引导轮的设计分解.docx
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引导轮的设计分解
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课程设计说明书
题目：
液压式挖掘机履带引导轮设计
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专业：
班级：
学号：
姓名：
指导老师：
一、设计任务..3
二、结构参数计算.3
三、性能参数•■•■4
四、引导轮的结构和作用.9
4.1、引导轮轴设计••••••••••••..9
4.2、轮体设计••••••••••••••10
4.3、引导轮堵板设计•••••••••••12
4.4、引导轮装配图设计••••••••••.13
五、设计小结••••••••••••••.15
六、参考文献••••••••••••••..16
一、设计任务
引导轮安装在履带上，用来引导履带。
已知液压挖掘机履带节距
为135mm（见表一），参考中华人民共和国机械行业标准JB/T
2983.2-2001（履带式推土机引导轮行业标准），分析标准中给出的图，得知引导轮主要包括引导轮轴，轴套，铁套，轮体，堵板以及一些标准件，参考此图，并参考相关标准，设计出液压挖掘机的引导轮。
表一工程钻机质量与履带节距的关系
履带节距
（mm）
适用挖掘机质量（t）
适用钻机质量（钻孔时不用支腿支撑）（t）
适用钻机质量
（钻孔时用支腿支撑）（t）
101.6
3.5
4.5
6
135
6
8
11
140
8
10
15
154
10
15
18
171
15
20
30
190
25
35
50
203
32
40
65
216
40
60
80
228
60
80
130
二、结构参数计算
根据履带的节距参考JB/T2983.2—2001履带式推土机引导轮
行业标准，其直径为488mm。
其它安装尺寸与技术要求可参考该标
2-1、驱动轮节圆Dq
式中t履带节距
Z驱动轮齿数，齿数选择见下表二。
表二驱动轮参数表
链轨节距
（10-3m）
驱动轮齿数Z
适用范围
（斗容量
m）
链轨节距
（10-3m）
驱动轮齿数Z
适用范围
（斗容量
m）
101,125,135
35,25
0.25以下
202.8
23
1.0〜1.60
154
23,25
0.25-0.40
215.9,228.6
25
2.5
171.05
23
0.40〜0.60
260.35
27
4
将参数代入上式可得Dq=543mm。
2-2、导向轮工作面直径Dd
（0.8〜0.9）Dq
将
（1）中求的Dq代入得Dd=434.4〜488.7mm;取整数的Dd=488mm.
2-3、托链轮踏面直径Dt
（0.8~1.0）t
上式中t=135mm,从而求得Dt「08~135mm。
2-4、支重轮踏面直径Dz
Dz乞（0.8〜1.0）t
上式中t=135mm,从而求得Dt^108~135mm。
2-5、支重轮个数n
2AZ
n=
t2
式中A——轴距（10-3mm）。
为了减小摩擦损失，拖链轮的数目不宜过多，小挖掘机每侧拖链
轮一般为1个；考虑到滚动阻力的大小和接地比压的均匀性，小挖掘
的每侧支重轮通常为4〜5个，具体数目随机重的增加而增多。
三、性能参数计算
3-1、行驶速度V
Vmax=4.4km/hVmin=2.4km/h（行驶速度参照SY75C-9）
3-2、.爬坡能力a
履带行走装置一个显著特点就是爬坡能大，一般为50%〜80%。
初步确定爬坡能力后，可通过理论分析进行核算来选定。
挖掘机爬坡是需要克服下列几种阻力即：
（1）、挖掘机自重在斜坡方向的分力
Wp=Gsin:
式中G——挖掘机的自重（N）;
a坡度角。
（2）、.运行阻力
Wy二0.12Gcos
（3）.履带的内阻力
Wn=0.06G
则最大牵引力应不小于这些阻力之和，即
T-WpWyWn
此外还应满足挖掘机在爬坡不打滑的条件，即
Geos-T
式中一一履带与地面的附着系数，见下表三。
表三履带与地面的附着系数
路面地质
混凝土
干粘土
压实粘土
干沙土
坚实土路
0.45
0.90
0.70
0.30
0.90
路面地质
混凝土
干粘土
压实粘土
干沙土
坚实土路
0.12
0.70
0.25
0.50
0.60
从上表中选取:
=0.06，即松散土路；求挖掘机的最大爬坡能力
匚-20
3-3、.接地比压p
履带式挖掘机的承载能力大小取决于机器运行的通过性和工作
的稳定性。
若挖掘机的两条履带与土壤表面完全解触，并且挖掘机重心近似地位于支承面中心，则有:
mg
2bL
mg
p=
K2b（l0.251%）
式中P――履带平均接地比压（Pa）;
m挖掘机工作质量（kg）;
g重力加速度（m/s2）；
L履带接地长度（m）;
b――履带宽度（m）;
ho履带高度（m）。
平均接地比压是履带式液压挖掘机的一个重要指标，可以用来与
同类型号产品作比较，主要根据地面条件、外形尺寸等进行合理选取。
在设计挖掘机时，在结构允许的范围内，尽量取小值；结合上面公式其中L=2195mm（参照SY75C-9）;b=400mm,即可得出接地比压P=33.485X103Pa.
