厦工XG804履带式小型液压挖掘机底盘部分设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流厦工XG804履带式小型液压挖掘机底盘部分设计.精品文档.西南交通大学峨眉校区机械设计课程设计论文厦工XG804履带式小型液压挖掘机底盘部分设计院系:机械工程班级:工程机械姓名:吕东洁学号:201069892013年6月姓名吕东洁学号20106989班级工机二班联系电话或Email地址18081301715设计题目厦工XG804履带式小型液压挖掘机设计内容本次的设计为履带式液压挖掘机。液压挖掘工作装置一般由动臂、斗杆、铲斗以及动臂油缸、斗杆油缸、擦干都油缸等组成。设计的内容为总体设计,主要包括主工作臂的设计和推土铲的设计。总体设计的优劣决定了
2、其它零部件设计的质量,也决定了整机的性能。合理的、全面的总体设计是整个设计任务顺利完成的保证。设计思路此次设计的主工作装置主要采用反铲装置,动臂部分主要采用整体式弯动臂,这样有利于得到较大的挖掘深度。斗杆部分主要采用整体式直动斗杆;铲斗部分采用道侧齿的铲斗。底盘行走系采用履带式行走底盘,在设计底盘过程中尽量采用标准件,以便更换方便设计方法液压反铲工作装置一般由动臂、斗杆、铲斗以及动臂油缸、斗杆油缸、擦干都油缸等组成。其结构所示。其结构特点是各构件之间均采用铰接连接,并通过改变各液压缸的行程来实现挖掘过程的各种动作。工作装置的各个销轴采用合金钢制造,经渗碳淬火处理,强度较高。且各个铰点都设有油杯
3、,用油抢注入润滑脂润滑。工作装置各铰点处均设有限位块,以减少对油缸的冲击。斗齿部分由赤座和斗齿组成。斗齿套在赤座上用弹性销固定,斗齿磨损后可以更换。进度安排周次完成的主要任务周次完成的主要任务1分组,确定题目9各部分建模2整体思路分析10设计强度校核3几何参数的确定11设计强度的校核4相关资料的收集12整体执行机构的配合5各系统工作状态参数的计算13检查整体执行机构的合理性6各系统工作状态参数的确定14整理设计计算说明书7各系统强度分析15整理设计计算说明书,答辩8各部分建模16提交 厦工XG804履带式小型液压挖掘机厦工XG804履带式小型液压挖掘机实物图 液压挖掘机是工程机械的一个重要品种
4、,是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。它的发展与应用反映了一个国家施工机械化的水平。 液压挖掘机由发动机、液压系统、回转机构、工作装置、底盘五部分组成。发动机的作用是提供动力;液压系统功能是把发动机机械能以油液为介质,利用油泵转变为液压能传送给油缸、马达等,再传动各个执行机构,实现各种运动;回转机构是实现转台的回转;工作装置的作用是进行作业;底盘的作用是承重、传力并保证满足对车速、牵引力和行驶方向的要求。底盘是组成整体的主要部分,行走机构的性能优劣直接影响整机的使用性能、经济性能,因此着力研究液压挖掘机的底盘具有十分重要的意义。1.总体设计依据 本设计是根据常用履带
5、设计方法和较成熟和现代设计方法,参考了工程机械履带底盘设计的通用原则,结合机械设计手册,选择了标准件,总体结构设计依照厦工XG804履带式小型液压挖掘机的结构形式。 2.设计参数参考3.履带行走装置3.1履带行走装置组成由四轮一带(引导轮、支重轮、托链轮、驱动轮、履带)、张紧轮、行走机构、行走架和推图装置组成。3.2履带行走的装置结构图1.履带 ; 2.行走减速机; 3.驱动轮; 4.行走架;5.支重轮 ; 6.拖链轮; 7.张紧装置; 8.引导轮4.参数确定4.1主要参数的确定4.1.1总体几何尺寸的设计在本次设计中按照标注选定法、理论分析计算法等方法得出的参数值不可能都是完全切合的。通常在
6、设计开始时一些参数还不能利用以上方法完全确定,因此在本设计中有的参数采用了经验公式法进行计算。(1)履带带长 : = (3.1)=1.38 (1810) 3620 mm式中: 为尺寸系数(1.251.5),本设计取=1.38; G为整机重量,本设计G =18吨(本设计除特殊说明外,G含义相同)。考虑到整体布局,类比同型产品可在此基础上增大10%;故可取为4084mm。(2)驱动轮与导向轮轴向中心距: =1.1(1810)2880mm式中:为尺寸系数(1.01.2)。考虑到整体布局,类比同型产品可在此基础上增大10%;故可取为3200mm。 (3)轨距B B= =0.8(1810) 2100mm
