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1、履带底盘设计作业设计要求潜孔钻机底盘设计快速 3.6km/h慢速 1.8km/h爬坡角柴油机驱动 转速2200r/min整机重量 23t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。 履带钢履带由履带板、链轨节、履带销轴和销套等组成常用履带板分为单筋、双筋和三筋三种单筋履带板筋较高易插入地面产生较大的牵引力主要用于推土机上双筋履带板筋稍矮易于转向且履带板刚度较好三筋履带板由于筋多使履带板的强度和刚度都得以提高承重能力大所以在挖掘机上广泛应用三筋履带板上有四个联接
2、孔中间有清泥孔当链轨绕过驱动轮时可借助轮齿清除链轨节上的淤泥相邻两履带板制成搭接部分防止履带板之间夹进石块而产生过高的张力。所以使用三筋履带履带长度式中 为尺寸系数1.251.5本设计取=1.4G为整机重量(t)驱动轮与导向轮轴向中心距式中为尺寸系数(1.01.2),此处其1.1轨距B式中为尺寸系数(0.750.85)履带高度H式中:为尺寸系数(0.30.35)。履带板宽取b=600mm底盘总宽C履带接地长度=3.426m履带节距履带节距和驱动轮齿数z应该满足强度、刚度要求。在此情况下，尽量选择小的数值，以降低履带高度。根据节距与整机重量的关系：其中的单位为mm,G的单位为kg.取标准值203
3、mm选用LD203履带全长接地比压支重轮支重轮选 双边支重轮 JB/T2983.1-1998后端支重轮到驱动轮间距式中为尺寸系数取（2.42.6）此处取2.5前端支重轮到导向轮间距式中为尺寸系数取（2.43）此处取2.4两端支重轮间距=2.1873m相邻两支重轮间距要求，取支重轮个数 ,所以支重轮取7个导向轮，托链轮见相应国家标准驱动轮驱动轮齿数一般为奇数z=1923。为使H0不致过大又兼顾履带运动的平稳性当t0取小值时则z取大值当t0取大值时z取小值。取z=21，驱动轮节圆直径式中 z驱动轮与履带销销啮合次数，采用两齿跨一个节距z=z/2 节圆直径mm 链轮节距p=1/2=101.5mm齿顶
4、圆直径取驱动轮齿顶圆=730mm其中链条销轴套直径（销轴套为标准件ST203 JG/T 57-1999）齿根圆直径齿高取20mm最大轴凸缘直径其中内链板高度（链条为标准件ZJ203 YJ203 JG/T 57-1999）齿面圆弧半径 齿沟圆弧半径 齿沟角 则根据相关数据得：齿面圆弧半径 齿沟圆弧半径 齿沟角 。张紧装置的设计与计算1-滑动轴承；2-轴销；3-滑块；4-导向轮；5、6-螺钉；7-挡盖；8-弹簧；9-柱塞；10-柱塞缸筒；11-密封圈；12-液控单向阀；13-密封圈；14-螺母；15-垫圈；16-直轴；17-摩擦环；18-浮动密封圈；19-螺塞图6.2 张紧装置结构图履带张紧度履带
5、的静态张紧度通常是按履带松边(上方区域)的下垂量h的值确定的，下垂量h的值一般为：=式中 张紧轮与驱动轮间的中心距设托链轮中心距离为，则履带静态张紧力可按下列公式计算：式中履带节距一块履带与销子组成的质量(参考天铁轧二公司的产品LT203，重量为34.87kg/m,则一块履带板重量 ）张紧装置最大工作载荷取最大行程时张紧力预紧力应该远大于取6t缓冲弹簧的弹性行程式中 障碍物突出高度，驱动链轮齿高或张紧轮轮缘高度，取其中较大的 一个值，此处设障碍物高60mm，大于齿高和轮缘高初算弹簧丝直径采用II类弹簧，端部结构为并紧、磨平，支承圈为1圈。弹簧材料:602SiMn(热轧弹簧钢)，4550HRC，
