毕业设计（论文）-山地果园自走式履带运输车的抗侧翻设计.docx

广州学院GuangzhouCo1.1.egeofSouthChinaUniversityofTechnoiogy本科毕业设计（论文）说明书山地果园自走式履带运输车的抗侧翻设计学院华南理工大学广州学院专业班级学生姓名学生学号指导教师提交日期20XX年5月7日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导卜.，独立进行研究工作所取得的成果.除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研窕做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解华南理工大学广州学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照有关要求提交学位论文的印刷本和电子版本；华南理工大学广州学院图书馆有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用复印、数字化或其它复制手段保存论文：在不以赢利为目的的前提下，可以公布论文的部分或全部内容。学位论文作者签名:指导教师签名：作者联系电话：日期：年月日日期：年月日电子邮箱：摘要为适应山地果园路况环境的运输特点，根据粗带式运输车的行走特性，提出了基于提高抗IW翻性能的山地果园履带式运输车总体设计要求。在完成各总成设计的基础上，以提高运输车抗侧翻性能为目标，完成了山地果园履带式运输车总体布局的抗侧翻设计。建立整车的三维实体模型并对其进行了仿真.结果满足设计要求，缩短了设计周期。本设计的主要特点是：方案设计中提出多种方案，从可靠性、可实现性、综合性能等进行方案比较，选择方案。技术设计中应考虑总体配置合理、安全：选材、加工方法和技术条件可行：制图正确、标注齐全符合国家标准。充分注意整机各了系统之间的相关性，力求整机性能的一致性和最优化性。关键词：山地果园：自走式股带运输车：总体设计；抗（W翻：仿真。AbstractToadaptto(heenvironmentofmountainorchardroadtransportcharacteristics.accordingtothetrackedvehic1.erunningcharacteristics,itsgenera1.1.ayoutrequirementswereputfbrwrdbasedonIheimprovcmcniofsidero1.1.overresistantcapabi1.ityofthetrackedvehic1.eformountainorchard.After1.hccomp1.etionofa1.1.assemb1.ydesigns,inordertoimprovesidero1.1.overresistantcapabi1.ityof(hetrackedvehic1.eformountainorchards,thegenera1.1.ayoutofthesystemdesignwascomp1.eted.Thevehic1.e*s3-Dmode1.WaSestab1.ishedandcarriedonthesimu1.ation.Thesimu1.ationresu1.tsshowedthathedesignmet(hedesignrequirenens,andshortenedtheperiodofdesign.Thedesignofhemainfeaturesare:designinavarietyofprogrammes,fromthere1.iabi1.ity,canberea1.ized,suchascomprehensiveperformanceprogramme,theoptions.Technica1.designshou1.dbeconsideredintheovera1.1.a1.1.