廈工XG804履帶式小型液壓挖掘機(jī)底盤部分設(shè)計說明

1、西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計論文廈工XG804履帶式小型液壓挖掘機(jī)底盤部分設(shè)計院系：機(jī)械工程班級：工程機(jī)械姓名：呂東潔學(xué)號：201069892013年6月30 / 32呂東潔學(xué)號20106989班級工機(jī)二班聯(lián)系或Email地址設(shè)計題目廈工XG804履帶式小型液壓挖掘機(jī)設(shè)計容本次的設(shè)計為履帶式液壓挖掘機(jī)。液壓挖掘工作裝置一般由動臂、斗桿、鏟斗以與動臂油缸、斗桿油缸、擦干都油缸等組成。設(shè)計的容為總體設(shè)計，主要包括主工作臂的設(shè)計和推土鏟的設(shè)計?？傮w設(shè)計的優(yōu)劣決定了其它零部件設(shè)計的質(zhì)量，也決定了整機(jī)的性能。合理的、全面的總體設(shè)計是整個設(shè)計任務(wù)順利完成的保證。設(shè)計思路此次設(shè)計的主工作裝置主要采用

2、反鏟裝置，動臂部分主要采用整體式彎動臂，這樣有利于得到較大的挖掘深度。斗桿部分主要采用整體式直動斗桿；鏟斗部分采用道側(cè)齒的鏟斗。底盤行走系采用履帶式行走底盤，在設(shè)計底盤過程中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以便更換方便設(shè)計方法液壓反鏟工作裝置一般由動臂、斗桿、鏟斗以與動臂油缸、斗桿油缸、擦干都油缸等組成。其結(jié)構(gòu)所示。其結(jié)構(gòu)特點是各構(gòu)件之間均采用鉸接連接，并通過改變各液壓缸的行程來實現(xiàn)挖掘過程的各種動作。工作裝置的各個銷軸采用合金鋼制造，經(jīng)滲碳淬火處理，強(qiáng)度較高。且各個鉸點都設(shè)有油杯，用油搶注入潤滑脂潤滑。工作裝置各鉸點處均設(shè)有限位塊，以減少對油缸的沖擊。斗齒部分由赤座和斗齒組成。斗齒套在赤座上用彈性銷固定，斗

3、齒磨損后可以更換。進(jìn)度安排周次完成的主要任務(wù)周次完成的主要任務(wù)1分組，確定題目9各部分建模2整體思路分析10設(shè)計強(qiáng)度校核3幾何參數(shù)的確定11設(shè)計強(qiáng)度的校核4相關(guān)資料的收集12整體執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配合5各系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)的計算13檢查整體執(zhí)行機(jī)構(gòu)的合理性6各系統(tǒng)工作狀態(tài)參數(shù)的確定14整理設(shè)計計算說明書7各系統(tǒng)強(qiáng)度分析15整理設(shè)計計算說明書，答辯8各部分建模16提交 廈工XG804履帶式小型液壓挖掘機(jī)廈工XG804履帶式小型液壓挖掘機(jī)實物圖液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個重要品種，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)用反映了一個國家施工機(jī)械化的水平。液壓挖掘機(jī)由發(fā)動機(jī)、

4、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。發(fā)動機(jī)的作用是提供動力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動機(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，再傳動各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)各種運動；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤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)的底盤具有十分重要的意義。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，參考了工程機(jī)械履帶底盤設(shè)計的通用原則，結(jié)合機(jī)械設(shè)計手冊，選擇了標(biāo)準(zhǔn)件，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計依照廈工XG804履帶

5、式小型液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。 2.設(shè)計參數(shù)參考3.履帶行走裝置3.1履帶行走裝置組成由四輪一帶（引導(dǎo)輪、支重輪、托鏈輪、驅(qū)動輪、履帶）、緊輪、行走機(jī)構(gòu)、行走架和推圖裝置組成。3.2履帶行走的裝置結(jié)構(gòu)圖1.履帶 ； 2.行走減速機(jī)； 3.驅(qū)動輪； 4.行走架；5.支重輪 ； 6.拖鏈輪； 7.緊裝置； 8.引導(dǎo)輪4.參數(shù)確定4.1主要參數(shù)的確定4.1.1總體幾何尺寸的設(shè)計在本次設(shè)計中按照標(biāo)注選定法、理論分析計算法等方法得出的參數(shù)值不可能都是完全切合的。通常在設(shè)計開始時一些參數(shù)還不能利用以上方法完全確定，因此在本設(shè)計中有的參數(shù)采用了經(jīng)驗公式法進(jìn)行計算。（1）履帶帶長 ： = （3.1）=1.38

