履带底盘的组成介绍及各参数的计算

Pmax 0.75Gt F 2(BD)
式中 B – 轨链节高度； D – 销子套外径； - 轨链节最小厚度。
轨链节的主要破坏形式仍为踏面磨损。
履带板宽度b由设计规定的机械平均单位接地压力Pp确定
b Gt 2 LP p
应处理好参数b和履带接地长度L的关系。窄而长的履带， 滚动阻力小（因土壤变形阻力较小），牵引附着性能较好， 但转向阻力较大。b/L之值一般为：
设计履带架时，要妥善确定履带架摆动轴线、驱动轮 轴线、导向轮轴线间的距离。
图8-3为TY150推土机行走系布置图。其履带架铰接中 心线与驱动轮轴线重合。
右图8-4为D10推土 机行走系布置图，其履 带架铰接中心线与驱动 轮轴线不重合。
现代结 构的半刚性 悬架履带拖 拉机中，广 泛采用平衡 梁，如右图 8-5所示。
图8-6之结构对履带防尘未考虑，这是其不足之处。在 D80A推土机轨链节的凹槽中各放置了一个防尘圈，这样 以来对于防止灰尘砂砾的进入很有效，使履带销和销子 套间的磨损大为减小，如下图8-7所示。
另一种密封式履带其结 构见右图8-8所示。
由于履带密封技术在实 践中卓有成效，国内外又研 制成功另一种密封润滑履带， 其结构见右图8-9所示。
二、车架 型式：全梁式、半梁式两种。
全梁架式车架是一完整的框架，如东方红75拖拉机， Caterpillar后置发动机式装载机等采用这种全梁式车架。
半梁架式车架一部分是梁架，而另一部分则利用传动 系的壳体。这种车架广泛用于工程机械履带拖拉机中。
如图7-1为两根箱形纵梁和后桥桥体焊成一体，其前 部用横梁相连。
1、节销式啮合：驱动轮轮齿与履带板的节销进行啮合。
这种啮合方式履带销所在的圆周近似地等于驱动轮 的节圆，驱动轮轮齿作用在节销上的压力通过履带销的 中心，如图8-6和8-7所示。
2、节齿式啮合：驱动轮轮齿与履带板上的节圆啮合，如 图8-13所示。
受力特征：履带销所在的圆周 比驱动轮的节圆大，轮齿给节 齿的作用力不通过履带销中心， 使履带销上作用有一个附加扭 矩，增加其负荷。
润滑密封履带特点：底盘的维修工作和费用减少，它使履 带销和销套间的接触表面形成一油膜层，从而可减少二者 的磨损，使寿命延长。履带销中心有储油孔，故可保持长 期润滑。此外，采用密封润滑履带还使履带噪音减小。
上面所讲的履带板均由几种零件组合而成，通常将这 种由几种零件组合而成的履带称为组合式履带。
组合式履带的优点：链轨节和支承板可以分别用不同的材 料制造，链轨节（履带节）常用易加工的中碳钢或中碳低 合金钢，因而容易将铰链作成封闭式使尘土不易进入，延 长履带的使用寿命。支承板用耐磨的特种合金钢轧制成型， 然后切断而成。此外当履带磨损后，只需根据具体情况单 独更换支承板或链轨节，不必一起更换。换用不同型式的 支承板，还可以使拖拉机进行不同的作业。
表8-1为美国公司装在DH-7G拖拉机上的各 种不同用途的履带板主要参数。
平面式履带板：对于主要不是提供牵 引力而是携带负荷运行的机器，又怕 抓土齿将地面破坏时，采用平面式履 带板。
特点：这种履带板有时在拖拉机、 装载机上采用，但不能提供足够的 牵引力，侧滑的可能性也比较大。
橡胶衬垫式履带板：在建筑物内或铺好的路面上作业履带 拖拉机上采用，它在路面上的牵引力比平面式履带板好， 对路面的破坏最小。 可换装式履带板：例如为了保护道路，可在一般的履带板 上用螺栓装上金属的或橡胶的衬垫，或者在平面或多石土 壤用履带板上用螺栓装上抓土齿。
履带的计算载荷：按机械在横坡上作业时，机重的75%由 下方履带承受，发动机提供给驱动轮以足够的扭矩，传到 此侧履带的最大驱动力Pmax为附着条件所限，即
Pmax=.0.75Gt
式中 - 附着系数,履带式机械初算时可取 =1; Gt – 推土机总重.