<xationofreasonab1.esafety;se1.ection,processingmethodsandtechnica1.conditionsfeasib1.e:correctmapping,taggingcomp1.etewithnationa1.siandards.fu1.1.attentiontothere1.ationshipbetweenthevarioussubsystems,totheconsistencyandPerfbrmanCeoptimizationof.Keywords:Mountainorchard：Se1.f-prope1.1.edtrackedvehic1.e：Genera1.1.ayoutdesign：Sidero1.1.overresistant：Simu1.ation目录三三««!未定义书筌.ABSTCACT错误!未定义书签。-三错误!未定义书签。1.Iita得谀!未定义书鉴.1. 2山地运输车的工作特点和基本类型错俣!未定义书签.1.3课逾设计的11的和您义借误!未定义书签.1.4本设计的设计婪求以及任务情谀!未定义书鲤.,二，1H鼻¾Hi错误!未定义书签。21履带式山地运输车的组成传决!未定义书鉴2.2谀计依据错俣!未定义书卷.2. 3总体设计原则««!未定义书签.2. 4动力装同的比较与选型4Ht!未定义书鲤.2. 5动力奘置的比较与选型错俣!未定义书签.2. 6动力装置的比较马造型借决!未定义书签.,三量主的错误!未定义书签。3. 1总体几何尺寸的设计错误!未定义书签.3. 24动轮主要电数的确定及强度校核错误!未定义书鉴.3. 3行走奘罚的牵弓I力计舞传误【未定义书签.,四t¾t性分析错误!未定义书签。3.1 抗侧翻i殳计的Je义得谀!未定义书冬.4. 2抗侧翻设计的方法分析错俣!未定义书签.1.3转向稳定性分析储误!未定义书签.错误!未定义书签。X±¾偌误!未定义书签。致潮错误!未定义书签。第一章绪论1.1.设计背景我国山区面枳占全国总面枳的三分之二以上，广大山区有着丰富的森林和矿产资源，水果在我国农业产值中的比重不断增加，为发展经济提供雄厚的物脂基础。山区由于地形崎峡，交通闭塞，经济文化常常相对落后。水果生产机械化显得明显滞后，其中果园运输尤为突出。例如我国水果中的柑橘有90%种植在地形坡杂的丘陵和山地区域,但是在种植和采收过程中果品和农资物料运输仍然以人力运输为主，生产效率低、劳动强度大。而传统的轮式农用运输车缺乏地形的针对性。改革开放以来，我国的科学技术、信息技术迅猛发展，各行各业都发生J'翻天覆地的变化,工程机械行业同样得到了相应的快速发展。各行各业都在奋力拼搏、大胆创新，使得工程机械品种不断增加、产量不断提高、性能不断完善，发展势头强劲。农业机械的发展，与国家和农村的经济条件有直接的联系。在经济发达国家，特别是在农业劳动力很少的美国，农业机械继续向大型、宽幅、r速和高生产率的方向发展，并在实现机械化的基础上逐步向生产过程的自动化过渡。电子技术、微型电子计算机技术等各种先进科学技术，在农业机械产品及其设计制造中得到日益广泛的应用.促进农业机械化装备及技术的推广应用，加快农业机械化更快更好地发展，是全面实现农业可持续协调发展，深入贯彻落实科学发展观的必要要求，是转变农业发展方式，促进结构升级优化的重要任务，是增强可持续发展能力，加快生态环境建设的有力保证：是促进建设社会主义新农村的重要手段，科学，高效加强农业机械技术的推广工作，对于推进现代农业建设，加快发展农机化，实现农业现代化、全面实现小康社会具有非常关键的战略意义。然而我国的农业机械化还相对落后，由于我国地域辽阔，各地域间气候环境等相差极大，要建立适合我国的农业机械任歪而道远。农业机械化能够降低农业成本，节约资源，保护环境，节约劳动力，提高农产品痂量，有助于实现大规模生产，在我国农业现代化中占据核心地位，具有极其重要的作用，具有广阔的发展前景和巨大的发展前途。但是由于农业机械工作于恶劣的环境中，因此在某种程度上其所需要的技术要求甚至高于工业机械，因此需要加大对农业机械方面的研究以及投入，需要更多的农业机械方面的人才。山地运输车是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的运输机械。山地运输车由发动机、液压系统、传动装置、底就几部分组成。