6、(1810)3620 mm式中： 為尺寸系數(shù)（1.251.5），本設(shè)計取=1.38；G為整機(jī)重量，本設(shè)計G =18噸（本設(shè)計除特殊說明外，G含義一樣）?？紤]到整體布局，類比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大10%；故可取為4084mm。（2）驅(qū)動輪與導(dǎo)向輪軸向中心距：= =1.1(1810)2880mm式中：為尺寸系數(shù)(1.01.2)。考慮到整體布局，類比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大10%；故可取為3200mm。 （3）軌距B B= =0.8(1810)2100mm式中：為尺寸系數(shù)(0.750.85)?？紤]到整體布局，類比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大10%；故B 可取為2400mm。 （4）履帶高度HH=0.3

7、2(1810)840mm式中:為尺寸系數(shù)(0.30.35)。為了整體的整體布局，考慮將其擴(kuò)大17%左右，計算得H=980mm。（5）履帶板寬b 由經(jīng)驗數(shù)據(jù)得：b的值可在600800mm間取值,根據(jù)中華人民國國家標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)履帶GB1067789規(guī)格系列查取b=600mm。 （6）底盤總寬CC=B+b （3.5） =2400+600 =3000mm （7）履帶接地長度= + 0.35D = + 0.35(- ) =3200+0.35（4084-3200）3510mm式中： D為驅(qū)動輪直徑，約為-。 （8）后端支重輪到驅(qū)動輪間距= =2.517428mm式中：為尺寸系數(shù)（2.42.6)；為履帶節(jié)

8、距，根據(jù)中華人民國國家標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)履帶GB1067789規(guī)格系列查取=171mm。（9）前端支重輪到導(dǎo)向輪間距= =2.4171410mm式中：為尺寸系數(shù)(2.43)。(10) 兩端支重輪間距= - =3200-410-428 =2360mm（11）轉(zhuǎn)臺離地高=0.4(1810)1048mm式中：為尺寸系數(shù)(0.370.42)。為了整體的整體布局，考慮將其擴(kuò)大3%左右，計算得=1080mm。 (12) 相鄰兩支重輪間距=(12) =1.9325mm5. 各部件詳細(xì)設(shè)計建模5.1履帶5.1.1履帶的選取 履帶將挖掘機(jī)的重力與工作和行走時的載荷傳給地面。其形狀和構(gòu)造必須考慮到機(jī)械的穩(wěn)定性和適應(yīng)于

9、各種工況的工作，行走時，還要保證發(fā)出足夠的牽引力。履帶的結(jié)構(gòu)有整體式和組合式兩種。（1）整體式履帶 整體式履帶是在履帶板上帶嚙合齒，直接與驅(qū)動輪嚙合，履帶板本身成為支重輪等輪子的滾動軌道。履帶板用銷軸連接，銷子浮置于銷孔中并有0.51.5mm的空隙，這種履帶一般在大型挖掘機(jī)上應(yīng)用較多。這種履帶的優(yōu)點是制造方便，拆裝容易。缺點是泥沙等污物易進(jìn)入銷孔中，使零件磨損加快，影響使用壽命。 （2）組合式履帶組合式履帶由軌鏈節(jié)、履帶板、銷子和襯套等組成（圖7.1 ）。軌鏈節(jié)和履帶板用螺栓連接。履帶銷子和襯套的配合為0.150.45mm過盈緊配合，裝配時要在40t以上的壓床上進(jìn)行。為了裝拆方便，可將其中的一

