2166 T30履帶推土機整機的設(shè)計,t30,履帶,推土機,整機,設(shè)計 第 1 頁T30 履帶推土機整機的設(shè)計摘 要推土機是土方工程機械的一種主要機械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因為輪胎式推土機較少。本文主要講述履帶式推土機的結(jié)構(gòu)與工作原理。 推土機產(chǎn)品種的開發(fā)拓展，既要滿足不同工況條件的工作適應(yīng)性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱互換性），這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。為方便用戶購買配件，生產(chǎn)廠都保留了日本小松公司的零部件編號，只有改型中自行設(shè)計的零部件，才冠以自己廠家的編號。 履帶式推土機主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機罩等組成。其中，機械及液壓傳動系統(tǒng)又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動力換擋變速器、中央傳動、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動器、終傳動和行走系統(tǒng)等。本文將重點介紹上述傳動系統(tǒng)中的液力變矩器、行星齒輪式動力換擋變速器、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其液壓系統(tǒng)的故障及排除。關(guān)鍵字：推土機 履帶推土機 推土機械 推土機整機 T30第 2 頁AbstractEarthwork bulldozer machinery is one of the main machinery, by way of walking tracks and is divided into two types of rubber-tyred. Because less rubber-tyred bulldozers. This article focuses on the structure of crawler-type bulldozers and working principle. Bulldozers to expand product development of species, it is necessary to meet the needs of different working conditions of the work of adaptation, but also with the basic components to maintain the maximum commonality (or interchangeability), which for the majority of users will have an extremely maintenance Great convenience. To facilitate the purchase of spare parts, production facilities have retained parts of Komatsu, Japan ID, only the modified parts of their own design, only the number of manufacturers known as their own. Tracked by bulldozer engine, drive system, the working device, electrical parts, such as driver's cab and hood components. Among them, mechanical and hydraulic drive system also includes torque converter, coupling assembly, planetary gear-type power-shift transmission, the central transmission, steering clutches and steering brakes, final drive and running systems. This article focuses on the above-mentioned transmission system in the torque converter, planetary gear-type power-shift transmission, steering clutches and steering brakes structure, working principle and its hydraulic system and rule out the possibility of failure. Keyword: the introduction of machines tracked the introduction of machines the introduction of machinery the introduction of whole machine T30第 3 頁第 1 章 緒 論推土機是土方工程機械的一種主要機械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因為輪胎式推土機較少。