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：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。目前国外农用运输车产品基本可分为日韩型、意德型、英法里和美加型,日本、韩国两国的地理环境主要以山区为主，耕种规模不大，使得自走式履带、轮式小型运输车得以盛行。意大利与德国的地形特点是丘陵和山区占多数，但以农场经营管理为主，主要使用独立式农用运输车和农用拖拉机变形运输车。英国、法国等众多欧洲国家的地理环境与农场经营规模与以上两种模式有较大差异，主要以中型农场为主，使用农用客货两用车和大型厢式农用货车作运辘之用的同时又可满足日常生活的需要。以美国、加拿大和澳大利亚为代表的大农业国家，更多的是使用重型载货汽车和半挂牵引汽车作为农业运输用途的工具。近年来我国山地果园田间运输技术己有所突破，主要技术有架空运输索道和轨道形式。这两种运输技术，为山地陡坡果园的农资和果品运输提供了解决方案,但存在机动性较差的缺点。为更好地提高山地缓坡地果园的运输效率，设计种操作轻便而且适应性好的运输车很有必要。针对以山地为主的果园地理环境，在无路的粘性土壤路面，轮式车辆的附若力明显小于接地面枳较大的履带式车辆，后者时史杂地形的适应性也明显优了前者.1.2山地运输车的工作特点和基本类型1. 2.1山地运输车的主要优缺点（1）能无极调速I1.调速范用大，例如液压马达的最高转速与最低转速之比可达到100o:1.（2）能得到较低的稳定转速，例如柱塞式液压马达的稳定转速可低达1.rmiru（3）传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动，操作省力，易实现自动化控制。（4）易于实现标准化、系列化、通用化。但是由于工作环境的恶劣，对机体的损宙较大，磨损严重。1.2.2山地运输车的基本类型及主要特点运输车的种类繁多，可以从不同角度对其来写进行划分：（1）根据主要机构传动来写划分根据主要机构是否全部采用液压传动，山地运输车分为机械传动、全液压传动和非全液压（或称半液压）传动两种：（2）根据行走机构的类型划分根据行走机构的不同，山地运输车可分为履带式、轮胎式、汽车式、悬挂式和拖式。13课题设计的目的和意义研究目的和意义：改善山地运输车的结构，提高运输车的性能，对该运输车进行整体稔定性分析，论证其强度和稳定性是否满足设计要求，由此判断车体抵抗破坏和变形的能力，对不满足条件的区域提出修改措施，并提出减重方案，节省材料，降低成本，提高设计的经济性和合理性。1.4本设计的设计要求以及任务1.4.1 设计要求（1）履带式底盘结构的设计应有利提高运输机在山地果园运行的通过性，即具有较好的转向性能、较强的爬坡能力和抗侧翻隗力。（2）设计履带式运输乍的转向及行走控制系统应仃利于提高操纵轻便性，适应山地果园运输作业。（3）运输车的动力传动系统应有利于提高运输机的牵引力、承载能力、运输效率及燃油经济性。（4）车厢结构及整机布局应优化设计，提裔运输机的通用性、适应性和降低使用成本。1.4.2设计任务（1）整车的总体结构方案设计，总体几何尺寸的设计，绘制草图和总装配图:（2）行走装置的选型及设计，乐动轮主要参数的确定及强度校核;C3）三维模型建立，分析痂量分布状态：（4）整车抗侧翻稔定性分析；（5）所有零、部件设计计算、绘制零、部件图.第二章总体方案设计2.1履带式山地运输车的组成山地果园自走式履带运输车除了要具有山地行驶能力外还需要在高我亚情况卜工作，因此对其总体设计应要求具有合理的布局和结构紧凑。在动力性方面应保证具有足够的驱动力以获得较好的加速、爬坡与越障性能，同时提高履带式运输车的安全性和稳定性也极为至要，由于整车尺寸相对较小，腰带底盘的尺寸也有限，因此在山区丘陵地带凹凸不平的路面行驶时比大中型履带车辆易侧翻.提高其各种负荷下的抗侧翻性能显得尤其重要.山地运输车主要由发动机、传动系统、行走装和电气控制等部分组成，传动系统由液压泵、控制阀、液压马达、制动器、行星齿轮减速器、管路、油箱等组成：行走装置由四轮一带组成：电气控制系统包括监控盘:、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感涔、电磁阀等。