10、節(jié)制成較松的配合。組合式履帶的優(yōu)點是：銷子和襯套的密封較好，泥沙等污物不容易進(jìn)入，由于銷子和襯套的硬度要求較高，連接處較耐磨，因而使用壽命也較高；履帶節(jié)距小，繞轉(zhuǎn)性好，不會因履帶板損壞、襯套開裂或連接螺栓剪斷而中止行走。此外，組合式履帶零部件通用化程度高，易損件容易購置，所以維修、更換方便，制造成本低。缺點是連接螺栓易折斷，拆裝比較困難。目前液壓挖掘機(jī)廣泛采用組合式履帶。本設(shè)計中小型挖掘機(jī)也比較適合采用組合式履帶，根據(jù)用途確定結(jié)構(gòu)型式為三筋式。根據(jù)中華人民國國家標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)履帶GB1067789選取規(guī)格系列為LD171的履帶，其名義節(jié)距為171mm，履帶板寬600mm。經(jīng)計算選取履帶板節(jié)數(shù)為

11、50節(jié)。選取結(jié)果：履帶LD17160050 GB 106775.2支重輪選型 支重輪將挖掘機(jī)的重量傳給履帶，并在履帶上滾動，它還用來夾持履帶，不使履帶橫向滑脫，并在挖掘機(jī)轉(zhuǎn)向時迫使履帶在地面上滑移。支重輪工作環(huán)境十分惡劣，常在泥水、沙土中工作，承受強(qiáng)烈的沖擊。因此，要求支重輪應(yīng)保持良好的潤滑狀態(tài)，減少磨擦件的磨損，提高使用壽命，保證密封裝置的密封效果。 支重輪的布置原則：支重輪在導(dǎo)向輪和驅(qū)動輪之間的布置應(yīng)有利于增大履帶接地長度，因此最前一個支重輪應(yīng)盡量靠近導(dǎo)向輪，最后一個支重輪應(yīng)盡量靠近驅(qū)動輪。為了不和它們的運動發(fā)生干涉，支重輪的位置應(yīng)保證當(dāng)導(dǎo)向輪在緩沖彈簧到達(dá)最大變形時相互不發(fā)生干涉，后支重

12、輪輪緣外徑與驅(qū)動輪齒頂圓之間應(yīng)該保留一定的間隙，以保證當(dāng)懸架彈簧最大變形時不發(fā)生干涉，此間隙一般不小于20mm，各支重輪間距均布。從這些條件出發(fā)，本設(shè)計每條履帶布置了8個支重輪。支重輪間距和履帶節(jié)距一般應(yīng)滿足：<<2 所以取支重輪間距： =1.9 =1.9171 =324.9mm取=325mm，滿足要求。 本設(shè)計采用直軸式支重輪，采用浮動油封，雙金屬套滑動軸承。支重輪體材料一般為35Mn或50Mn，加工后熱處理采用滾動面火焰淬火或整體加熱噴水淬火，硬度HRC4857. 根據(jù)中華人民國國家標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)支重輪GB 1067989選擇支重輪的型號和規(guī)格系列為：支重輪WZ17129595

13、 其機(jī)構(gòu)如圖7.2。支重輪建模5.3拖鏈輪選型拖鏈輪的作用是托住履帶上方區(qū)域，減少上方履帶的跳動和下垂量，并防止履帶從側(cè)向滑脫。拖鏈輪軸固定在臺車架縱梁上，受力較小，構(gòu)造簡單，一般為懸臂結(jié)構(gòu)。本機(jī)每邊布置了兩個拖鏈輪。拖鏈輪的位置應(yīng)有利于履帶脫離驅(qū)動鏈輪的嚙合，并平穩(wěn)而順利地滑過拖鏈輪和保持履帶的緊狀態(tài)。當(dāng)采用兩個拖鏈輪時，兩拖鏈輪之間的距離通常約取0.4倍輪距，兩輪分別到驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪的距離大致一樣。其輪緣上平面高度、拖鏈輪外徑和驅(qū)動輪節(jié)圓直徑應(yīng)滿足關(guān)系式：+0.50.5拖鏈輪的材料可以采用灰鑄鐵或ZG50Mn鑄造。拖鏈輪表面淬火，淬層深度不小于4 mm，硬度HRC53。拖鏈輪軸采用50Mn