组合式履带由履带板、轨链节、履带销、销套、螺栓 等零件组成。
整体式履带板：其履带 板由高锰钢整块铸造而 成。东方红75拖拉机就 采用这种局长带板，其 结构见右图8-11。
特点：整体式履带板结构简单、制造方便、拆装容易、重 量较组合式履带板轻；但由于履带销与销孔间的间隙较大， 没有办法采用密封措施，泥砂很容易进入，使履带销和销 孔的磨损较快，且磨损后履带板只能整块更换，不适用于 重载的履带式工程机械和工业用拖拉机。
时，一侧履带引导轮上作用的P力为倒档时最大牵引力的 一半。
5、转向时，地面对于履带机械作用有转向阻力矩Mz，一 侧履带的转向阻力矩M为
M 1GL
2 4
式中L – 履带接地长度。 （二）、履带架的计算
要求：履带架应有足够的强度和刚度，使不易损坏或因变 形发生啃轨和脱轨。
履带架的纵梁在以下三种工况时受力最严重：
国外的履带式推土机很重视加强履带架的结构，使之坚固耐用，尤其注意 加强后托架（一般称作八字架的斜撑），增加其尺寸与壁厚并加以热处理，以承 受不良作业面引起的扭矩和振动。 （一）、悬架受力分析
与履带架有关的元件受力情况复杂，如半刚性悬架的履带架受以下力和力 矩作用：
1、机架经弹性元件作用到履带架上的重量G1，每一侧为0.5G1；
另外由于履带式工程机械速度不高，计算考虑的是其 最不利的情况，同时又忽略了斜撑的加强作用，故强度计 算只考虑了静载就可以了，但最好再校核其刚度。 （三）、平衡梁的计算
将平衡梁视为简支梁作强度计算。
平衡梁到驱动轮轴的纵向水平距离，一般为（0.65～ 0.72)L，L为引导轮轴到驱动轴的水平距离。
（四）、履带架摆动轴的计算 1、遇障碍以最大牵引力推土时，计算摆动轴的受力和不 利断面的应力；
多石土壤用履带板：有两条或三条低 而宽的抓土齿（如图所示三齿式）， 与前者相比，其强度和耐磨性均有所 提高，因为履带板的磨损主要是抓土 齿磨损最快。
在抓土齿不能深入土层深处的 情况下，例如在坚实的多石土壤上作 业时,这种履带板保证了抓土齿的支承 面与土壤有较大的接触面积。但在粘 质土壤，这种履带板的附着系数比单 齿式约小10%左右。这种履带板适用 于履带式装载机。
寒冷地带冬季用履带板：其抓土齿的支承面上开有 缺口，中间开一个缺口为双刃式，两侧开两个缺口 为单刃式。
由于支承面面积减少，保证履齿陷入冰雪内， 从而提高了拖拉机的牵引附着性能。缺口只在抓土 爪的上端，因此它在粘砂土或砂粘土等土壤上作业 时，和一般用途的履带板几乎没有区别。为了使履 带板能够自净化，其支承面留有方孔。
2、机架经铰接轴刚性作用到悬架上的重力G2，每一侧为 0.5G2，显然机架以上的重量为G=G1+G2；
3、地面的重力反力，它在各轮上的分配，随地面情况而 变；
4、履带作用于引导轮的拉力，如设P为每边履带的张力， 引导轮受力可视为2P，则
ql 3 P
8f
式中 q – 履带单位长度的重力； l – 引导轮和第一个托链轮间的履带长度； f – 引导轮和第一个托轮间履带的垂度。 在倒档行驶时，履带作用于引导轮的拉力最大，这
履带底盘的组成介绍及各参数的 计算
第一节 铲土运输机械的履带式行走系
一、组成与特点
如右图8-1所示， 履带式拖拉机的行走 系由驱动轮1、履带2、 支重轮3、履带张紧装 置和导向轮5、托链轮 7以及连接支重轮和机 体的悬架等组成。
主要功能：
1、将由发动机传到驱动轮上的驱 动扭矩变为拖拉机在地面上的行走 移动(扭矩变成驱动力,转速变成车 辆移动速度.)。
2、支承拖拉机的全部重量。 特点：
1、履带拖拉机的驱动轮只卷绕履带而不在地面上滚动， 机器全部重量经支重轮压在多片履带板上，履带式机器 的牵引附着性能要好得多；
2、与同马力的轮式机器相比，由于履带支承面大，接地 压力小（一般小于0.1MPa)，所以在松软土壤上的下陷深 度小，因而滚动阻力小，有利于发挥较大的牵引力；
特点：
3、履带销子、销套等运动副使用 中要磨损，要有张紧装置调节履带 张紧度，它兼起一定的缓冲作用。
4、履带式行走系重量大，运动惯性大，缓冲减振作用小， 结构中最好有某些弹性元件；
导向轮既是张紧装置的一部分，也引导履带正确卷绕， 但不能引导机器转向； 5、履带式行走系结构复杂，金属消耗多，磨损严重，维 修量大，运动速度受到限制。
每条履带都由几十 块履带板组成，如 右图8-6所示。
履带板由具有履齿的 支承板和两根导轨组 成。
履带销与前一块 履带板的后铰链孔采 用压配合，压入力均 为500～750kN。
销和销套之间具有间隙，可使两块履带板自由相对转 动。销套同时也是驱动轮驱动履带运转的节销。
工程机械用的履带一律采用轧制，以利于节省材料， 提高质量和批量生产。
一般来讲，销子的剪切、销与销套间的挤压、销子的 抗弯强度都不成问题，因为履带的主要破坏形式是磨损。
右图8-12所 示轨链节11、2-2、33断面处常 出现断裂。
断裂原因：有设计因素（如圆角半径过小、有应力集中 等），更重要的是热处理工艺不佳，没有消除应力集中或 者经热处理后反而产生微细裂纹。
验算轨链节的抗拉强度如下
2、遇障碍以全部功率驱动一侧履带强行转弯时，计算摆 动轴的受力和不利断面的应力。
四、履带 作用：履带用来将工程机械的重力传给地面并保证机械发 出足够的驱动力。
工作环境：经常在泥水中、凹凸不平地面、石质土壤中工 作，条件恶劣、受力情况不良，极易磨损。
要求：具有良好的附着性能、足够的强度、刚度和耐磨性， 重量尽可能轻。
由于铲土运输机械特别是履 带式推土机的作业环境恶劣，上 述结构车架的纵梁容易变形，因 此国内外很重视加强此类机械车 架的强度与刚度，故多采用箱形 断面的纵梁以增强其抗弯抗扭强 度，断面高度也适当增加。
三、悬架 悬架或悬挂：在工程机械中，机架（车架）与行走系之间 的连接装置。 三种悬挂：刚性悬架、半刚性悬架和弹性悬架。
1、履带式机械倒档越过沟渠，其全部重量支承在最前或 最后的一对支重轮上；
2、履带式机械倒档越过沟渠，其全部重量支承在引导轮 和驱动轮上；