图27山地运饰车图2-2自走式履带运输车的总体结构示意图1.运愉车扶手2.转向操纵机构3.发动机4.变速器掾纵机构5.车厢6主减速器7.车架8.行走机构2.2设计依据2. 2.1履带式行走装置的主要特点底盘可以分为履带式与轮式，轮式底盘运用较广，但是它的牵引附着性能较差，在坡地、粘重、潮湿地及沙土地的使用受到一定的限制：履带式底盘牵引附若性能好，单位机宽、牵引力大、接地比压低、越远性能强、稳定性好，在坡地、粘垂、潮湿地及沙土地的使用具有更好的性能。（1）牵引力大（通常每条履带的牵引力达机重的3540%）,接地比小（一般为4-15N/cm2）,转弯半径小，机动灵活：（2）采用液压传动，能实现无极调速：（3）每条履带各自有驱动的液压马达及减速装置。两者比较采用履带式底盘可更加适应山西多山的地貌特征.2.2.2设计参数车长小于2000“I车宽小于1500：平地最大载量250kg；坡地最大载量150kg：最大爬坡度：20°：前进挡2个，速度M-35kmh,倒挡I个，要求在各种栽荷工况下均具有较好的抗侧翻性能。2. 3总体设计原则山地果园臼走式履带运输车除了要具有山地行驶能力外还需要在高栽或怙况卜工作，因此对其总体设计应要求具有合理的布局和结构紧凑。在动力性方面应保证具有足够的驱动力以获得较好的加速、爬坡与越障性能，同时提高履带式运输车的安全性和稳定性也极为重要。由于整车尺寸相对较小，履带底盘的尺寸也有限，因此在山区丘陵地带凹凸不平的路面行驶时比大中型履带车辆易恻翻，提育其各种负荷下的抗侧翻性能显得尤其重要.根据设计要求，为提高自走式履带运输车的抗侧翻性能，对整车的总体布置采取如下设计原则：（1） 采用精简化的行走系设计，行走系由整体式橡胶照带、驱动轮、支重轮、张紧轮和张紧机构组成。橡胶股带自重轻，行驶时应带上方下垂量较小，可不配托带轮,.因设计速度低，仅运载货物，设计时可省去大中型履带车辆所必须的悬架装置.，以减轻整车质量，利于抗侧滑和侧翻。（2） 采用超低速齿轮式传动系设计，由两轴式变速器配合中央齿轮主减速涔，便履带式运输车具有足够大的聊动力和超低转速输出性能，仃利于提高通过性，也有利于提高抗侧翻能力。（3） 为使整车质地分布均匀合理，适于在山地起伏不平的豆杂路面上行驶、提高抗侧翻性能，必须兼顾运输隼的离地高度和整车重心位置，底盘车架采用H型结构，将发动机和变速器置丁近驱动轮方位，即车架后方的同一平台.主减速器壳体固定在车架上并置于发动机和变速器的下方。发动机通过带传动将动力传递给变速器，变速器输出轴通过齿轮传动将动力传递给主减速器中央囱轮，再通过常啮合转向离合器，将动力传到半轴和履带驱动轮，实现履带式运输车的行驶。运输物品的车厢位于车架中前位，使满载时运输车的前、后配重更为均匀，有利于提高抗侧盆性能。（4） 运输车扶手、换挡手柄、离合裾和油门等则根据人体工程学布置,设计使操纵更为舒适方便。车厢尺寸根据装运水果的标准等筐尺寸进行设计，以提而果品的装载量，同时在不同装载载荷下其烦心位置均有利于提裔抗侧翻性能，2.4动力装置的比较与选型履带式运输车常用的动力源主要有三种：电动机、柴油机以及蒸汽机.(1)交流与直潦电机电动机是把电能转换成机械能的设备，按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机交流异步电动机功率因数较低，调速也较困难大容是低转速的动力机常用同步电动机，它有换向器，结构更杂，价格昂货，维护困难，不适于恶劣环境。直流电机其缺点是与异步电动机比较，直流电动机结构更杂，使用维护部方便，而且要用直流电源。(2)柴油机柴油机是用柴油作燃料的内燃机，属于压缩点火式发动机。柴油机具有热效率高的显著优点，经济性优于汽油机，功率大,符合工程机械向大型化发展的趋势。其应用范围越来越广.柴油机具有较好的燃油经济性，使用成本低，在相同的续驶里程内，可以设置容积小些的油箱。柴油机压缩比可以达到1523,而汽油机般控制在810：柴油机热效率高达38%,而汽油机为30%：柴油机工作可靠，寿命长，排污量少。随着强化程度的提高，柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能，各国都在注重改善燃烧过程，研究燃用低质燃油和非石油制品燃料.