14、鋼，調(diào)質(zhì)硬度為HB255285。根據(jù)中國人民國國家標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)拖鏈輪GB1067889選擇拖鏈輪的型號和規(guī)格系列為：拖鏈輪WT17115042 GB10679托鏈輪實物圖托鏈輪建模5.4導(dǎo)向輪的選型 導(dǎo)向輪用于引導(dǎo)履帶正確繞轉(zhuǎn)，可以防止跑偏或越軌。大部分液壓挖掘機(jī)的導(dǎo)向輪同時起到支重輪的作用，這樣可增加履帶對地面的接觸面積，減小比壓。 導(dǎo)向輪采用油塞灌油潤滑，材料通常用40、45號鋼或35Mn鑄鋼，熱處理采用表面淬火，淬硬層深度為46mm，硬度硬達(dá)HRC5055，緊輪軸可選用50Mn、40Cr等材料，表面淬火，淬硬層2mm，硬度HRC>55，許用彎曲應(yīng)力=220300。為了使導(dǎo)向輪發(fā)揮

15、作用和延長使用壽命，制造時規(guī)定輪緣工作表面對配合孔的跳動不得超過3mm，安裝時應(yīng)正確對中。 根據(jù)中華人民國機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)履帶式推土機(jī)引導(dǎo)輪326283選取與171型履帶相配的導(dǎo)向輪。 經(jīng)選擇，導(dǎo)向輪體的型號為：171節(jié)距導(dǎo)向輪體550160mm 3262（2）83。其最大外圓直徑為=606mm，導(dǎo)向輪的中間擋肩環(huán)寬度為=80mm，高度為28mm。緊輪軸的基本尺寸為60mm。導(dǎo)向輪實物圖導(dǎo)向輪建模5.5驅(qū)動輪設(shè)計發(fā)動機(jī)的動力通過驅(qū)動輪傳給履帶，因此對驅(qū)動輪的要求應(yīng)是與履帶嚙合正確傳動平穩(wěn)，并且當(dāng)履帶因銷套磨損而伸長后仍能很好嚙合。驅(qū)動輪是將傳動系統(tǒng)的動力傳至履帶，以產(chǎn)生使車輛運動的驅(qū)動力。因此，

16、要求驅(qū)動輪與履帶的嚙合性能要良好，即在各種不同行駛條件和履帶不同磨損程度下嚙合應(yīng)平穩(wěn)，進(jìn)入和退出嚙合要順利，不發(fā)生沖擊、干涉和脫落履帶的現(xiàn)象，其次要耐磨且便于更換磨損元件。（1）主要參數(shù)的確定1 節(jié)距，驅(qū)動輪節(jié)距應(yīng)與履帶節(jié)距相等，mm。 2、齒數(shù)，增加驅(qū)動輪齒數(shù)，能使履帶速度均勻性改善，摩擦損失減少，但會導(dǎo)致驅(qū)動輪直徑增大，引起機(jī)重和整機(jī)高度的增加。驅(qū)動輪齒數(shù)一般為奇數(shù)，使得嚙合過程中每個齒都能和節(jié)銷嚙合。其齒數(shù)通常取，本設(shè)計中取。 3、驅(qū)動輪直徑的確定驅(qū)動輪的節(jié)圓半徑按下式計算： = 331mm式中：為驅(qū)動鏈輪的名義齒數(shù)，為實際齒數(shù)的半，則=。 驅(qū)動輪的齒頂圓半徑按下式計算：2 齒根圓半徑的

17、計算公式如下：式中：為履帶節(jié)銷半徑，根據(jù)中華人民國國家標(biāo)準(zhǔn)液壓挖掘機(jī)履帶GB1067789規(guī)格系列查取=26.9mm。3、 齒根圓弧偏心距：=0.07（2） =0.07（171226.9）8.2mm關(guān)于驅(qū)動輪的細(xì)部結(jié)構(gòu)件附錄其零件圖。 （2）強(qiáng)度的校核 按機(jī)械零部件的計算方法驗算輪齒的齒面接觸強(qiáng)度。驅(qū)動輪輪齒齒面擠壓應(yīng)力應(yīng)滿足：式中：驅(qū)動輪齒寬度，；履帶銷套外徑，查對應(yīng)履帶型號得；許用用擠壓應(yīng)力；。條件滿足，符合強(qiáng)度要求。驅(qū)動輪建模5.6行走架在工程機(jī)械中，連接機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)的元件稱為懸架。懸架的功用是把機(jī)體的重量傳遞給行走機(jī)構(gòu)，并緩和地面?zhèn)鹘o機(jī)體的沖擊，保證工程機(jī)械的行駛平順性。懸架型式有剛

