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)組成 驅(qū)動(dòng)輪的作用是：把行走驅(qū)動(dòng)裝置傳遞的動(dòng)力傳遞給履帶，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的主要的要：第一，嚙合要平穩(wěn)。第二，當(dāng)履帶在運(yùn)行時(shí)，其配合零件發(fā)生磨損，使得結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化時(shí)，仍能很

41、好嚙合。第三，不得有“跳齒”現(xiàn)象。為了縮短履帶緊段的長度，提高功率的利用率，液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪通常放在后部，還可以可提高履帶的使用壽命。 圖3.7所示為驅(qū)動(dòng)輪的典型結(jié)構(gòu)： 圖3.7 驅(qū)動(dòng)輪的典型結(jié)構(gòu) 3.5.2 驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與其校核 驅(qū)動(dòng)輪的作用是將傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞給履帶，滿足了工程車輛工作和行駛的驅(qū)動(dòng)力。必須保證，履帶與主動(dòng)輪之間的嚙合要準(zhǔn)確。做到，無論在什么狀況下行走都要有保障，主動(dòng)輪的實(shí)質(zhì)就是齒輪，所以可按照齒輪的要求規(guī)它，使其在嚙合時(shí)要平穩(wěn)，不發(fā)生根切，不發(fā)生碰撞等。主要參數(shù)的確定： （1）節(jié)距，驅(qū)動(dòng)輪節(jié)距的選擇和履帶節(jié)距一樣，mm。 （2）齒數(shù)，驅(qū)動(dòng)輪的齒數(shù)

42、會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的大小，如果齒數(shù)較大，則驅(qū)動(dòng)輪外形尺寸過大，但是嚙合平穩(wěn)。驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)一般為奇數(shù)，使得嚙合過程中每個(gè)齒都能和節(jié)銷嚙合。其齒數(shù)通常取，按前面章節(jié)的論述，本設(shè)計(jì)中取。 （3）驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)圓半徑，按下面公式計(jì)算： （3-1） = 376mm 式中：為履帶與履帶銷嚙合的次數(shù)，為實(shí)際齒數(shù)的半，則=。 （4）驅(qū)動(dòng)輪的齒頂圓半徑，按下面公式計(jì)算： （3-2） （5）齒根圓半徑，計(jì)算公式如下：

43、 （3-3） 式中：為履帶的銷軸半徑，根據(jù)《建筑工業(yè)行業(yè) 液壓挖掘機(jī)履帶GB/T57-1999》的規(guī)格系列查取=22.25mm。 （6）齒根圓弧偏心距，計(jì)算公式如下： (3-4) （7）驅(qū)動(dòng)輪強(qiáng)度校核： 主動(dòng)輪的實(shí)質(zhì)就是齒輪，所以可按照齒輪的要求規(guī)它，使其在嚙合時(shí)要平穩(wěn)，不發(fā)生根切，不發(fā)生碰撞。其接觸強(qiáng)度的校正最重要。驅(qū)動(dòng)輪輪齒齒面擠壓應(yīng)力應(yīng)滿足： (3-5) 式中：—驅(qū)動(dòng)輪齒寬度，； —履帶銷套外徑，查對(duì)應(yīng)履帶型號(hào)得； —許用用擠壓應(yīng)力；。 條件滿足，符合強(qiáng)

44、度要求。 3.6 車架與其附件的設(shè)計(jì) 3.6.1 車架的設(shè)計(jì) 行走架作為液壓挖掘機(jī)行走系統(tǒng)的承重骨架，它由上部轉(zhuǎn)臺(tái)連接。行走架的承受能力一定要大。除了地盤上部的與其零部件的重量，還有零部件自身產(chǎn)生的部應(yīng)力。然后再通過支重輪等，把這些重量和應(yīng)力傳遞給地面。由于行走架的結(jié)構(gòu)和受力十分復(fù)雜，所以，可靠性要好，挖掘機(jī)的接地比壓要小，對(duì)地面的損壞度要降低；結(jié)構(gòu)要緊湊，合理。在零部件的維修上要便于維修與保養(yǎng)。 行走架一般分為整體式和組合式兩類。 圖3.8所示為H型的行走架。這種行走架的外形呈橫向H形，其名稱由此而來。我國在很多時(shí)期都采用H型行走架。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：外形尺寸大，搭接在履帶架上的縱向距