本文主要講述履帶式推土機的結(jié)構(gòu)與工作原理。 功率大于120KW 的履帶式推土機中，絕大多數(shù)采用液力-機械傳動。這類推土機來源于引進日本小松制作所的 D155 型、D85 型、D65 型三種基本型推土機制造技術(shù)。國產(chǎn)化后，定型為 TY320 型、TY220 型、TY160 型基本型推土機。為了滿足用戶各種使用工作況的需求，我國推土機生產(chǎn)廠家在以上三個基本型推土機的基礎(chǔ)上，拓展了產(chǎn)品品種，形成了三種系列的推土機。TY220 型推土機系列產(chǎn)品，包括 TSY220 型濕地推土機、TMY220 型沙漠推土機、TYG220 型高原推土機、TY220F 型森林伐木型推土機、TSY220H 型環(huán)衛(wèi)推土機和 DG45 型吊管機等。TY320 型和 TY160 型系列推土機也在拓展類似的系列產(chǎn)品。TY160 系列中還有 TSY160L 型超濕地推土機和 TBY160 型推扒機等。 推土機產(chǎn)品種的開發(fā)拓展，既要滿足不同工況條件的工作適應(yīng)性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱互換性），這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。為方便用戶購買配件，生產(chǎn)廠都保留了日本小松公司的零部件編號，只有改型中自行設(shè)計的零部件，才冠以自己廠家的編號。 履帶式推土機主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機罩等組成。其中，機械及液壓傳動系統(tǒng)又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動力換擋變速器、中央傳動、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動器、終傳動和行走系統(tǒng)等。 動力輸出機構(gòu)（PTO）10 以齒輪傳動和花鍵連接的方式帶動工作裝置液壓系統(tǒng)中工作泵 P1、變速變矩液壓系統(tǒng)變速泵 P2、轉(zhuǎn)向制動液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)向泵 P3；鏈輪 8 代表二級直齒齒輪傳動的終傳動機構(gòu)（包括左和右終傳動總成）；履帶板 9 包括履帶總成、臺車架和懸掛裝置總成在內(nèi)的行走系統(tǒng)。本文將重點介紹上述傳動系統(tǒng)中的液力變矩器、行星齒輪式動力換擋變速器、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其液壓系統(tǒng)的故障及排除。 國產(chǎn) 102KW 以下的推土機，如 T140 型、T120 型、T70 型等小功率推土機，其傳動系統(tǒng)的型式都是機械傳動的，包括離合器和機械變速器等。這類推土機在我國產(chǎn)銷量也較大；其結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)年代較早，使用單位較熟悉，使用維修也比第 4 頁較容易。 1、液力變矩器 該變矩器為三元件向心渦輪式，結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高。變矩器由泵輪組件、渦輪組件、導(dǎo)輪組件三部分構(gòu)成。 泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅(qū)動殼連接，驅(qū)動齒輪由螺栓和驅(qū)動殼連接。驅(qū)動齒輪直接插入發(fā)動機飛輪齒圈內(nèi)，故泵輪隨發(fā)動機一起旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪由螺栓和導(dǎo)輪轂連接，導(dǎo)輪轂通過花鍵和導(dǎo)輪座連接，導(dǎo)輪座又通過螺栓和變矩器殼連接，故導(dǎo)輪和變矩器殼一起，是不旋轉(zhuǎn)的。