18、性懸架、半剛性懸架和彈性懸架三種：（1）采用剛性懸架的機(jī)械，機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)之間只有平衡梁，沒有彈性元件，機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)之間為剛性連接，機(jī)體重量和地面沖擊經(jīng)過剛性懸架互相傳遞。剛性懸架的結(jié)構(gòu)簡單，適合行走速度低的車輛。 （2）采用半剛性懸架的機(jī)械為機(jī)體后部與行走機(jī)構(gòu)剛性連接，機(jī)體前部與行走機(jī)構(gòu)彈性連接，機(jī)體重量通過前部的彈性連接和后部的剛性連接傳遞給行走機(jī)構(gòu)，大部分履帶式挖掘機(jī)采用半剛性懸架。（3）采用彈性懸架的機(jī)械，機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)之間完全借助于彈性元件連接，機(jī)體重量全部通過彈性元件傳遞給行走機(jī)構(gòu)。彈性懸架的減振、緩和路面沖擊的能力強(qiáng)。由于履帶式液壓挖掘機(jī)的行走速度較低，通常低于10km/h。故

19、本設(shè)計采用剛性懸架。由于寬度不變化，則采用固定式X形行走架。行走架建模5.7緊裝置設(shè)計要求與計算緊裝置設(shè)計要求應(yīng)包括以下幾個方面： 緩沖彈簧應(yīng)有必要的預(yù)緊力，防止車輛正常行駛時因履帶跳動而使緊裝置后移。 緩沖彈簧應(yīng)有必要的彈性行程，防止行走機(jī)構(gòu)遇障而緊零件過載。 緊裝置要有一定的調(diào)節(jié)行程，方便因履帶過松時取下一塊履帶板后，緊裝置仍然可以調(diào)節(jié)履帶板的松緊度。 當(dāng)緊輪和緩沖彈簧之間裝變杠桿比機(jī)構(gòu)時，緊輪上的附加載荷不能增加過大。5.7.1緊彈簧的設(shè)計履帶緊裝置緩沖彈簧的作用是：保證適當(dāng)?shù)穆膸Ьo力；當(dāng)導(dǎo)向輪受到前方的沖擊載荷時，緩沖彈簧回縮以吸收振動防止履帶和驅(qū)動輪損壞。因此在對緊裝置緩沖彈簧進(jìn)行設(shè)

20、計時，必須考慮到兩個重要問題是彈簧的預(yù)載和緩沖量。（1） 履帶的緊度=（0.030.06） =0.0453200144式中：為緊輪與驅(qū)動輪間距。（2） 靜態(tài)緊力=（0.250.30） =0.316 =4.8噸（3） 緩沖裝置的預(yù)緊力和最大彈性行程時的力緊裝置最小工作載荷為：=4.8 噸緊裝置最大工作載荷為：=（0.60.9） =0.616 =9.6 噸緊裝置極限工作載荷為：=(1.22) =1.216 =19.2 噸取最大行程時的力=9.6噸，取預(yù)緊力=4.8 噸。（4） 緩沖彈簧的彈性行程圖6.1 履帶式車輛越障的緩沖彈簧彈性行程 =6081.84式中：為障礙物突出高度、驅(qū)動輪齒高或緊輪輪緣

21、高度，取其中較大的一個值，本設(shè)計取=60。 （5）初算彈簧絲直徑 因其多在變應(yīng)力下工作的大彈簧，其應(yīng)力不允許超過屈服極限，所以不僅對其材料要求具有高的疲勞極限、屈服極限和一定的沖擊韌性，還應(yīng)具有良好的淬透性，低過熱敏感性和不易脫碳性等。采用類彈簧，端部結(jié)構(gòu)為并緊、磨平，支承圈為1圈。彈簧材料:60(熱軋彈簧鋼)，4550，彈性模量E=1.97，切變模量，=627MPa。初取彈簧旋繞比C = 5，則曲度系數(shù)K為：= = =1.31彈簧絲直徑為：mm 改取彈簧標(biāo)準(zhǔn)值d=505.7.2 緊彈簧的校核（1）疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)公式：式中：為安全系數(shù)；為許用安全系數(shù)，其取值圍是1.31.7，本設(shè)計取=1.3