45、離小。材料運(yùn)用的較多，體積大，要產(chǎn)生的變形較大，整體的剛度比較低。液壓馬達(dá)和液壓油管都顯示在外部，無法得到保護(hù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，行走驅(qū)動(dòng)裝置把減速器等都安裝在里面，因此，國產(chǎn)履帶式液壓挖掘機(jī)的行走架與其履帶架也逐漸得到了改善。 1-履帶；2-行走減速器；3-驅(qū)動(dòng)輪；4-行走架；5-支重輪；6-拖鏈輪；7-緊裝置；8-引導(dǎo)輪。 圖3.8 履帶式行走裝置 圖3.9所示為整體式X型行走架，其中心部分呈X型，因而稱X型行走架。X型行走架和履帶架是嵌入式的，能提高其剛度，強(qiáng)度，可靠性。防止變形應(yīng)力大，影響到正常的行駛。采用這種結(jié)構(gòu)形式的行走架，驅(qū)動(dòng)裝置可以放置在履帶架中，使整機(jī)的外

46、形更加美觀整潔。實(shí)用性更好。除此之外，這種結(jié)構(gòu)形式的行走架在制作上，可以省去很多的材料，質(zhì)量輕，但是強(qiáng)度足夠達(dá)到要求。在制作工藝上有這很好的效益?，F(xiàn)在越來越多的企業(yè)都采用這樣的結(jié)構(gòu)形式，無論是使用和制造都帶了很大的方便性。對(duì)地面的損壞度降低了；結(jié)構(gòu)要緊湊，合理。在零部件的維修上便于維修與保養(yǎng)。 圖3.9 整體式行走架（X形） 結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求和機(jī)身總重以與參考機(jī)種，選擇H形，組合行走架。 3.6.2 履帶緊裝置 液壓挖掘機(jī)行走運(yùn)行時(shí)，從動(dòng)力裝置到導(dǎo)向輪的之間，存在一定的拉力，這個(gè)拉力是主動(dòng)輪帶來的，使得履帶受到力的作用有一種往下掉的趨勢(shì)，履帶緊裝置使履帶緊緊的纏繞在導(dǎo)向輪上

47、，機(jī)上與主動(dòng)輪的嚙合，使得連續(xù)正常的行駛與各種路面。 舊式挖掘機(jī)采用螺桿螺母來緊裝置，利用緊螺母使導(dǎo)向輪移動(dòng)一定的距離達(dá)到緊目的。這種緊裝置既費(fèi)力又不能是履帶經(jīng)常保持裝進(jìn)狀態(tài)。目前在液壓挖掘機(jī)中廣泛采用帶有輔助液壓缸的彈簧緊裝置。如圖3.10所示，它是借助潤滑用的潤滑油脂，潤滑油脂從圖中箭頭所指處壓入緊液壓缸?；钊麠U外伸，一端壓緊導(dǎo)向輪，另一端壓緊彈簧，產(chǎn)生了一定的預(yù)緊力。再此，必須保證彈簧有一定的預(yù)緊力，能起到緩沖作用。如果履帶太緊需放松時(shí)，可以放掉一些潤滑油脂。確保使用的壽命。 圖3.10 液壓緊裝置 圖3.10（a）所示的液壓缸活塞直接頂彈簧的形式，這種形式簡單，但外形尺寸較

48、長。圖3.10（b）所示的液壓缸活塞置于彈簧中間的形式，這種形式結(jié)構(gòu)簡單，縮短了外形尺寸，但零件稍多。 導(dǎo)向輪前后移動(dòng)的調(diào)整距離應(yīng)設(shè)計(jì)成大于履帶節(jié)距的一半，這樣就可以在履帶因磨損外伸過長時(shí)去掉一節(jié)履帶板后仍能將履帶接上。鏈軌的調(diào)解應(yīng)適當(dāng)放松，否則會(huì)影響到壽命。 第4章 行走驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 4.1 履帶式行走裝置的傳動(dòng)方式 作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓挖掘機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)動(dòng)輪和動(dòng)力裝置之間的所有部件。它作用是：給驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力和功率，并改變動(dòng)力裝置的輸出特性，來滿足對(duì)工程機(jī)械車速和牽引力的要求。達(dá)到人們對(duì)活動(dòng)的需求。 目前，工程機(jī)械中的傳動(dòng)方式有以

