履带式工程机械行走系介绍 ppt课件

履带式工程机械行走系介绍驱动轮的分类 A按齿圈结构分为整体式齿圈式齿块式 B按驱动轮轮毂与最终传动输出轴的联接方式分为锥形渐开线花键联接如红旗100锥形六平键联接如TY150螺栓联接如移山180 按驱动轮轮齿节距t 分为173203216mm三种齿圈结构以齿圈式比整体式为好而齿块式拼合轮圈图8-14使用更加方便驱动轮轮齿磨损超限即可在工地拆装更换不必解开履带更无需拉出驱动轮但在工艺上要保证安装精度一般认为车速小于15～20kmh驱动轮后置有利车速大于20kmh时驱动轮前置有利驱动轮的计算载荷与履带相同即驱动链轮所传递的最大驱动力P075Gt并假设扭矩只由一个齿传递计算驱动轮轮齿抗弯强度式中h –齿高假设力作用在齿顶[] –许用弯曲应力 [] 400-500MPa 计算驱动轮轮齿齿面抗挤压强度式中 b –轮齿宽度cm d –履带销套外径cm Gt –推土机重力KN [j] –许用挤压应力 [j] 500-1000MPa 六支重轮与托链轮作用支重轮用来支承车辆的重量并在履带的导轨链轨节面上移动此外它还用来夹持履带不使履带横向滑脱并在车辆转向时迫使履带在地面上滑动工作环境支重轮经常在泥水中工作且受到强烈冲击工作条件很差要求密封可靠轮圈耐磨一支重轮支重轮分类 1按支重轮轴的型式可分为中间凸肩式轴如TY150中间无凸肩式直轴如宣化T-120 2按轴承型式可分为双金属套如TY150尼龙轴套如移山180铜套如移山80非标准滚柱轴承如红旗100 3按密封型式可分为浮动油封式如TY150油封式如红旗100皮碗式如移山80 在我国为数不多的履带式铲土运输机械中先后出现了近二十种支重轮单边支重轮和双边支重轮的基本结构型式如右图8-15所示二托链轮作用用来托住履带的上方部分防止履带下垂过大以减少履带运动时的振跳现象并防止履带侧向滑落托链轮的个数一般是每边两个托轮与支重轮相比它受力较小工作时少受污物侵蚀工作条件较好故其结构较简单尺寸较小对材质的要求也低曾规定托链轮采用锥柱轴承及浮动油封如图8-16所示三支重轮及托链轮的设计为了使接地压力均匀支重轮数目最好等于履带支承区段的履带板数即支重轮间距t1履带节距td 支重轮太小滚动阻力增加如支重轮数目为履带支承区段履带板数的一半即t12td则将使支重轮下履带板的接地压力很不均匀导致在松软地面下陷深度增加运行阻力加大一般取td t1 2td通常t114～１7 td支重轮直径D与履带节距td之比大致为Dtd1 ～125D 200mm而一侧支重轮数目一般为5 ～7个支重轮有双边支重轮和单边支重轮之分轮缘高度为20～25mm顶部厚度为6 ～10mm为减少支重轮轮面摩擦支重轮轮缘靠踏面一侧常做成倾斜的200～300 为减少支重轮轮面磨损支重轮与轨链节间的接触应力在许用范围内可按下式计算式中Gt –推土机总重kN b –支重轮轮面与轨链节的接触宽度mm r –支重轮半径mm n –支重轮总数 [j] –许用接触应力MPa [j] 230 MPa 当推土机越过突起的障碍物时整机重量有可能由每边各一个支重轮承受即一个支重轮上的最大径向载荷是推土机整机重量的一半当推土机在越过突起的障碍物转弯此支重轮还将受到最大的轴向力AGt2为履带沿地面横向滑动摩擦系数一般取07因此推土机支重轮轴应具有中间凸肩以承受此轴向力凸肩大小可根据此力之值予以确定按照上述最大径向载荷由轴的抗弯强度确定支重轮轴的尺寸支重轮轴承宜采用滑动轴承轴承载荷按经常载荷计算不应按偶而受到的最大载荷计算经常载荷是按压力中心偏移受力最大的一个支重轮进行计算按滑动轴承一般计算方法计算其单位压力P及发热pv值当履带接地长度L 2m时每侧用一个托链轮当L 2m时每侧用两个托链轮托链轮上侧应与引导轮及驱动轮上侧在一条直线上有的机械将托链轮适当抬高以减小履带振跳七张紧缓冲装置与引导轮作用使履带保持一定的张紧度从而可以减少履带在运动中的振跳现象振跳的危害引起冲击载荷和额外地消耗功率加快履带销和销套的磨损履带张紧后还可防止在工作过程中脱落太紧也不好也会加快履带销和销套的磨损所以要调整合适在一般的履带式拖拉机上由于驱动轮都在拖拉机的后部所以张紧轮都布置在前部导向轮直径一般较大以使履带的卷绕较为均匀减少冲击当今工程机械常见的张紧装置为润滑脂调整滑块式见图8-17 引导轮的结构和支承轮托轮一样也有多种结构轴承结构有滚柱轴承如红旗100双金属套如TY150等油封结构也有浮动油封TY150弹簧胶碗密封如红旗100等双金属套和浮动油封结构见右图8-18所示引导轮尺寸较大一般仅略小于驱动轮目的是为了减少履带卷绕时的功率损失其上方位置比驱动轮轮缘低30～80mm以使这一段履带运动时顺势前滑引导轮轮轴设计按机械倒档行驶履带上作用有最大轮周牵引力进行设计计算此值为附着条件所限即 P05G05G 近似取引导轮上下边履带平行则引导轮轴的计算载荷2PG引导轮的许用弯曲应力[]250～300MPa 当引导轮兼起支重轮作用时应计入地面反力动载荷的影响这时动载荷系数可取为2 中南大学杨忠炯第二篇工程机械行走系第八章履带式工程机械行走系履带式行走系是在工程机械中仅次于轮胎式广泛采用的行走系常见的履带式工程机械有拖拉机推土机装载机铺管机单斗多斗挖掘机钻孔机凿岩台车等第一节铲土运输机械的履带式行走系一组成与特点如右图8-1所示履带式拖拉机的行走系由驱动轮1履带2支重轮3履带张紧装置和导向轮5托链轮7以及连接支重轮和机体的悬架等组成主要功能 1将由发动机传到驱动轮上的驱动扭矩变为拖拉机在地面上的行走移动扭矩变成驱动力转速变成车辆移动速度 2支承拖拉机的全部重量特点 1履带拖拉机的驱动轮只卷绕履带而不在地面上滚动机器全部重量经支重轮压在多片履带板上履带式机器的牵引附着性能要好得多 2与同马力的轮式机器相比由于履带支承面大接地压力小一般小于01MPa所以在松软土壤上的下陷深度小因而滚动阻力小有利于发挥较大的牵引力 3履带销子销套等运动副使用中要磨损要有张紧装置调节履带张紧度它兼起一定的缓冲作用导向轮既是张紧装置的一部分也引导履带正确卷绕但不能引导机器转向 4履带式行走系重量大运动惯性大缓冲减振作用小结构中最好有某些弹性元件 5履带式行走系结构复杂金属消耗多磨损严重维修量大运动速度受到限制特点二车架型式全梁式半梁式两种全梁架式车架是一完整的框架如东方红75拖拉机Caterpillar后置发动机式装载机等采用这种全梁式车架半梁架式车架一部分是梁架而另一部分则利用传动系的壳体这种车架广泛用于工程机械履带拖拉机中如图7-1为两根箱形纵梁和后桥桥体焊成一体其前部用横梁相连由于铲土运输机械特别是履带式推土机的作业环境恶劣上述结构车架的纵梁容易变形因此国内外很重视加强此类机械车架的强度与刚度故多采用箱形断面的纵梁以增强其抗弯抗扭强度断面高度也适当增加三悬架悬架或悬挂在工程机械中机架车架与行走系之间的连接装置弹性悬架机架的全部重量经过弹性元件传递给履带架的悬架三种悬挂刚性悬架半刚性悬架和弹性悬架弹性元件可以是弹性橡胶块弹簧装置或油气悬架半刚性悬架机架的重量一部分经过弹性元件另一部分经过刚性元件传递给履带架的悬架如工业用履带拖拉机之悬架刚性悬架机架上的重量全部不经弹性元件传递到履带的悬架如单斗挖掘机其底架与履带架之间的悬架刚性悬架结构简单适合于行走速度低不经常行走的工程机械履带架的传统形式八字架式如下图8-2所示半刚性悬架较刚性悬架能更好地适应地面的高低不平在松软不平地面接地压力较均匀附着性能好半刚性悬架中的弹性元件能部分地缓和行驶时的冲击但其非弹性支承部分重量很大高速行驶时冲击大故其行驶速度一般不超过15kmh 设计履带架时要妥善确定履带架摆动轴线驱动轮轴线导向轮轴线间的距离图8-3为TY150推土机行走系布置图其履带架铰接中心线与驱动轮轴线重合右图8-4为D10推土机行走系布置图其履带架铰接中心线与驱动轮轴线不重合现代结构的半刚性悬架履带拖拉机中广泛采用平衡梁如右图8-5所示半刚性悬架中的履带架图8。