22、；為彈簧在脈動循環(huán)載荷下的剪切疲勞強(qiáng)度，對于優(yōu)質(zhì)鋼絲：=0.35；為拉伸強(qiáng)度極限。根據(jù)文獻(xiàn)資查得1570，故=0.351570=549.5，為最小工作載荷所產(chǎn)生的最小切應(yīng)力，計算如下：式中：為曲度系數(shù) =1.36將已知參數(shù)帶入上式得，結(jié)果為：264.93。為最大工作載荷所產(chǎn)生的最大切應(yīng)力， = =529.86將已知數(shù)據(jù)帶入上式從而得：1.41所以 ，滿足要求。（2）靜強(qiáng)度校核根據(jù)公式：式中：為安全系數(shù)；為許用安全系數(shù)，其取值圍是1.31.7，本設(shè)計取=1.3；為最大工作載荷所產(chǎn)生的最大切應(yīng)力；為彈簧材料的屈服極限，查文獻(xiàn)資查得1375。則根據(jù)公式計算得=2.59顯然滿足靜強(qiáng)度要求。由于彈簧式裝

23、在油缸外面，故不需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。5.7.3油缸主尺寸選取油缸直徑根據(jù)臺車架的結(jié)構(gòu)、寬度確定。經(jīng)估算：油缸外徑尺寸為65100，徑尺寸圍為5080，活塞桿直徑尺寸圍為3045.從而選取油缸外徑為100，徑為80，活塞桿直徑為30?；瑝K移動量與導(dǎo)軌長度（1） 補(bǔ)償伸長量 =115.02式中：=輪距+導(dǎo)向輪半徑+驅(qū)動輪半徑（導(dǎo)向輪尺寸見第七章）。（2） 油缸總行距 =241.63式中：為履帶板節(jié)距最大工作載荷作用下的變形量,即： =98.62。1-滑動軸承；2-軸銷；3-滑塊；4-導(dǎo)向輪；5、6-螺釘；7-擋蓋；8-彈簧；9-柱塞；10-柱塞缸筒；11-密封圈；12-液控單向閥；13-密封圈；14

24、-螺母；15-墊圈；16-直軸；17-摩擦環(huán)；18-浮動密封圈；19-螺塞緊裝置結(jié)構(gòu)圖5.8推土裝置主要功能是平整，同時在挖掘作業(yè)時可作為輔助支撐，以增加整機(jī)的穩(wěn)定性。推土裝置建模6 動力裝置的考慮履帶式挖掘機(jī)常用的動力源主要有三種：電動機(jī)、柴油機(jī)以與蒸汽機(jī)。每種動力源都具有其特點；（1） 交流與直流電機(jī)電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，按使用電源不同分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。他們也有各自的優(yōu)缺點，各種電動機(jī)中應(yīng)用最廣的是交流異步電動機(jī)（又稱感應(yīng)電動機(jī)）。它使用方便、運行可靠、價格低廉、結(jié)構(gòu)牢固，但功率因數(shù)較低，調(diào)速也較困難。大容量低轉(zhuǎn)速的動力機(jī)常用同步電動機(jī)。同步電動機(jī)不但功率因數(shù)高，而且

25、轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)，只決定于電網(wǎng)頻率，工作較穩(wěn)定。但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。和交流電動機(jī)相比，直流電機(jī)的優(yōu)點是調(diào)速性能好，調(diào)速圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)，起動自動轉(zhuǎn)矩大；易于快速起動、停車；易于控制。其缺點是：與異步電動機(jī)比較，直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用維護(hù)部方便，而且要用直流電源。（2） 柴油機(jī) 柴油機(jī)是用柴油作燃料的燃機(jī)，屬于壓縮點火式發(fā)動機(jī)。柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于汽油機(jī)，功率大，符合工程機(jī)械向大型化發(fā)展的趨勢。其應(yīng)用圍越來越廣。柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在一樣的續(xù)駛里程，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到1 523，而汽油