渦輪和渦輪轂用鉚釘鉚接在一起，再通過花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過花鍵和聯(lián)軸節(jié)連接，將動力傳遞給其后的傳動系統(tǒng)。泵輪隨發(fā)動機一起旋轉(zhuǎn)，將動力輸入，導(dǎo)輪不旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)，將動力輸出，三者之間相互獨立，輪間間隙約為 2mm。 泵輪、渦輪、導(dǎo)輪自身由許多葉片組成，稱之為葉柵，葉片由曲而構(gòu)成，呈復(fù)雜的形狀。變矩器在工作時，葉柵中是需要充滿油液的，在泵輪高速旋轉(zhuǎn)時，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然后沿渦輪葉柵曲面作向心流動，又從渦輪葉柵出口射向?qū)л喨~柵進口，穿過導(dǎo)輪葉柵又流回泵輪。泵輪、渦輪、導(dǎo)輪葉柵組成的圓形空間，稱之為循環(huán)圓。由于渦輪葉柵曲面形狀的設(shè)計，決定了渦輪和泵輪在同一方向旋轉(zhuǎn)。這樣，變矩器葉柵循環(huán)圓中的油液，一方面在循環(huán)圓中旋轉(zhuǎn)，一方面又隨泵輪和渦輪旋轉(zhuǎn)，從而形成了復(fù)雜的螺旋運動，在這種運動中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。 渦輪的負荷是推土機負荷決定的。推土機的負荷由鏟刀傳遞給履帶行走系統(tǒng)，再傳給終傳動、轉(zhuǎn)向離合器、中央傳動、變速器和聯(lián)軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。渦輪負荷小時，其旋轉(zhuǎn)速度就快；負荷大時，旋轉(zhuǎn)速度就慢。當推土機因超載走不動時，渦輪的轉(zhuǎn)速也下降為 0，成為渦輪的制動狀態(tài)。這時，因渦輪停止轉(zhuǎn)動，由泵輪葉柵射來的油液，以最大的沖擊穿過渦輪葉柵沖向?qū)л?，在不轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪葉柵中轉(zhuǎn)換成壓力，該壓力反壓向渦輪，增大了渦輪的扭矩，該增加的扭矩和渦輪旋轉(zhuǎn)方向一致，此時渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的 2.54 倍。渦輪隨著負荷增大，轉(zhuǎn)速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當于一個無級變速器在逐漸降速增扭。這種無級變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動力換擋變速器相配合，使推土機獲得了優(yōu)異的牽引性能。 第 5 頁液力變矩器是依靠液力工作的。油液在葉柵中流動時，由于沖擊、摩擦，會消耗能量，使油發(fā)熱，故液力變矩器的傳動效率是較低的。目前，國內(nèi)外最好的液力變矩器其最高效率為 88%。當變矩器的渦輪因推土機超負荷而停止轉(zhuǎn)動時，由泵輪傳來的能量全部轉(zhuǎn)化成熱量而消耗掉，此時變矩器效率為 0。要想提高變矩器的傳動效率，就要掌握推土機的負荷，使渦輪有適當?shù)霓D(zhuǎn)速、推土機有適當 的速度；即當推土機因負荷過大而走不動時，要及時減小負荷，提一下鏟刀或由 II 擋換為I 擋。 由變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理知，變矩器工作時油會有內(nèi)泄、會發(fā)熱。這就要求要及時給變矩器內(nèi)部補充油，并將發(fā)熱的油替換出來冷卻，形成一個循環(huán)。 TY320型和 TY220 型有完全相似的液力變矩器，只是進行了幾何放大。TY160 型和 TY220型有基本相似的的液力變矩器，人是結(jié)構(gòu)有些變化。它們的故障和維修是基本相同的。2、行星齒輪式動力換擋變速器 TY220 推土機行星齒輪式動力換擋變速器的結(jié)構(gòu)圖，該變速器主要由四個行星排和一個旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器構(gòu)成。圖 3 中標的“I”“II”“III”、“IV”是四個行星排，“V”是旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器。 “I”“II”和“IV”行星排都是固定齒圈，用行星架同向旋轉(zhuǎn)進行輸出的。 “II”行星排的行星架上多裝一個行星輪，若將齒圈 C 用離合器固定，當太陽輪 A 右轉(zhuǎn)時，行星齒輪 B 左轉(zhuǎn)，行星齒輪 E 右轉(zhuǎn)，行星架 D 左轉(zhuǎn)，則形成了以太陽輪輸入、行星架反向旋轉(zhuǎn)輸出的行星齒輪減速機構(gòu)。