此外，降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高'增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，都是柴油机的重要发展方向。(3)蒸汽机蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械,蒸汽机离不开辆炉，整个装置既笨重又庞大；新蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力不能过低,热效率难以提高：它是种往包式机器，惯性力限制了转速的提高：工作过程是不连续的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提尚。逐渐为其他动力装置所代咨。综上所述，运输车常作业-F野外，需要经常行走移动.由丁柴油机作为动力装置不受电源、电缆的限制，使得运输车移动、行驶方便，故本设计采用了柴油机作为动力源。2.5传动方式的选择传动系统是从发动机到驱动轮之间所有的动力传递装置的总称。传动系统的功用是把动力装身输出的功率传递给驱动轮，并改变动力装置的输出特性，以满足对自行式工程机械车速和牵引力的要求.目前，工程机械的传动系统有以下四种类型：机械传动、液力机械传动、电力传动以及液压传动。2.5.1机械传动机械传动是指传动系统中采用刚性零部件传递动力的方式。它是通过齿轮、齿条、带、链等机件传递动力和进行控制。工程机械中使用机械传动系统由来已久。机械传动具有结构荷单、制造容易、工作可靠、重量轻、操作简单、维护方便、价格低廉、传动效率高、可以利用传动系统运动零件的惯性进行作业等优点。但是机械传动存在许多缺点：在行驶阻力急剧变化的工况卜一，柒油机容易过我熄火，因此要求司机有热练的操作技巧>采用机械式变速箱，换挡时动力中断时间长。柴油机振动直接传递到传动系个零件，而行驶阻力的变动乂直接影响柴油机的工作，降低了柴油机和零部件的使用寿命,工作阻力的变化将直接影响发动机的工作，为了充分利用发动机的功率，需要增加变速罂的档位数，因而变速器结构变得宏杂，并J1.增加了司机的换档次数。机械传动不能进行无极调速，远距离传动比较困难。上述缺点在行驶阻力变化剧烈及经常改变行驶方向的工况卜影响特别显著。因此，机械传动适用于行驶阻力比较稳定的连续作业机械。2.5.2液力机械传动液力机械传动是在普通机械传动系统中串联或并联加入液力变矩器（或液力偶合落）后，使发动机输出的动力通过液力变如阴（或液力偶合渊）及机械传动部件传到驱动轮，这个系统称为液力机械传动系统。它具有的主要优点是：使工程机械具有自动适应栽荷变化的特性；简化了机械的操纵，延迟了机械的使用寿命：提高了机械的起步性能和通过性能同时简化了维修工作。与机械传动相比，液力机械传动的主要缺点是成本而，在行驶阻力变化小而进行连续作业时，上述优点并不明显，而由于变矩器的传动损失，增加的热油消耗正2.5.3电力传动电力传动是利用电力设备并调节电参数来传递动力和进行控制“采用发电机驱动发电机发电，通过电力驱动电动机，进而驱动行走机构与工作机构。电力传动的主要优点是：动力装置和车轮之间无刚性联系，使丁总体布置和维修.变速箱操纵轻便，可实现无线变速，同时容易实现自动操作。电动轮通用性强，可简单的实现任意多驱动轮的方式以满足不同机械对牵引性能和通过性能的要求。电力传动存在的缺点是：运动平稳性差，易受外界负我的影响，惯性大，起动及转向慢，受温度、湿度、振动、腐蚀等环境因素影响较大.而且成本高，据统计比液力机械传动成本约贵20%左右。目前仅用于大功率的自卸栽至汽车、铲运机及矿用轮式装载机等机械中。2.5.4液压传动采用发动机驱动随机的油泵站，再由液压马达驱动行走机构.该传动方式取消了主离合器、变速箱、后桥等传动部件，使工作装置的操纵和整机骄动方式统,可诚轻机重、结构紧凑、总体布置简单，原地转向性能好，可实现牵引力和速度的无极调整，大大提高了牵引性能。与其它传动方式相比，液压传动具有的有点有：能实现无级变速且变速范围大，并能实现微动。变速操纵简单。