26、機(jī)一般控制在810；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38，而汽油機(jī)為30；柴油機(jī)工作可靠，壽命長，排污量少。隨著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國都在注重改善燃燒過程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。（3）蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動力機(jī)械。蒸汽機(jī)有很大的歷史作用，它曾推動了機(jī)械工業(yè)甚至社會的發(fā)展。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)為汽輪機(jī)和燃機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是蒸汽機(jī)離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排

27、氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復(fù)式機(jī)器，慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高；工作過程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。逐漸為其他動力裝置所代替。綜上所述，液壓挖掘機(jī)常作業(yè)于野外，需要經(jīng)常行走移動。由于柴油機(jī)作為動力裝置不受電源、電纜的限制，使得液壓挖掘機(jī)移動、行駛方便，故本設(shè)計采用了柴油機(jī)作為動力源。7傳動方式的比較與選擇動力裝置至驅(qū)動輪之間所有傳動部件的總稱為傳動系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)的功用是把動力裝置輸出的功率傳遞給驅(qū)動輪，并改變動力裝置的輸出特性，以滿足對自行式工程機(jī)械車速和牽引力的要求。目前，工程機(jī)械的傳動系統(tǒng)有以下四種類型：機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、電力傳動以與液壓傳動。每

28、種傳動方式各有其特點、用途和適用的圍。7.1 機(jī)械傳動 所謂機(jī)械傳動是指傳動系統(tǒng)中采用剛性零部件傳遞動力的方式。它是通過齒輪、齒條、帶、鏈等機(jī)件傳遞動力和進(jìn)行控制。工程機(jī)械中使用機(jī)械傳動系統(tǒng)由來已久。機(jī)械傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、重量輕、操作簡單、維護(hù)方便、價格低廉、傳動效率高、可以利用傳動系統(tǒng)運動零件的慣性進(jìn)行作業(yè)等優(yōu)點，同時，濕式離合器的普遍采用與發(fā)動機(jī)特性的改善（提高適應(yīng)性系數(shù)）在某種程度上改進(jìn)了機(jī)械傳動的某些缺點，因此，采用機(jī)械傳動的工程機(jī)械仍然占有相當(dāng)?shù)谋壤５陙碓谝恍┳鳂I(yè)或行駛時阻力變化很大的機(jī)械中，日益廣泛地采用了液力機(jī)械傳動或者其他傳動方式。這是因為機(jī)械傳動存在

29、許多缺點：（1） 在工作阻力急劇變化的工況下，發(fā)動機(jī)容易過載熄火。這就是要求司機(jī)有熟練的操作技巧；（2） 輪式機(jī)械在運輸工況時，由于行駛速度較高而行駛阻力較小，在換檔的動力中斷期間，機(jī)械雖然減速但不至于停車。但是對于履帶式機(jī)械或在牽引工況下的輪式機(jī)械，由于行駛速度低、阻力大，在作業(yè)中換檔必然導(dǎo)致停車。為了能實現(xiàn)原地起步，并在一定的時間加速到一定的速度，往往逼迫使用較低的檔位，即檔位的選擇不是根據(jù)作業(yè)時的工作阻力而是根據(jù)原地起步和加速的要求。因此，在作業(yè)時發(fā)動機(jī)的功率利用差，降低了生產(chǎn)率。另外，停車檔位還影響機(jī)械的通過性能；（3） 對于循環(huán)作業(yè)的機(jī)械，經(jīng)常要前進(jìn)、后退和改變車速，變換檔位頻繁，每

30、次換檔都要分離主離合器，并用人力撥動換檔機(jī)構(gòu)，司機(jī)勞動強(qiáng)度大；（4） 傳動系統(tǒng)零件受到的沖擊載荷大，發(fā)動機(jī)的振動直接傳到傳動系統(tǒng)的各個零件，而行駛阻力變化引起的沖擊又通過傳動系統(tǒng)影響發(fā)動機(jī)，以此降低了發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)中各個零件的使用壽命。另外，發(fā)動機(jī)在急劇的變載荷下工作將降低其平均輸出功率；（5） 工作阻力的變化將直接影響發(fā)動機(jī)的工作，為了充分利用發(fā)動機(jī)的功率，需要增加變速器的檔位數(shù)，因而變速器結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且增加了司機(jī)的換檔次數(shù)；（6）機(jī)械傳動不能進(jìn)行無極調(diào)速，遠(yuǎn)距離傳動比較困難。 上述種種缺點在阻力變化劇烈與經(jīng)常改變行駛方向的工況下表現(xiàn)得特別明顯。因此，機(jī)械傳動系統(tǒng)適宜于作業(yè)阻力比較穩(wěn)定