TY220 型推土機變速器即利用第 II 行星排作為倒擋使用。離合器有 5 個。第 1 至第 4 離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運動的。當油缸體和活塞之間充滿壓力油時，壓力油在油超過計劃的密封下，建立油壓并推活塞壓緊摩擦片，則可將齒圈固定。 第 5 號旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器的結(jié)構(gòu)比較特殊，它沒有行星機構(gòu)，其工作時是整體旋轉(zhuǎn)的。向旋轉(zhuǎn)油缸中供油時，需先向中心軸供油。工作時，壓力油通過第 5離合器固定不動的殼體 19 中的油道，進入旋轉(zhuǎn)油缸，推動活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉(zhuǎn)密封環(huán)進行密封。工作完的油液，由于旋轉(zhuǎn)油缸不停地旋轉(zhuǎn)，離心力向外甩出，無法經(jīng)供油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉(zhuǎn)油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉(zhuǎn)油缸體上增加一個鋼球止回閥，在壓第 6 頁力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時，它會甩開，開放回油孔以回油。 TY220 型推土機變速器，在結(jié)構(gòu)上許多特點，利用這些特點，可使維修更為容易進行。如第 1 至第 4 離合器的摩擦片和光盤都是通用的；第 2 至第 4 行星排的活塞和密封環(huán)相同，行星排離合器導(dǎo)向銷相同，光盤分離彈簧相同，離合器活塞分離彈簧相同；第 1 至第 3 行星排使用同一個行星架；第 4 行星排的行星架利用外齒圈插入第 3 行星排齒圈中，并用彈簧卡圈防止軸向竄動等等。 TY320 和 TY220 型推土機系列產(chǎn)品有完全相似的變速器，只是放大了幾何尺寸。TY160 型推土機變速器，離合器的排列方式不同，第 1 離合器為前進擋，第 2 離合器為后退擋，第 3 旋轉(zhuǎn)閉鎖離合器為 I 擋，第 4 離合器為 III 擋，第 5 離合器為II 擋。安們有相同的使用維修特點。 3、轉(zhuǎn)向離合器和轉(zhuǎn)向制動器 變速器的動力傳入中央傳動后，就從縱向傳動變?yōu)闄M向傳動，由橫軸分別傳給左、右兩個轉(zhuǎn)向離合器。是 TY220 型推土機的中央傳動及轉(zhuǎn)向離合器結(jié)構(gòu)圖。 該機的轉(zhuǎn)向離合器是彈簧壓緊、液壓分離、常嚙合、溫式摩擦片結(jié)構(gòu)型式。它包括外鼓1、內(nèi)鼓 5、壓盤 2、外摩擦片 3、內(nèi)齒處 4、活塞 15、螺栓 13、套筒 14 與活塞 15連接成一個整體，大、小彈簧支撐在內(nèi)鼓 5 上，彈簧的安裝負荷推動活塞 15 向右移動，帶動壓板 2 將摩擦片 3 和齒片 4 壓緊在一起，實現(xiàn)接合傳力。彈簧共 8 組，總安裝負荷 3.2T，有足夠的壓力壓緊摩擦片以傳遞力矩。 當推土機需要轉(zhuǎn)向（如拉動左轉(zhuǎn)向拉桿）時，淮壓油充入轉(zhuǎn)向離合器活塞 15和輪轂 6 之間的油腔，油壓力推動活塞，帶動壓盤向左移動，摩擦片和齒片松開，不再傳遞力矩，推土機左側(cè)失去動力，在右側(cè)履帶的推動下向左轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向結(jié)束時，松開拉桿，液壓油在活塞推動下回流，轉(zhuǎn)向離合器重新接合傳力，推土機恢復(fù)直線行駛。 TY220 型推土機轉(zhuǎn)向制動器是液壓助力、浮動濕式制動帶式。它包括安裝在轉(zhuǎn)向離合器外鼓上的制動帶 15、助力活塞 8、連桿 10、浮動桿 11、連桿 14 等零件。由于浮動機構(gòu)的優(yōu)越性能，不論離合器外鼓是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，制動時都很平穩(wěn)，不會產(chǎn)生制動沖擊。 當制動帶 1.5 上的制動帶襯片 16 磨損后，制動帶和外鼓之間間第 7 頁隙變大，制動跳板行程增加，當行程增大到一定限度時，制動變得不可靠。因此，要不斷地調(diào)整制動帶間隙。推土機制動踏板標準行程和極限行程如表所示。 制動帶間隙調(diào)整的方法：拆去調(diào)節(jié)螺栓的護蓋后，將調(diào)節(jié)螺栓口右旋，扭緊制動帶以抱住外鼓（扭緊力矩約 90N·m）然后擰松螺栓（TY160 型擰松 15/6 圈，TY320 型擰松 11/6 圈），使制動帶和外鼓間出現(xiàn) 0.3mm 標準間隙，調(diào)整完成。 