49、下四種類型：機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、電力傳動(dòng)以與液壓傳動(dòng)。每種傳動(dòng)方式都各有其工作特點(diǎn)，適用的圍和用途。 我國目前采用最多的傳動(dòng)方式是液壓傳動(dòng)。在結(jié)構(gòu)上不采用較為復(fù)雜的零部件，可以做到結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸不大，質(zhì)量輕等。在驅(qū)動(dòng)方式這邊，兩條履帶的驅(qū)動(dòng)方式是一樣的，而且可以做到各自的運(yùn)動(dòng)，即獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，因此挖掘機(jī)在行駛時(shí)可以等速，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)等。但是，液壓傳動(dòng)也有自身的缺點(diǎn)，教機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)的傳動(dòng)效率較低。綜合考慮，權(quán)衡液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)和挖掘機(jī)工作環(huán)境的因素，大多數(shù)企業(yè)還是選擇液壓傳動(dòng)，來作為主要傳動(dòng)方式，更有企業(yè)開發(fā)了全液壓的挖掘機(jī)。 4.2 行走驅(qū)動(dòng)裝置的組成 行走機(jī)構(gòu)包括行走液壓馬達(dá)、

50、行走減速器和行走制動(dòng)閥。 行走馬達(dá)一般為變量軸向柱塞斜盤式，對(duì)于停車等需求，可以安裝制動(dòng)器來完成任務(wù)。馬達(dá)可以憑借壓力油將扭矩傳遞給行走減速器，由于受到單個(gè)齒輪傳動(dòng)比的限制，一般要求多級(jí)傳動(dòng)，可以使得減速圍大大加寬，實(shí)現(xiàn)降速來增大扭矩的功能。行走制動(dòng)閥的作用是保護(hù)行走油路。 圖4.1所示為行走機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)與其組成： 1-行走制動(dòng)閥；2-行走馬達(dá)；3-行走減速器。 圖4.1 行走機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)與其組成 作為液壓馬達(dá)，考慮到整體結(jié)構(gòu)的緊湊型，一般對(duì)其要求也是要體積小，結(jié)構(gòu)緊湊的，不能對(duì)挖掘機(jī)行走帶來影響。高速液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速比較高，一般在2000r/min左右，一般要求多級(jí)傳動(dòng)，可以

51、使得減速圍大大加寬，采用行星減速器實(shí)現(xiàn)多多檔位的控制，行星減速器的往往和制動(dòng)器有關(guān)，兩者在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，功能明確。 圖4.2 行走裝置的減速裝 行走裝置的制動(dòng)器有常開式和常閉式兩種形式。常開式采用的是蝶形彈簧，它的制動(dòng)就是依靠彈簧壓緊產(chǎn)生彈簧力來制動(dòng)的。正常行走時(shí)，制動(dòng)盤需要分開，這個(gè)是靠液壓油實(shí)現(xiàn)的。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，功能明確，但是需要有一定的清潔度，還有潤滑性要好。 如果采用轉(zhuǎn)速低而輸出的轉(zhuǎn)矩大的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可省去減速裝置，使機(jī)構(gòu)大為簡化。這種結(jié)構(gòu)也存在自身的不足，例如，在挖掘機(jī)工作時(shí)需要較大的牽引力時(shí)，低速大轉(zhuǎn)矩的液壓馬達(dá)顯然不能提供足夠的動(dòng)力。由于自身的確定，這種結(jié)構(gòu)的