7、式中:为尺寸系数(0.750.85)。考虑到整体布局,类比同型产品可在此基础上增大10%;故B 可取为2400mm。 (4)履带高度H H= =0.32(1810)840mm式中:为尺寸系数(0.30.35)。为了整体的整体布局,考虑将其扩大17%左右,计算得H=980mm。(5)履带板宽b 由经验数据得:b的值可在600800mm间取值,根据中华人民共和国国家标准液压挖掘机履带GB1067789规格系列查取b =600mm。 (6)底盘总宽C C =B +b (3.5) =2400+600 =3000mm (7)履带接地长度 = + 0.35D = + 0.35(- ) =3200+0.35
8、(4084-3200) 3510mm式中: D为驱动轮直径,约为 -。 (8)后端支重轮到驱动轮间距 = =2.517 428mm式中:为尺寸系数(2.42.6);为履带节距,根据中华人民共和国国家标准液压挖掘机履带GB1067789规格系列查取=171mm。(9)前端支重轮到导向轮间距 =2.4171410mm式中:为尺寸系数(2.43)。(10) 两端支重轮间距 = - =3200-410-428 =2360mm(11)转台离地高=0.4(1810) 1048mm式中:为尺寸系数(0.370.42)。为了整体的整体布局,考虑将其扩大3%左右,计算得=1080mm。 (12) 相邻两支重轮间
9、距 =(12) =1.9325mm5. 各部件详细设计建模5.1履带5.1.1履带的选取 履带将挖掘机的重力及工作和行走时的载荷传给地面。其形状和构造必须考虑到机械的稳定性和适应于各种工况的工作,行走时,还要保证发出足够的牵引力。履带的结构有整体式和组合式两种。(1)整体式履带 整体式履带是在履带板上带啮合齿,直接与驱动轮啮合,履带板本身成为支重轮等轮子的滚动轨道。履带板用销轴连接,销子浮置于销孔中并有0.51.5mm的空隙,这种履带一般在大型挖掘机上应用较多。这种履带的优点是制造方便,拆装容易。缺点是泥沙等污物易进入销孔中,使零件磨损加快,影响使用寿命。 (2)组合式履带 组合式履带由轨链节
10、、履带板、销子和衬套等组成(图7.1 )。轨链节和履带板用螺栓连接。履带销子和衬套的配合为0.150.45mm过盈紧配合,装配时要在40t以上的压床上进行。为了装拆方便,可将其中的一节制成较松的配合。 组合式履带的优点是:销子和衬套的密封较好,泥沙等污物不容易进入,由于销子和衬套的硬度要求较高,连接处较耐磨,因而使用寿命也较高;履带节距小,绕转性好,不会因履带板损坏、衬套开裂或连接螺栓剪断而中止行走。此外,组合式履带零部件通用化程度高,易损件容易购置,所以维修、更换方便,制造成本低。缺点是连接螺栓易折断,拆装比较困难。 目前液压挖掘机广泛采用组合式履带。本设计中小型挖掘机也比较适合采用组合式履
11、带,根据用途确定结构型式为三筋式。根据中华人民共和国国家标准液压挖掘机履带GB1067789选取规格系列为LD171的履带,其名义节距为171mm,履带板宽600mm。经计算选取履带板节数为50节。选取结果:履带LD17160050 GB 106775.2支重轮选型 支重轮将挖掘机的重量传给履带,并在履带上滚动,它还用来夹持履带,不使履带横向滑脱,并在挖掘机转向时迫使履带在地面上滑移。支重轮工作环境十分恶劣,常在泥水、沙土中工作,承受强烈的冲击。因此,要求支重轮应保持良好的润滑状态,减少磨擦件的磨损,提高使用寿命,保证密封装置的密封效果。 支重轮的布置原则:支重轮在导向轮和驱动轮之间的布置应有