6、弹性模量E=1.97510MPa，切变模量G=78500MPa=， t=627MPa。初取弹簧旋绕比C = 4，则曲度系数K为：弹簧丝直径为： 取第一系列标准值d=55mm，D取220mmC=D/d=4弹簧刚度其中 式中缓冲弹簧预紧力缓冲弹簧最大行程时张力履带的静态张紧力缓冲弹簧的最大弹性行程弹簧的工作圈数所以取n=10，此时弹簧刚度总圈数 张紧弹簧的校核疲劳强度校核根据公式： 式中：为安全系数；为许用安全系数，其取值范围是1.31.7，本设计取=1.3；为弹簧在脉动循环载荷下的剪切疲劳强度，对于优质钢丝：=0.35；为拉伸强度极限。根据文献资查得1570，故=0.351570=549.5，为
7、最小工作载荷所产生的最小切应力，计算如下： 式中：为曲度系数 = 1.36将已知参数带入（6.9）式得，结果为：288.98。为最大工作载荷所产生的最大切应力， = =619.64将已知数据带入（6.8），从而得： =1.578所以 ，满足要求。静强度校核根据公式： （6.12）式中：为安全系数；为许用安全系数，其取值范围是1.31.7，本设计取=1.3；为最大工作载荷所产生的最大切应力；为弹簧材料的屈服极限，查文献资查得1375。则根据公式（6.12）计算得=2.22显然满足静强度要求。稳定性校核根据公式: 计算得节距 ，选择 间距 根据公式： 计算得自由高度 根据标准选取 高径比 最小载荷
8、时的高度最大载荷时高度实际工作行程S=螺旋角 弹簧材料的展开长度 行走装置牵引力计算牵引力计算是潜孔钻机行走装臵设计计算的主要内容之一。因此对行走装置来说实际上是在已定的功率条件下验算挖掘机的行走速度、爬坡能力和转弯能力。 牵引力计算原则是行走装臵的牵引力应该大于总阻力，而牵引力又不应超过机械与地面的附着力。 行走装置运行时所发出的牵引力必需能克服下列阻力： 履带的内阻力土壤变形等的运行阻力坡度阻力和转弯阻力等。先对各阻力进行计算土壤的变形阻力 土壤对履带行走装臵在运行时的阻力是由于履带使土壤挤压变形而引起的。土壤形阻力计算如下： 式中 为运行比阻力，考虑到挖掘机工作环境较为恶劣，所以取地面种
9、类为深砂类。的值取为0.100.15。坡度阻力 坡度阻力是由于机器在斜坡上因自重的分力所引起的。设坡角度为，则坡度阻力为：=9.72t转弯阻力 履带式运行装臵在转弯时所受到的阻力较为复杂，其中包括履带与地面的摩擦阻力，履带板侧面剪切土壤的阻力以及履带板突肋挤压土壤的阻力等等。这些阻力要全部进行详细计算是比较困难的。但因第一项阻力最大，也是最主要的，所以重点研究履带板在转弯时与地面的摩擦力矩。 对于挖掘机来说，由于转弯时机器空载，而且工作装臵是悬起的。因此履带上的比压基本上可以看作是均匀分布的。计算如下：式中转弯阻力履带与地面的摩擦系数，取值为（0.50.6）履带运行的内阻力 履带运行时由于履带
10、销轴间的摩擦以及支重轮、导向轮和驱动轮等滚动阻力和轴颈摩擦阻力形成履带运行的内阻力。粗算如下:式中 履带运行的内阻力不稳定运行的惯性阻力忽略风载荷，则转弯运行阻力为爬坡运行阻力所以取附着力在爬坡时附着力最小，此时式中履带与地面的附着系数，（湿粘土和压实粘土取0.7,干粘土和坚实土地取0.9，此处取0.7,注：该行走装置在沙土，松散砾石，雪地，冰面煤场路面上无法满足爬坡要求）坡度角牵引力T应满足所以取T=14t驱动轮最高输出转速式中履带行走最大速度 驱动轮半径，=344mm驱动轮扭矩式中单条履带行走牵引力，驱动轮半径，=344mm单个行走液压马达的输出功率=38.11kW式中单条履带行走牵引力，履带行走最小速度 行走机构传动效率，取0.80.9发动机功率P 并留一定余量参考山河智能SWE165一体化潜孔钻机发动机用柴油机4BT3.9 功率/转速 75kW/2200 说明75kw即可满足工作状态要求，而本设计中行走所需功率大于76,22kw所以发动机选用康明斯4BTA3.9-C110额定功率82kW，额定转速 2200r/min最大扭矩