52、傳動(dòng)效率較低。各級(jí)傳動(dòng)的要求盡量使得徑向尺寸做到最小，使得整體尺寸緊湊。這些是低轉(zhuǎn)速大扭矩型液壓馬的工作特點(diǎn)。 在選擇行走馬達(dá)時(shí)，還要考慮統(tǒng)一性和專業(yè)化?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)和行走馬達(dá)應(yīng)該要統(tǒng)一，這樣做到整機(jī)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。除此之外挖掘機(jī)的工作地點(diǎn)，負(fù)荷量，運(yùn)輸距離，環(huán)境狀況等也是考慮的因素，必須加以重視。 綜上所述，本設(shè)計(jì)應(yīng)配備高速液壓馬到驅(qū)動(dòng)。其具體參數(shù)計(jì)算在第五章中詳細(xì)說明。 4.3 行星減速裝置 行星減速器作為液壓挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一部分，其重要性不言而喻，合理設(shè)計(jì)減速器將是驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的重要一步。減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，作用明顯，唄廣泛應(yīng)用在各種挖掘機(jī)械中，成為重要的組成部分。 4.3.1 減

53、速器的簡介 作為減速器，它的作用有：降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來增大扭矩，改變扭矩。液壓挖掘機(jī)在工作時(shí)，遇到的工況是不斷變化的，牽引力同樣隨之變化。而燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩的變化圍都不大，即使用液力機(jī)械式傳動(dòng)，采用了液力變矩器也不能滿足要求。為了解決這個(gè)問題，我們可以通過變速箱來改變整體的傳動(dòng)比，使得挖掘機(jī)的行走速度得以改變。同時(shí)能在不同工況下提供不同的牽引力，以適應(yīng)阻力不斷變化的工作場景； 減速器的分類按其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸桿減速器、行星齒輪這些減速器。我國用的最多的應(yīng)該是行星減速器，行星減速器的最大特點(diǎn)：較高的傳動(dòng)效率，其傳動(dòng)效率可高達(dá)50000Kw，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，變

54、速圍大。 4.3.2 減速器的選擇 行星齒輪減速器與普通齒輪減速器相比，行星減速器具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，所以受到很多國家和企業(yè)的青睞，也成為研究對(duì)象。行星齒輪減速器的主要優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 體積小，重量輕，傳遞功率大，承載能力高、結(jié)構(gòu)緊湊； (2) 性能可靠，采用的是行星齒輪，減速器里的太陽輪，中心輪等組合而成，在傳動(dòng)效率這塊做到效率高，且有效。 (3) 變速圍大，通過改變齒輪個(gè)數(shù)和齒數(shù)等一些結(jié)構(gòu)參數(shù)，就可以改變傳動(dòng)比，于是變速圍也可控制； (4) 結(jié)構(gòu)合理，部的慣性力都能通過部結(jié)構(gòu)得以平衡。行星齒輪和中心論的合理配合，使得整體的設(shè)計(jì)合理化。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)選用減速器為行星齒輪

55、減速器。 4.3.3 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)挖掘機(jī)行走驅(qū)動(dòng)裝置的理論基礎(chǔ)一定是以傳動(dòng)比為核心的。在各個(gè)行星輪和中心輪的配合下，其嚙合的傳動(dòng)比都有一定的限制。對(duì)于單個(gè)的齒輪而言，一般傳動(dòng)比在6-8之間。所以，總能出現(xiàn)單個(gè)齒輪滿足不了的情況。這樣的話，就會(huì)想到多個(gè)齒輪的嚙合傳動(dòng)，來滿足整體要求的傳動(dòng)比。這樣的話無論是傳動(dòng)，還是外形尺寸都會(huì)受到傳動(dòng)比分布方案的影響。一般傳動(dòng)比分配的原則是： (1) 每級(jí)齒輪都要具備良好的承載能力； (2) 滿足傳動(dòng)比的要求下，盡量減小減速器質(zhì)量，使得結(jié)構(gòu)緊湊； (3) 部的慣性力必須平衡； (4) 各級(jí)相互之間必須有精準(zhǔn)配合，計(jì)算總傳動(dòng)比時(shí)要考慮個(gè)體齒輪