TY320 型、TY160 型和 TY220 型推土機系列產(chǎn)品有相似的轉(zhuǎn)向離合器和制動器，它們有相同的使用和維修特點。 第 8 頁第 2 章 設(shè)計方案2.1 推土機設(shè)計的總體方案 本次推土機設(shè)計的主要參數(shù)如下:1. 發(fā)動機功率 30 千瓦左右；2. 推土鏟長：1.5 米；3. 推土鏟高：0.5 米；4. 推土鏟可水平回轉(zhuǎn)±25 度；5. 最大爬坡 25 度6. 機械傳動；7. 三個前進檔一個倒退檔8. 橡膠履帶行駛機構(gòu)；9. 行駛速度：0～10Kｍ／h根據(jù)上述參數(shù)確定的總體方案如下2.2 確定機構(gòu)的傳動方案本推出機采用分別傳動的方案如圖（2-1）運行機構(gòu)圖（2-1 ）1—電動機 2—制動器 3—高速浮動軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7 低速浮動軸 8—聯(lián)軸器 9—履帶2.3 選擇車輪與軌道，并驗算其強度按照如圖所示的重量分布，計算的最大輪壓和最小輪壓：滿載時的最大輪壓：第 9 頁Pmax= LeQ???2Gxc4-= 5.160168=95.6KN空載時最大輪壓：P‘max= Le???2Gxc4-= 5.160168?=50.2KN空載時最小輪壓：P‘min= Le??2Gxc4-= 5.160168?=33.8KN式中的 e 為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離 e=1.5m載荷率：Q/G=100/168=0.595由[1]表 19-6 選擇車輪：當運行速度為 Vdc=60-90m/min，Q/G=0.595 時工作類型為中級時，車輪直徑 Dc=500mm，軌道為 P38的許用輪壓為 150KN，故可用。1）.疲勞強度的計算疲勞強度計算時的等效載荷：Qd=Φ 2·Q=0.6*100000=60000N 式中 Φ 2—等效系數(shù)，有[1]表 4-8 查得 Φ 2=0.6車論的計算輪壓：Pj= KCI· r ·Pd=1.05×0.89×77450=72380N式中：P d—車輪的等效輪壓Pd= LQ5.12Gxc4c-???第 10 頁= 5.162406-18???=77450Nr—載荷變化系數(shù)，查[1]表 19-2，當 Qd/G=0.357 時，r=0.89Kc1—沖擊系數(shù)，查[1]表 19-1。第一種載荷當運行速度為 V=1.5m/s 時，Kc1=1.05根據(jù)點接觸情況計算疲勞接觸應(yīng)力：?j=4000321???????rDcPj=40003230578?=13555Kg/cm2?j =135550N/cm2式中 r-軌頂弧形半徑，由[3]附錄 22 查得 r=300mm，對于車輪材料 ZG55II，當 HB>320 時，[? jd] =160000-200000N/cm2，因此滿足疲勞強度計算。2）.強度校核最大輪壓的計算：Pjmax=KcII·Pmax=1.1×95600=105160N式中 KcII-沖擊系數(shù)，由[3]表 2-7 第 II 類載荷 KcII=1.1按點接觸情況進行強度校核的接觸應(yīng)力：jmax=?321max???????rDcPj=32305106=15353Kg/cm2?jmax =153530N/cm2第 11 頁車輪采用 ZG55II，查[1]表 19-3 得，HB>320 時， [ j]=240000-?300000N/cm2，jmax N,故所選減速器功率合適。2.6.3 驗算啟動不打滑條件由于推土機室外使用,故坡度阻力及風阻力考慮在內(nèi).以下按三種情況計算.1.兩臺電動機空載時同時驅(qū)動：n= >nz2)(601/1cqdcDkpdkptvgGf????式中 p1= /max/in=33.8+50.2=84KN---主動輪輪壓p2= p1=84KN----從動輪輪壓f=0.2-----粘著系數(shù)(室內(nèi)工作)nz—防止打滑的安全系數(shù).n z 1.05~1.2?n = 25.006.184)6.(10847.56108. 333 ?????=2.97第 16 頁n>nz,故兩臺電動機空載啟動不會打滑2.事故狀態(tài)當只有一個驅(qū)動裝置工作,而無載小車位于工作著的驅(qū)動裝置這一邊時,則n= nz2)(601/1cqdcDkpdkptvgGf?????式中 p1= =50.2KN----主動輪輪壓/maxp2=2 +/in/a=2×33.8+50.2=117.8KN---從動輪輪壓---一臺電動機工作時空載啟動時間/qt=/qt24.3750?????????95.012685.012=13.47 sn= =2.9425.06.)76.(8147.36018???n>nz,故不打滑.3.