可利用液压系统实现制动.采用左右轮分别骈动的系统，能方便地实现弯道行驶和转向。便丁,实现白动和远距离操作。液压传动具有其独特的优越性，但也不能忽视其存在的缺点：对液压元件制造精度耍求高，工艺史杂，成本较高：液压元件维修较密杂，且需有较高的技术水平：液压传动对油温变化较极感，这会影响它的工作稔定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁。液压传动在能量转化的过程中，压力大，流珏损失大，系统传动效率较低。经过对机械传动、液力机械传动、电力传动、液压传动的分析比较,随着液压技术的不断发展完善，液压传动的应用日益广泛，鉴于本机械产品的实际要求，在充分考虑其实现可行性和经济性的基础上本产品设计中采用液压传动系统。2. 6行走方式的比较与选择运输车根据不同的行走系可分为轮胎式、履带式等。相对履带式而言，轮胎式挖掘机对路面要求高，由于履带式挖掘机的附着力大，能达到轮胎式的1.5倍，通过性好，接地比压小，适宜在松软地段和湿地作业，抗磨损性能好，可在碎石地段、地形起伏较大的恶劣条件下作业，爬地能力强，宜在山区作业。履带式行走系比之轮胎式有以下特点：（1）履带式运输车的驱动轮只卷绕履带而不在地面滚动，机器全重经支重轮压在多片履带板上，全部重量都是附着重量（这相当于全轮题动的轮式机器），加上履带支承面上同时抓地的履齿较轮式机器同时抓地的胎面花纹多得多，所以履带式机器的牵引附着性能要好得多。(2)与同马力的轮胎式机器相比，由于履带支承面大，接地比压小(一般小于0.1NPa),所以在松软土壤上的卜陷深度小，因而滚动阻力小，有利于发挥较大的牵引力。(3)履带式行走系!t量大，运动惯性大，缓冲减振作用小。结构中最好有某些弹性元件。综上比较，考虑到运输车一般在野外作业,工作载荷变化大，作业环境恶劣，技术保养条件差：而履带式行走装置又是液压挖掘机用得最多的一种装置。因此本设计采用了履带式行走装置。经过上述总体方案的选型设计，最终确定行走装置的动力路线为：柴油机液压泵一控制阀一液压马达一制动器一减速器一驱动轮一履带。第三章主要参数的确定3.1总体几何尺寸的设计履带式底盘是机器的重要部件，它对整个装苴起着支掾作用。所以根据现有工业的履带机械(挖掘机)再结合农用的履带(拖拉机)对整个装置进行较完整的配合与加工等一系列的设计。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柒。(1)腹带带长可：1.1=KG'1.i/91/3=1.38×(2×10)1764mm式中:&为尺寸系数(1.257.5),本设计取KI=1.38；G为整机重量，本设计G=2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1913。(2)驱动轮与导向轮轴向中心距然1=K1G'391/3=1.1.×(2×10)1386式中：K,为尺寸系数(1.01.2).考虑到整体布同，类比同型产品可在此计算的基础上增大10%-20%:故可将乙取整为1525，*(3)轨距8B=KfICs91/3=0.6×(2×10)756mm式中：储为尺寸系数(0.60.85)。考虑到整体布局及宽度，故8可取为756”。(4)履带高度H=KrG'y91/3=0.32×(2×10)H403mm式中：K,为尺寸系数(03035)。为了整体的整体布局，考虑将其扩大14%左右，计算得"=472，”，“。(5)履带板宽力由经验数据得：力的值可在200800，间取值，由于载表量较小，根据中华人民共和国国家标准一液压挖掘机履带GB1.o677-89规格系列查取400nm.(6)底盘总宽CC=B+b=756+400=1156Mn(7)履带接地长度q1.it=Z1+0.35D=It+0.35(1.1-Z1)=1525+0.35×(1913-1525)1661mtn式中：。为驱动轮直彳仇约为1.1.-k(三)后端支亚轮到驱动轮间距C1.C1.K3=2.5×101252.5mm式中:Kd为尺寸系数(2.42.6)；4为履带节距，根据表3-1*3-1应用机器版St吨)3.5-910-10>10Y距(Mf>)IO1.135IIO1541711902032162292G0317则取/,=IO1."