56、的強(qiáng)度問題。 行星減速器齒輪的計(jì)算，嚙合參數(shù)計(jì)算，變位系數(shù)的選取，各行星齒輪幾何尺寸的計(jì)算，減速器傳動(dòng)比的分配都按照《液壓挖掘機(jī)》中的公式計(jì)算即可。 第5章 計(jì)算校核 5.1 整機(jī)幾何尺寸的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)是經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化選型，結(jié)合理論知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算的。整體的計(jì)算校核部分占據(jù)一定的比重。整機(jī)的幾何尺寸包括：履帶帶長， 驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)向輪軸向中心距，軌距，履帶高度，履帶板寬，底盤總寬，履帶接地長度，后端支重輪到驅(qū)動(dòng)輪間距，前端支重輪到導(dǎo)向輪間距，兩端支重輪間距，轉(zhuǎn)臺(tái)離地高，相鄰兩支重輪間距。這些尺寸決定了液壓挖掘機(jī)的布置方式，和外形特點(diǎn)。 （1）履帶帶長 : =

57、 （5-1）=1.4 (2510) 4088mm 式中： 為尺寸系數(shù)（1.251.5），本設(shè)計(jì)取=1.4； G為整機(jī)重量，本設(shè)計(jì)G =25噸。 (2) 驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)向輪軸向中心距： = （5-2） =1.1(2510) 3216mm 式中：為尺寸系數(shù)(1.01.2)。本設(shè)計(jì)取=1.1。 參考WY100的中心距尺寸，可以縮小比例，選擇=3096mm。 （3）軌距B： B= （5-

58、3）=0.75(2510) 2193mm 式中：為尺寸系數(shù)(0.750.85)。本設(shè)計(jì)取=0.75。 參考WY100的中心距尺寸，可以放大比例，選擇=2300mm。 （4） 履帶高度H： H= （5-4） =0.32(2510) 936mm 式中:為尺寸系數(shù)(0.30.35)。本設(shè)計(jì)取=0.32。 參考WY100的履帶高尺寸，可以放大比例，選擇=980mm （5）履帶板寬b 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得：b的值可在600800mm間取值,根據(jù) 《工程機(jī)械使用手冊(cè) 上冊(cè)》里的規(guī)格系列，查取b=700mm。 (6) 底盤總寬C ： C=

59、B+b （5-5） =2300+700 =3000mm (7) 履帶接地長度： = + 0.35D （5-6） = + 0.35(- ) =3096+0.35（4088-3096） 3443mm 式中： D為驅(qū)動(dòng)輪直徑，約為-。 （8）后端支重

60、輪到驅(qū)動(dòng)輪間距： = （5-7） =2.5203 508mm 式中：為尺寸系數(shù)（2.42.6）；本設(shè)計(jì)取 =2.5。 為履帶節(jié)距，根據(jù)前幾章的選擇，論述，=203mm。 參考WY100，擴(kuò)大比例，取=508mm。 （9）前端支重輪到導(dǎo)向輪間距： = （5-8） =2.4203 487mm 式中：為尺寸系數(shù)(2.43)。本設(shè)計(jì)取=2.4。 （10）兩端支重輪間距： =

61、-- （5-9） =3096-487-508 =2101mm （11）轉(zhuǎn)臺(tái)離地高： = (5-10) =0.4(2510) 1169mm 式中：為尺寸系數(shù)(0.370.42)。 為了整體的整體布局，并參考WY100挖掘機(jī)的尺寸，考慮將其擴(kuò)大適當(dāng)比例，選取=1180mm。 （12）相鄰兩支重輪間距 =(12) (5-

62、11) =1.5 311mm (13) 拖鏈輪之間的中心距： 當(dāng)2000mm時(shí)，拖鏈輪個(gè)數(shù)為2，/2=1548mm。 5.2 主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 液壓挖掘機(jī)的技術(shù)參數(shù)是衡量機(jī)器性能的重要指標(biāo)，人們?cè)谶x擇和購買挖掘機(jī)時(shí)，把技術(shù)參數(shù)作為非常重要的理由。所以技術(shù)參數(shù)的確定顯得尤為重要。挖掘機(jī)技術(shù)參數(shù)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)功率，標(biāo)準(zhǔn)斗容量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，主油泵流量，回轉(zhuǎn)速度，行走速度，最大爬行坡度，最大牽引力，接地比壓等等。 本次畢設(shè)，針對(duì)以下幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算說明： （1）發(fā)動(dòng)機(jī)功率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算： （5-12） 式中：為斗容量