事故狀態(tài)當只有一個驅(qū)動裝置工作,而無載小車遠離工作著的驅(qū)動裝置這一邊時,則n= nz2)(601/1cqdcDkpdkptvgGf?????式中 P1= =33.8KN---主動輪輪壓/minP2= 2 =33.8+2*50.2=134.2KN---從動輪輪壓?/ip/ax/qt= 13.47 S —與第(2)種工況相同第 17 頁n= 25.006.831)46.(21347.60581.8?????=1.89 故也不會打滑結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗算結(jié)果可知,三種工況均不會打滑2.7 選擇制動器由[1]中所述, 取制動時間 tz=5s按空載計算動力矩,令 Q=0,得:Mz= ??????????????????20121/ )(3751iGDmctnCzj式中 /0min/2)(pcj ???=??5.19.346?=-19.2N·mPp=0.002G=168000×0.002=336NPmin=G 21)(cDd???= =1344N5.0)14.6(68?M=2----制動器臺數(shù).兩套驅(qū)動裝置工作Mz= ?????? ??????????? 95.0.126845.012537.192=41.2 N·m現(xiàn)選用兩臺 YWZ-200/25 的制動器，查[1]表 18-10 其制動力矩 M=200 N·m，為避免打滑，使用時將其制動力矩調(diào)制 3.5 N·m 以下。第 18 頁2.8 選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動方案,每套機構(gòu)的高速軸和低速軸都采用浮動軸.1.機構(gòu)高速軸上的計算扭矩：= =110.6×1.4=154.8 N·m/jsMIn式中 MI—連軸器的等效力矩.MI= =2×55.3=110.6 N·mel?1?—等效系數(shù) 取 =2 查[2]表 2-71?Mel=9.75* =55.3 N·m7054由[2]表 33-20 查的:電動機 Y160M1-8,軸端為圓柱形,d 1=48mm,L=110mm;由[2]19-5 查得 ZLZ-160-12.5-iv 的減速器,高速軸端為 d=32mm,l=58mm,故在靠電機端從由表[2]選聯(lián)軸器 ZLL2（浮動軸端 d=40mm;[MI]=630N·m,(GD2)ZL=0.063Kg·m,重量G=12.6Kg） ；在靠近減速器端，由[2]選用兩個聯(lián)軸器 ZLD，在靠近減速器端浮動軸端直徑為 d=32mm;[MI]=630 N·m, (GD2)L=0.015Kg·m, 重量 G=8.6Kg. 高速軸上轉(zhuǎn)動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=0.078 Kg·m與原估算的基本相符，故不需要再算。2.低速軸的計算扭矩： ???'0'' iMjsjs=154.8×15.75×0.95=2316.2 N·m2.9 浮動軸的驗算1）.疲勞強度的計算低速浮動軸的等效力矩：MI=Ψ 1?Mel?i=1.4×55.3×12.5×0.95=919.4N?m式中 Ψ 1—等效系數(shù)，由[2]表 2-7 查得 Ψ 1=1.4第 19 頁由上節(jié)已取得浮動軸端直徑 D=60mm，故其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：N/cm21862.0943???WMIn?由于浮動軸載荷變化為循環(huán)（因為浮動軸在運行過程中正反轉(zhuǎn)矩相同） ，所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：4.192301????Ikn?=4910 N/cm2式中，材料用 45 號鋼，取? b=60000 N/cm2; ?s=30000N/cm2,則? -1=0.22?b=0.22×60000=13200N/cm2；? s=0.6?s=0.6×30000=18000N/cm2K=KxKm=1.6×1.2=1.92考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù) Kx=1.6，K m=1.2，n I=1.4—安全系數(shù)，由[2]表 2-21 查得? n<[?-1k] 故疲勞強度驗算通過。2）.靜強度的計算計算強度扭矩：Mmax=Ψ 2?Mel?i=2.5×55.3×12.5×0.95=1641.7 N?m式中 Ψ 2—動力系數(shù)，查[2]表 2-5 的 Ψ 2=2.5扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：?= =3800N/cm2362.0147??WMI第 20 頁許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： ??128604.??ISIn?N/cm2?