所，(9)前湍支重轮到导向轮间距GG=",=2.41×101243.41mm式中：Ke为尺寸系数(2.43),为了布局近似取G=243.5"(10)两端支正轮间距(fr=1.-C1.-G=1525-252.5-242.4=1030.1mm(I1.)悬架顶部离地高491/3=0.4×(2×10)501mm式中：5为尺寸系数(0.370.421.为了整体的整体布局，考虑将其扩大3%左右，计算得ft,=519w".(12)悬架底部离地高生ft2=(0.4*0.5)A1-0.45×519=233.55mm为了整体布局，取整得¼t=235n,n.为了整体美观，试取刚性架提高高度力=100"所(13)相邻两支重轮间距乙r=(1.2)/,=1.46/,147"”现格机体主要线性尺寸列丁表3-2。表3-2机体主要金性尺寸项目腰带长度轨距8轮即4H悬架顶部离地跖4必果底点履带板宽b结¾11n191375615251725192354003.2驱动轮主要参数的确定及强度校核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耍乩好，即在各种不同行驶条件和履带不同磨损程度卜.啮合应平稳，进入和退出啮合要顺利，不发生冲击、干涉和脱落胆带的现象,其次要耐磨且使于更换磨损元件。3.2.1主要参数的确定(1)节距，驱动轮节距应与履带节距相等，/,=101”。(2)齿数，增加业动轮齿数Z,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2327,本设计中取Z=23(3)驱动轮直径的确定驱动轮的节圆半径4按下式计算:7K.360°2snZIO1.,.36002sn23187mm式中：乙为驱动链轮的名义齿数，为实际齿数的半，则Z,=?=12。驱动轮模数:m=16Z驱动轮节距:p=n11=16X3.14-50.24mm驱动轮的齿顶圆半径9按下式计算：rf=(0.165-0.170)fZk=O.I67×IOI×I2202mm齿根圆半径4的计算公式如卜Z4=4f=187-26.916().mm式中：/;为腰带节销半径，根据中华人民共和国国家标准-液压挖掘机履带GBIO67789规格系列查取=26.9mm。齿根圆孤偏心距¢:e=0.07(.1.,-2r1.)=0.07X(101-2x26.9)3.3Onm3.2.2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：=158b=500,W¼式中：/，一驱动轮齿宽度，b=5(mm,“一履带销套外径，查对应履带型号得d=58.3"：可一许用用挤压应力：J,-500100OWPa1>条件满足，符合强度要求.3.3行走装置的牵引力计算山地运输车行走时，需要克服行走中所遇到的各种运动阻力，牵引力也就是用于克服这些运动阻力的。牵引力计算原则是行走装置的牵引力应该大于总见力，而牵引力又不会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卜.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RI力等。3.3.1土壤的变形阻力土壤时履带行走装理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:W；=ca1.G=0.12x2=0.24/式中：州为土康的变形阻力：回为运行比阻力，考虑到挖掘机工作环境较为恶劣，助值取为0.100.15。3.3.2坡度阻力坡度阻力是由手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M为：W,=Gsin<7=2XSin35«=1.14/式中：W为坡度阻力：为坡度角度，取为35。3.3.3转弯阻力履带式运行装置在转弯时所受到的阻力较为更杂，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。M=(0.350.39)G=0.35×0.55×2=0.385，式中：M为转弯阻力：为履带与地面摩擦系数，取值为0.506,.