63、，取=。 考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)是整個(gè)挖掘機(jī)的動(dòng)力源，和復(fù)雜工況的需求，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，提高輸出功率，以適應(yīng)各種工作情景。取。 （2）液壓功率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： （5-13） 式中：N為發(fā)動(dòng)機(jī)功率。 （3）挖掘力參數(shù)，按公式計(jì)算： = （5-14） = =14.5t 式中：為最大反鏟挖掘力； 為挖掘潛力系數(shù)（1.51.8）。 （4） 最大轉(zhuǎn)彎力矩，按公式計(jì)算： （5-15） 式中：為轉(zhuǎn)彎系數(shù)（

64、取為0.3）； 為摩擦系數(shù)(不良路面取0.6)。 （4） 平均接地比壓，按公式計(jì)算： （5-16） 式中：為接地比系數(shù)（取為0.210.28）。 5.3 履帶式行走驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算 5.3.1行駛阻力的計(jì)算 與輪胎式行走裝置相比，履帶式行走裝置的特點(diǎn)是牽引力大。牽引力的大小幾乎占到機(jī)身總重的一半。越野性能好，工作可靠穩(wěn)定。接地比壓一般都在150kpa以下。在遇到坡度較大的地面時(shí)，其爬坡能力就顯現(xiàn)出來了。機(jī)動(dòng)靈活。轉(zhuǎn)彎也很靈活。所以，很多企業(yè)都采用履帶式行走裝置作為液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置。履帶式行走裝置也有自身的

65、缺點(diǎn)，行走速度低，消耗功率較大，制造成本高，零件磨損快等。 標(biāo)準(zhǔn)化后，履帶式行走裝置的結(jié)構(gòu)已經(jīng)統(tǒng)一了。履帶式行走裝置一般由高速液壓馬達(dá)與減速裝置組成。行走液壓馬達(dá)的性能很大程度上決定了行走速度，液壓系統(tǒng)也保證了整體運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。因此，履帶車輛進(jìn)行牽引力計(jì)算是設(shè)計(jì)和選擇履帶式行走裝置的選擇和基礎(chǔ)。行駛阻力的規(guī)律和計(jì)算尤為重要。 履帶式車輛行駛中藥客服的阻力包括土壤的變形阻力，坡度阻力，轉(zhuǎn)向阻力，履帶行走裝置的阻力。 牽引力的計(jì)算原則是行走裝置的牽引力應(yīng)大于上述各項(xiàng)阻力之和，但又不應(yīng)超過挖掘機(jī)與地面的附著力。 (1) 土壤的變形阻力 履帶式車輛的行駛時(shí)會(huì)擠壓土壤使其產(chǎn)生變形，即產(chǎn)生

66、土壤的變形阻力。雙履帶的液壓挖掘機(jī)單側(cè)履帶的運(yùn)行阻力的計(jì)算公式： = （5-17） =0.1225 =3.0t 式中： 為土壤的變形阻力； 為運(yùn)行比阻力，與路面種類有關(guān)，其值可參考表5-1 運(yùn)行阻力值。考慮到挖掘機(jī)工作環(huán)境較為惡劣，所以取地面種類為：砂石、沼澤地、耕地。值取為0.100.15。 表5-1 運(yùn)行阻力值 路面種類 運(yùn)行比阻力 高級(jí)公路（瀝青） 0.03-0.04 中等公路（圓石） 0.05-0.06 堅(jiān)實(shí)土路 0.06-0.09 野路 0.09-0.12 砂石、沼澤地、耕地 0.10-0.15 (2) 爬坡阻力 爬坡阻力是機(jī)器在斜坡上因自重沿縱坡方向的分力所引起的。其計(jì)算公式為： （5-18） = 14.70t 式中：為坡度阻力； 為坡度角度