31、的連續(xù)作業(yè)的機(jī)械。7.2 液力機(jī)械傳動在上述機(jī)械傳動系統(tǒng)中串聯(lián)或并聯(lián)加入液力變矩器（或液力偶合器）后，使發(fā)動機(jī)輸出的動力通過液力變矩器（或液力偶合器）與機(jī)械傳動部件傳到驅(qū)動輪，這個系統(tǒng)稱為液力機(jī)械傳動系統(tǒng)。它具有的主要優(yōu)點是：（1）使工程機(jī)械具有自動適應(yīng)載荷變化的特性；（2）簡化了機(jī)械的操縱；（3）提高了機(jī)械的使用壽命；（4）提高了機(jī)械的起步性能和通過性能；（5）提高了機(jī)械的舒適性；（6）簡化了維修工作。這種傳動方式能使機(jī)器隨作業(yè)阻力的變化，自動調(diào)整牽引力和速度，顯著改善牽引性能，提高了發(fā)動機(jī)功率，改善發(fā)動機(jī)的工況，提高作業(yè)效率，并能防止發(fā)動機(jī)過載，操縱也較為方便，所以在工程機(jī)械中應(yīng)用較為廣泛

32、。同時液力機(jī)械傳動也存在一些的缺點：傳動效率低，一般變矩器的最高效率只能達(dá)到0.82-0.92，在行駛阻力變化小而連續(xù)作業(yè)時，由于效率低而增加了燃油消耗量。液力機(jī)械傳動系統(tǒng)需要設(shè)置供油系統(tǒng)，其液力元件加工精度要求高、價格貴，工作油容易泄漏，這使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，同時增加了運行成本。但因為液力機(jī)械傳動的優(yōu)點突出，所以目前在工程機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用。輪式機(jī)械廣泛采用了液力機(jī)械傳動。但在近年新型挖掘機(jī)中應(yīng)用較少。7.3 電力傳動電力傳動是利用電力設(shè)備并調(diào)節(jié)電參數(shù)來傳遞動力和進(jìn)行控制。采用發(fā)電機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，通過電力驅(qū)動電動機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)與工作機(jī)構(gòu)。工程機(jī)械中最常見的電力傳動系統(tǒng)是“電動輪”的形式

33、，其基本原理是有發(fā)動機(jī)帶動直流發(fā)電機(jī)，然后用發(fā)電機(jī)輸出的電能驅(qū)動裝在車輪中的直流電動機(jī)，車輪和直流電動機(jī)（包括減速裝置）裝成一體稱為“電動輪”。這種傳動的主要優(yōu)點是：（1）動力裝置（柴油發(fā)電機(jī)）和車輪之間沒有剛性聯(lián)系，便于總體布置與維修；（2）變速操縱方便，可實現(xiàn)無極變速，因而在整個速度圍都可以充分利用發(fā)動機(jī)功率；（3）電動輪通用性強(qiáng)，可簡單地實現(xiàn)任意多驅(qū)動輪驅(qū)動的方式，以滿足不同機(jī)械對牽引性能和通過性能的要求；（4）可以采用電力控制，在長坡上行駛時可大大減輕車輪制動器的負(fù)荷，延長制動器的壽命；（5）能量傳遞方便，信號傳遞迅速，標(biāo)準(zhǔn)程度高，容易實現(xiàn)自動化。電力傳動存在的缺點是：運動平穩(wěn)性差，易受外界負(fù)載的影響，慣性大，起動與轉(zhuǎn)向慢，受溫度、濕度、振動、腐蝕等環(huán)境因素影響較大。同時電力傳動價格高，需要牽拉電網(wǎng)，據(jù)統(tǒng)計比液力機(jī)械傳動成本約貴20%左右，自重大并消耗大量的有色金屬，目前僅用于大功率的自卸載重汽車、鏟運機(jī)與礦用輪式