3-4、.最大牵引力T
履带行走装置的牵引力必须大于或等于个阻力之和，小于或等于
履带对地面的附着力，一般情况下，履带行走装置爬坡不与转弯同时进行，只考虑挖掘机在最大设计爬坡能力的情况下确定的最大牵引力，不再考虑转弯阻力，而且行驶速度低，运行空气阻力忽略不计，则履带行走装置的最大牵引路T计算公式为：
T二TfTt二fGsinG
式中Tf――履带行走装置的滚动阻力；
Tt――履带行走装置坡道阻力；
f――履带行走装置的滚动阻力系数，见下表；
：
•——最大设计坡度角；
G——为整机重力。
表三滚动阻力系数f
路面土质
混凝土
冻结冰雪地
坚实土地
松散土路
泥泞地
滚动阻力系数
0.05
0.03~0.04
0.07
0.10
0.10~0.15
根据此式可以得出最大牵引力T=25990N.
四、引导轮结构设计
引导轮主要由引导轮轴、引导轮堵板、引导轮轮体和一些标准
件（铁套、圆柱销、双金属轴套、螺栓弹簧、垫片浮动、油封浮油环、O形密封圈）组合而成，起作用主要是引导履带正确的卷绕，同时利用张紧装置使引导轮移动以调整履带的张紧度，所以引导轮既是履带的引导轮，有事张紧装置中的张紧轮。
下面将主要介绍引导轮轴、引导轮堵板、引导轮轮体的设计。
4.1、引导轮轴设计
w
图i引导轮轴
根据JB/T2983.2—2001，履带节距为135mm的引导轮轴总长为
336mm,由于引导轮是对称的，轴的外形结构也可采用全对称式的结构，轴正中间处轴肩用来定位两个轴套，其结构及尺寸数据如图1,
轴中间的孔道用于储存润滑油，润滑油从轴左端注入，从轴上另两个出口流出，达到润滑各界面效果。
注油后，左端用一个M12X1.5的
螺塞密封，防止漏油。
轴上直径为45的两端轴段上分别有一个3X3
的小槽，是用来安装两个密封圈，防止油的泄露。
4.2、轮体设计
参考市面上的引导轮轮，一般有蜂孔式和箱体式两种（见图2及图3），箱体式的断面成箱型，由钢板焊接制成，蜂孔式轮体的轮缘和箱体式的一样，也是用钢板焊接制成，不同之处是中间用一块较厚的带蜂孔的钢板代替了箱体结构，蜂孔式较箱体式能节约材料，制造时也相对简单，因此我选用了蜂孔式轮体，轮体上设计了六个均匀分布的直径为60mm的蜂孔，中间钢板厚度为40mm,能满足强度要求。
轮体的其余设计相对简单，其外径为488mm，内径参考JB/T
2983.2-2001及铁套外径，为76mm,其余结构及尺寸设计的标准是能满足使用要求，容易制造，尽量节省材料，外形美观大方。
轮体上有四个螺纹孔，与M8X60的螺栓相连。
此外，轮缘表面需经高频淬火，HCR=52〜60。
其具体结构尺寸见图4。
图4引导轮轮体
4.3、引导轮堵板设计
堵板用来防止外界的杂物进入引导轮体内部。
堵板的设计主要要要考虑引导轮结构的完整性，合理性，设计时要避免其在结构上与轮体等零件互相干涉，尽量要设计的美观，容易制造，节省材料。
堵板结构尺寸见图5,其与铁套，轮体用4个螺栓连接，其安装浮封环处的结构尺寸设计和铁套处的相同.
图5引导轮堵板
4.4、引导轮装配图设计
把个零件装配到一起，加入标准件，完成设计，弓I导轮的装配简
图见图6。
根据JB/T2983.2-2001中表5,在外观与装配质量上有几
点要求，详见下表：
图6引导轮装
外观与装配质量（摘自JB/T2983.2-2001表5）
序号
检测项目
单位
质量要求
1
外观
铸、锻、焊、加工表面光洁，无明显缺陷，油漆均匀，美观
2
轴向窜动量
mm
0.3〜0.8
3
M12螺栓拧紧力矩
N•m
103〜132
4
油塞拧紧力矩
157〜255
5
渗油量
g
无渗漏
6
油清洁度
三0.12
7
转动性能
能够用手转动，但感觉不紧不松
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