第1章 履带车辆行驶理论1.1 履带车辆行驶原理履带车辆的行驶原理可以通过履带行走机构来进行分析。

履带行走机构主要是指履带车辆两侧的台车，台车由驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮、履带（简称四轮一带）和台车架等组成，如图1-1所示。

履带直接和地面接触，并通过支重轮支撑着履带车辆的重量。

在驱动轮的驱动下，履带相对台车架做卷绕运动。

由于台车架和机体相连，所以，台车架的运动就代表履带车辆的运动。

1.1.1 驱动转矩与传动系效率发动机通过传动系传到驱动轮上的转矩M K 称为驱动转矩。

发动机的功率经过传动系传往驱动轮时，有一定的损失.。

对于机械传动的履带车辆，这一功率损失主要由齿轮啮合的摩擦阻力、轴承的摩擦阻力、油封和转轴之间的摩擦阻力以及齿轮搅油阻力等原因所造成。

一般用传动系效率ηm 来考虑上述功率损失。

传动系效率可用车辆等速直线行驶时，传到驱动轮上的功率P K 与经传动系输出的发动机有效功率P ec 之比来表示，即：e ce K K e ce K K ec K m n M n M M M P P ===ωωη (1-1)式中：M ec ——发动机经传动系输出的有效转矩；ωK 、n K ——驱动轮的角速度和转速；ωe 、n e ——发动机曲轴的角速度和转速。

假定离合器不打滑，则上式可表示为：m ec K m i M M =η (1-2)式中：i m ——传动系的总传动比，它是变速箱、中央传动和最终传动各部分传动比的乘积，即：i m = ωe /ωK = n e /n K = i g ⋅ i 0⋅ i s (1-3)式中：i g ——变速箱某挡的传动比；i 0——主减速器的传动比；i s ——轮边减速器的传动比。

由式(1-2)可知，当车辆在水平地面上作等速直线行驶时，其驱动转矩M K 可由下式求得：M K = ηm i m M ec (1-4)对于液力机械传动的履带车辆，将上述公式中的P ec 和M ec 换成涡轮轴上的功率P T 和转矩M T 即可。