12、利于增大履带接地长度,因此最前一个支重轮应尽量靠近导向轮,最后一个支重轮应尽量靠近驱动轮。为了不和它们的运动发生干涉,支重轮的位置应保证当导向轮在缓冲弹簧到达最大变形时相互不发生干涉,后支重轮轮缘外径与驱动轮齿顶圆之间应该保留一定的间隙,以保证当悬架弹簧最大变形时不发生干涉,此间隙一般不小于20mm,各支重轮间距均布。从这些条件出发,本设计每条履带布置了8个支重轮。支重轮间距和履带节距一般应满足: 55,许用弯曲应力=220300。 为了使导向轮发挥作用和延长使用寿命,制造时规定轮缘工作表面对配合孔的跳动不得超过3mm,安装时应正确对中。 根据中华人民共和国机械工业部标准履带式推土机引导轮JB
13、326283选取与171型履带相配的导向轮。 经选择,导向轮体的型号为:171节距导向轮体550160mm JB 3262(2)83。其最大外圆直径为=606mm,导向轮的中间挡肩环宽度为=80mm,高度为28mm。张紧轮轴的基本尺寸为60mm。导向轮实物图导向轮建模5.5驱动轮设计发动机的动力通过驱动轮传给履带,因此对驱动轮的要求应是与履带啮合正确传动平稳,并且当履带因销套磨损而伸长后仍能很好啮合。驱动轮是将传动系统的动力传至履带,以产生使车辆运动的驱动力。因此,要求驱动轮与履带的啮合性能要良好,即在各种不同行驶条件和履带不同磨损程度下啮合应平稳,进入和退出啮合要顺利,不发生冲击、干涉和脱落
14、履带的现象,其次要耐磨且便于更换磨损元件。(1)主要参数的确定1 节距,驱动轮节距应与履带节距相等,mm。 2、齿数,增加驱动轮齿数,能使履带速度均匀性改善,摩擦损失减少,但会导致驱动轮直径增大,引起机重和整机高度的增加。驱动轮齿数一般为奇数,使得啮合过程中每个齿都能和节销啮合。其齿数通常取,本设计中取。 3、驱动轮直径的确定驱动轮的节圆半径按下式计算: 331mm式中:为驱动链轮的名义齿数,为实际齿数的半,则=。 驱动轮的齿顶圆半径按下式计算:2 齿根圆半径的计算公式如下:式中:为履带节销半径,根据中华人民共和国国家标准液压挖掘机履带GB1067789规格系列查取=26.9mm。3、 齿根圆
15、弧偏心距: =0.07(2) =0.07(171226.9) 8.2mm关于驱动轮的细部结构件附录其零件图。 (2)强度的校核 按机械零部件的计算方法验算轮齿的齿面接触强度。驱动轮轮齿齿面挤压应力应满足:式中:驱动轮齿宽度,; 履带销套外径,查对应履带型号得; 许用用挤压应力;。条件满足,符合强度要求。驱动轮建模5.6行走架在工程机械中,连接机体与行走机构的元件称为悬架。悬架的功用是把机体的重量传递给行走机构,并缓和地面传给机体的冲击,保证工程机械的行驶平顺性。悬架型式有刚性悬架、半刚性悬架和弹性悬架三种:(1)采用刚性悬架的机械,机体与行走机构之间只有平衡梁,没有弹性元件,机体与行走机构之间
16、为刚性连接,机体重量和地面冲击经过刚性悬架互相传递。刚性悬架的结构简单,适合行走速度低的车辆。 (2)采用半刚性悬架的机械为机体后部与行走机构刚性连接,机体前部与行走机构弹性连接,机体重量通过前部的弹性连接和后部的刚性连接传递给行走机构,大部分履带式挖掘机采用半刚性悬架。(3)采用弹性悬架的机械,机体与行走机构之间完全借助于弹性元件连接,机体重量全部通过弹性元件传递给行走机构。弹性悬架的减振、缓和路面冲击的能力强。由于履带式液压挖掘机的行走速度较低,通常低于10km/h。故本设计采用刚性悬架。由于宽度不变化,则采用固定式X形行走架。行走架建模5.7张紧装置设计要求与计算张紧装置设计要求应包括以
17、下几个方面: 缓冲弹簧应有必要的预紧力,防止车辆正常行驶时因履带跳动而使张紧装置后移。 缓冲弹簧应有必要的弹性行程,防止行走机构遇障而张紧零件过载。 张紧装置要有一定的调节行程,方便因履带过松时取下一块履带板后,张紧装置仍然可以调节履带板的松紧度。 当张紧轮和缓冲弹簧之间装变杠杆比机构时,张紧轮上的附加载荷不能增加过大。5.7.1张紧弹簧的设计履带张紧装置缓冲弹簧的作用是:保证适当的履带张紧力;当导向轮受到前方的冲击载荷时,缓冲弹簧回缩以吸收振动防止履带和驱动轮损坏。因此在对张紧装置缓冲弹簧进行设计时,必须考虑到两个重要问题是弹簧的预载和缓冲量。(1) 履带的张紧度 =(0.030.06) =
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