履带运行时由于履带销轴间的摩擦以及支重枪、导向轮和胆动轮等滚动阻力和轴颈摩擦阻力形成履带运行的内阻力。此=(0.050.07)G=0.06×2=0.12/式中：明为股带运行的内阻力。3.3.5不稳定运行时的惯性阻力明IV；=(0.01.0.02)G0.01×2=0.02/式中：M为不稳定运行时的惯性阻力.3.3.6总阻力的计算忽略风我阻力，则转弯行走阻力”为：W1=Wi+Wy+W4+W-0.24+0385+0.12+0.02-0.765/坡道运行阻力叼为：w1.,=Wi+W2W4+W5=0.24+1.14+0.12+0.02=1.52/因为%叱，则取总阻力为ZW=W；=1.52/。履带式工程机械的行走牵引力丁的经魄公式计算：T=(0.70-0.85)G=O.8×2=1.6;牵引力r=1.6,因为丁>Zw,所以牵引力满足要求，则牵引力为：1.6fa每条履带的牵引力：7；=¥=0.8人22附着力5：T1=Gcosa-0.9X2XCoS35"1.63/式中：0为履带和地面间的附着系数，取为0.9：为坡度角35。所以7)丁，由此得ZW<7<7,满足牵引力计算原则，符合设计要求.第四章抗侧翻稳定性分析1 .1抗侧翻设计的意义在运输车行驶过程中，侧翻是一种严歪威胁驾驶员安全的事故。他翻被定义为能够使车辆绕其纵轴旋转90度甚至更多，以至于车身同地面接触的任何一种操纵.侧翻可以由一个或一系列综合因素产生。主要有三个因素和它们之间的相互作用造成了车辆侧翻事故，这三个因素分别是司机、驾驶环境和车辆结构。当车辆的侧向加速度超过某临界值时，汽车内侧军轮的轴荷（相应的地而支反力）趋下零值，侧翻就可能发生：在有坡度的路面（或无路情况）上遭遇不平路面的冲击时，地面松软或其他障碍物也会产生足够的侧向力，从而使车辆产生恻翻.山地果园自走式履带运输车除了要具有山地行驶能力外还需要在高载重情况下工作，因此对其总体设计应要求具有合理的布局和结构紧凑。在动力性方面应保证其有足够的招动力以获得较好的加速、爬坡与越障性能，同时提高耦带式运输车的安全性和稳定性也极为重要.由丁整车尺寸相对较小，履带底盘的尺寸也有限，因此在山区丘陵地带凹凸不平的路面行驶时比大中型履带车辆易侧翻，提高其各种负荷下的抗侧翻性能显得尤其重要。例翻是一个包括作用在整车外部和车辆内部的力的相互作用的兔杂过程.显然，侧翻受操纵行为和公路环境的影响。由于自走式履带运输车的车速不高，其行驶条件状况多在有坡度的路面（或无路情况）上比较多，（W翻的发生主要受外部环境的影响。4 .2抗侧翻设计的方法分析整车静力学仿真用so1.idworks软件分析整乍模型质心位置，利用履带车稳定性评价指标公式计算出履带车的极限坡度角。整个仿其过程也是建立在装配模型的基础上的，通过给各部件进行材料定义，建立相应的测量坐标系等一系列操作来实现“模型图在完全装配好后，给模型中的每个零件定义材料，如表4.1所示。整车中未被定义材料的金属零件统一定义为普通钢材.图4-1SO1.idWorkS建模的山地运揄车表4.1整车以及零部件历量统计序号零部件材质密度kg.ms泊松比弹性模量:川Pa1车制Q235A7.83X1030.2742.IX1.O52车体HT1507.0X10'0.1941.16X10s3履带橡胶1.OX1.Oi0.496.14轮组40Cr7.87X10'0.2772.IX1.Of5轴457.82X1010.282.IX1.O56其他部件普通碳钢7.83X10:,0.272.OX1.Os完成材料定义后，建立质心的测量坐标系。由于履带式运输车极限坡度角的计算需要求得整车痂心的离地高度和距离履带首尾接地的距离，故以履带底平面、履带与地面的首尾接触点的铅垂面和整车的纵向平分面为基准平面建立两个测量+标系。最后得出整车静力学仿真质心位置，并求得粗带运输车行驶状态参数如表4.2所示，表中h为质心高度、a为质心至后支重轮轮心距离、1.为履带的接地长度、e为车辆全心距纵向对称面的偏移距离。表4.2自走式履带运输车行驶状态参数分析序号行驶状态h11ma/mm(1.-a)mmE平均值/E1平地空载行驶255.4135.4624.65.422上坡满载行驶385.6308.4451.63.133平地满载行驶42