<[?]II,故強度驗算通過。高速軸所受扭矩雖比低速軸小，但強度還是足夠，故高速軸驗算省去。2.10 緩沖器的選擇1.碰撞時推土機的動能W 動 = gGv20G—帶載推土機的重量 G=168000+100000×0.1=178000NV0—碰撞時的瞬時速度，V 0=（0.3～0.7）V dxg—重力加速度取 10m/s2則 W 動 = ??105.7820??Gv=5006.25 N m2. 緩沖行程內(nèi)由運行阻力和制動力消耗的功W 阻 =（P 摩 +P 制 ）S式中 P 摩 —運行阻力，其最小值為Pmin=Gf0min=178000×0.008=1424Nf0min—最小摩擦阻力系數(shù)可取 f0min=0.008P 制 —制動器的制動力矩換算到車輪踏面上的力，亦可按最大制動減速度計算P 制 = =17800×0.55=9790N??max制gG第 21 頁=0.55 m /s2??ax制S—緩沖行程取 S=140 mm因此 W 阻 =（1424+9790）×0.14=1569.96N m3. 緩沖器的緩沖容量一個緩沖器要吸收的能量也就是緩沖器應(yīng)該具有的緩沖容量為：n-阻動緩 ?=5006.25-1569.96 =3436.29 N m式中 n—緩沖器的個數(shù) 取 n=1由[1]表 22-3 選擇彈簧緩沖器彈簧 D=120 mm，d=30 mm第 22 頁第 3 章 結(jié)構(gòu)的設(shè)計3.1 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)主要有箱形結(jié)構(gòu)，空腹桁架式結(jié)構(gòu)，偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主軸結(jié)構(gòu)等，參考《推土機設(shè)計手冊》 ，T30 履帶推土機整機一般采用箱形結(jié)構(gòu)，且為保證推土機穩(wěn)定，我選擇箱形雙梁結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)。3.1.1 箱形雙梁的構(gòu)成箱形雙梁是由兩根箱形主軸和端梁構(gòu)成，主軸一側(cè)安置水平走臺，用來安裝大車運行機構(gòu)和走人，主軸與端梁剛性地連接在一起，走臺是懸臂支撐在主軸的外側(cè)，走臺外側(cè)安置有欄桿。在實際計算中，走臺個欄桿均認為是不承受力的構(gòu)件。為了操縱和維護的需要，在傳動側(cè)走臺的下面裝有司機室。司機室有敞開式和封閉式兩種，一般工作環(huán)境的室內(nèi)采用敞開式的司機室，在露天或高溫等惡劣環(huán)境中使用封閉式的司機室。3.1.2 箱形雙梁的選材箱形雙梁具有加工零件少，工藝性好，通用性好等優(yōu)點。結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其工作類型和使用環(huán)境溫度等條件，按照有關(guān)規(guī)定來選用鋼材。為了保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度便于施工和安裝，以及運輸途中不致?lián)p壞等原因，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中有最小型鋼的使用限制：如連接用鋼板的厚度應(yīng)不小于 4mm。又如對組合板梁的板材使用，因保證穩(wěn)定性和防止銹蝕后強度減弱等原因，雙腹板的每塊厚度不能小于 6mm,單腹板的厚度不小于 8mm。作用在橋式推土機結(jié)構(gòu)上的載荷有，固定載荷，移動載荷，水平慣性載荷及大車運行歪斜產(chǎn)生的車輪側(cè)向載荷等。在設(shè)計計算時候要考慮到這些載荷。3.2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算3.2.1 主要尺寸的確定= = =2.065 3.3K1()85L:1()6.5?:m取 =3m端部梯形高度第 23 頁=（ ） =（ ） 16.5=1.65 3.3C105:L105:?:m取 =3m腹板高度根據(jù)主軸計算高度 =0.92 最后選定腹板高度 =0.9Hmh確定截面尺寸主軸中間截面各構(gòu)件根據(jù)《推土機課程設(shè)計》表 7-1 確定如下：腹板厚 =6 ，上下蓋板厚 =8?1?主軸兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面的關(guān)系式來確定：= =2633.5Hb?920m= =330L16因此取 =350蓋板寬度： =350+2 6+40=402240Bb????m取 =400m主軸的實際高度： =5161Hh主軸中間截面和支承截面的尺寸簡圖分別示于圖 2-1 和 2-2主軸中間截面尺寸簡圖 主軸支承截面尺寸簡圖加勁板的布置尺寸為了保證主軸截面中受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定性，需要設(shè)置一些加勁構(gòu)件。主軸端部大加勁板的間距：0.9 ，取 =0.8'ah??m'a第 24 頁主軸端部（梯形部分）小加勁板的間距：= = =0.4'1a'20.8m主軸中部（矩形部分）大加勁板的間距：=（1.5 2） =1.35 1.8 ，取 =1.6:h:am主軸中部小加勁板的間距，小車鋼軌采用 輕軌，其對水平重心軸線 的15Px?最小抗彎截面模數(shù) =47.7 ，則根據(jù)連續(xù)梁由鋼軌的彎曲強度條件求得加勁板minW3c間距（此時連續(xù)梁的支點既加勁板所在位置，使一個車輪輪壓作用在兩加勁板間距的中央）：≤ = =141 =1.411amin[]6P??Ⅱ 47.108.5()2??cm式中 ——小車的輪壓，取平均值?！獎恿ο禂?shù)，由《推土機課程設(shè)計》圖 2-2 查得 =1.15；Ⅱ ?Ⅱ[ ]——鋼軌的許用應(yīng)力，[ ]=170??MPa因此，根據(jù)布置方便，取 = =0.81a2m由于腹板的高厚比 =150<160，所以不需要設(shè)置水平加勁桿。906h??3.2.2 主軸的計算計算載荷確定查《推土機課程設(shè)計》圖 7-11 得半個（不包括端梁）的自重， =41 ,則/2qGKN主軸由于自重引起的均布載荷： /241.5/6qlGKNmL?采用分別驅(qū)動， 12./yq?查《推土機課程設(shè)計》表 7-3 得 4.1dGKN?主軸的總均布載荷：2.5+2.5=5'q?/KNm第 25 頁主軸的總計算均布載荷：=1.1 5=5.5'qk?Ⅱ ?/KNm式中 =1.1——沖擊系數(shù)，由《推土機課程設(shè)計》表 2-6 查得。Ⅱ作用在一根主軸上的小車兩個車輪的輪壓值可根據(jù)《推土機課程設(shè)計》表 7-4 中所列數(shù)據(jù)選用：=37000 =36000'1PN'2PN考慮動力系數(shù) 的小車車輪的計算輪壓值為：?Ⅱ=1.15 37000=42550'1?Ⅱ ?=1.15 36000=41400'2Ⅱ垂直最大彎矩計算主軸垂直最大彎矩：+2012()max12()4)xcdGPLBqkGlLMP???? ??? ?? ??Ⅱ Ⅱ 0klⅡ設(shè)敞開式司機操縱室的重量為 9807 ，起重心距支點的距離為 =280N0lcm將各已知數(shù)值代入上式計算可得： 2()max165041650.41.8425()2651.028()GPM?????? ??? ?? ?? ??5.10N?:=510K水平最大彎矩計算主軸水平最大彎矩： 2max(1)(3)44gggPLqLM??????式中 3128yxcIK?:第 26 頁作用在主軸上的集中慣性載荷為：= =''12gP??3706730N作用在主軸上的均布慣性載荷為：= =0.25'10gq?2.5Km:計算系數(shù) 時，取近似比值 =2； = =100 ；?12yIC()2xcKL?m且 =400 ； =200 。因此可得：cxcL=1650+ =1716?328104??2max76.51..516.5()(3)74716gM?????=18.9N:強度驗算主軸中間截面的最大彎曲應(yīng)力：= ≤()GPg???()maxaxGPgyMW????Ⅱ式中 ——主軸中間截面對水平中心軸線 的抗彎截面模數(shù)，其近似值：x x?= =45001()3xhB???90.6(4.8)903???3cm——主軸中間截面對垂直重心軸線 的抗彎截面模數(shù)，其近似值：y y?= =22631()3yWhb???0.(9.6)353???3c因此可得：=（ ） 0.1=121.6?655..81402MPa由《推土機課程設(shè)計》表 2-24 查得 A3 鋼的許用應(yīng)力為： = ???Ⅱ 160MPa第 27 頁故 < ???Ⅱ主軸支承截面的最大剪應(yīng)力：≤()maxa02GPQSI????:Ⅱ式中 ——主軸支承截面所受的最大剪力()axP?() 0max122GxcdLBqkGLl????Ⅱ Ⅱ=42000+41400?16504165.4165028.2????=137420N——主軸支承截面對水平重心軸線 的慣性矩，其近似值：0xI x?0001()232xHhHWB?????= 5.65.6(4.8)?=54180cm——主軸支承截面半面積對水平重心軸線 的靜矩：S x?= 00112()42hhB????= 5.650.8.()2??=1266 3cm由此可得：= 0.1=28.16ax?17426580.?MPa查得許用剪應(yīng)力為 =95???Ⅱ故

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