第4章 行走机构

G r W Q
i i
垂直 垂直
r
M Qr
M X M cos
r
MY M sin
① 在M X 和Q的作用下：
② 在M y的作用下：
① 在M X 和Q的作用下：
r cos L
pmax
6 接地比压三角形分布
B
2Q Q 2 L 2bl 3bB ( cos )
一. 承载能力的计算
②. 最大接地比压
假定条件
二条履带与地
面完全接触； 土壤匀质。
⑴.一条履带
在载荷P、偏心距e的作用下 履带与地面接触部分完全 接触，接地比压按线性分布：
p( x ) ax h
p( x ) ax h
⑴. 一条履带 接地比压分布： p( x ) ax h —在载荷P、偏心e作用下 F 0 (ax h)b dx P
四轮一带

是行走装置的重要零部件， 关系到挖掘机的工作性能和行走性能。
行走架 行走装置结构

行走装置的骨架 钢板、型材焊接
回转支承底座


安装四轮一带
通过回转支承与
行走架
平台连接

承受、传递工作 载荷到履带 X型底架 履带架
履 带
履 带
轨链节
履带板
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履 带
左轨链节
右轨链节
履带板
L↑、b↓→牵引力↑附着力↑
稳定性↑转向阻力↑
b↓
→
转向阻力↑
五. 四轮一带参数的确定
节距 t (mm) 齿 数 适 用 范 围
驱动轮的齿数：
101，125，135 154 173 203 216，228.5 260
23，25 23，25 23 23 25
0.25 m3 以下的挖掘机 0.25～0.4 m3 挖掘机 0.4～0.6m3 挖掘机 1.Om3、1.6 m3 挖掘机 2.5 m 挖掘机 4 m3 挖掘机

履带式
牵引力大，越野性能好；


接地比压小；
爬坡能力大；
转弯半径小、机动灵活；
运行速度较低； 零、部件已标准化。
§4-1 概述
三. 特点

轮胎式
机动性好，运行速度快 (20km／h)； 接地比压较大；

爬坡能力较小；
需用支腿支撑挖掘机。
§4-1 概述
三. 特点

步履式
自重轻。减轻40％左右； 造价低。降低50～60％的 成本；
㈠.计算原则：
① 牵引力平衡 T W ② 功率平衡
T V N 270 R
T —牵引力 W —运行阻力之和
N—挖掘机的液压功率 V—行走速度 —行走机构传动效率 R—泵或马达的变量系数，
③. 牵引力受地面附着的限制
T MK R
M K— 驱动轮的扭矩
T P G
接触良好，充分发挥牵引力。
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液压悬挂装置
控制阀 悬挂液压缸
前桥
摆动销
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四. 转向机构
1. 液压缸反馈式液压转向机构
优点：结构简单，能实
现随动操纵。
缺点：行走速度高时不
太稳定，操纵有些紧张。
四. 转向机构
1. 液压缸反馈式液压转向机构
优点：结构简单，能实
现随动操纵。
缺点：行走速度高时不
② 在M y的作用下：
B M sin L b p 2 2 M sin 2Q r sin Q sin p L b B L b B L b
l 3( L 3 r cos ) ( L 2r cos ) 2 2

3B L ( cos ) 2 B
②驱动装置

内藏式一体结构； 履带对驱动装置 起到保护作用；

马达动力经减速 箱后传给驱动轮， 带动整机行走。
驱动装置结构
内制动器
行走马达
减速器
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驱动装置
配流盘
制动片
驱动轮 行星架 太阳轮
制动活塞
调节器
柱塞
行星轮 减速器壳
马达壳体
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行走 装置
行走
装置
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2. 中心回转接头
p(0) pmin
P 6e (1 ) bL L
当: x L
p( L) pmax
P 6e (1 ) bL L
①当：e 0 ② 当: 0 e
l
p( x )
P bL
P 6e (1 ) bL L P 6e (1 ) bL L
L 6
pmin
pmax
③ 当：e
太稳定，操纵有些紧张。
四. 转向机构 2. 摆线转子泵的转向机构
一. 承载能力的计算
1. 履带接地比压的计算
①.平均接地比压
挖掘机二条履带与地面完全接触； 假定条件 挖掘机的重心位于支承面的中心； 土壤匀质。 G 101 平均接地比压: p 30 ~ 50( KPa ) 2bL
G —整机工作重量（N） L —履带接地长度（cm） B —履带板宽度 （cm）
3
表4-1
支重轮尺寸：
表4-2
导向轮尺寸：
表4-3
§4-3 轮胎式行走装置
用于斗容量
1 m3以下挖掘机。
◆若斗容量较大 专用底盘 工作性能要求高
◆斗容量小
轮式拖拉机底盘 标准汽车底盘
轮
式
挖 掘
机
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§4-3 轮胎式行走装置
一. 结构型式
1. 全轮驱动，无支腿，转台在 两轴中间 用于小挖掘机。 2. 全轮驱动，转台偏于固定轴 (后桥)一边； 用于小型挖掘机。
第 四 章
行 走 机 构
1. 合理地进行行走装置的结构设计；
目的
2. 合理地确定行走装置参数；
3. 行走装置性能计算，强度计算。
§4-1 概述
一.分类: 二. 作用:
1. 整个机械的支承部分； 2. 支承整机自重和工作载荷； 3. 完成工作性和转场性移动。 履带式 轮胎式 步履式
§4-1 概述
三. 特点
0.25～0.6
2.5 2.5～4
四. 履带节距和履带板宽度选 择
3. 履带板的宽度

一般用途履带板宽度≤800mm; 超过800mm的用于沼泽地； 按接地比压确定。
b/L比值：
平均接地比压:
G 10 p 30 ~ 50( KPa ) 2bL
1
一般用途：0.18～0.22 沼泽地带：0.25～0.28

用于平台与底盘、
行走马达之间油 路连接。

上部平台转动时， 避免油管扭绞。
四. 履带节距和履带板宽度选 择
1. 履带节距 ——二个相邻履带销之间的距离。

节距小，绕转性好，冲 击越小，有利于减少磨 损，提高效率。 影响履带的强度和刚度， 制造成本。

t

节距过大，运动的不平 稳性加剧。
关系四轮一带参数选择。
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张紧装置

保持履带张紧度； 防止履带脱轨或 松弛碰履带架；
导向轮体
张紧装置
缓冲弹簧

缓冲道路的冲击 避免局部张紧；

减少振动和跳动。
连接叉
张紧油缸
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②驱动装置

内藏式一体结构； 履带对驱动装置 起到保护作用；
驱动装置

马达动力经减速 箱后传给驱动轮， 带动整机行走。
讨论偏心e变化
对接地比压的影响
)
e6 e2 1 P 1 x 2 ( ) x (p L L Lb
p(0) pmin P 6e (1 ) bL L P 6e (1 ) bL L
当: x 0
当: x L
p( L) pmax
⑴. 一条履带 —在载荷P、偏心e作用下
当: x 0
dpmax 0 d
L 2L ( cos )2 tg B 3B
2 ~ 4 一般近似认为： 0
pmax 2Q 2Q L 3b( L B ) 3bB ( 1) B
L与B不能太接近
L 一般取：
B
1.2 ~ 1.4，否则pmax太大
二. 行走装置的牵引力计算
L

L ( ax h ) b x dx P ( e) M0 0 2 0 1 1 L —⑵ bL2 ( aL h) P ( e ) 3 2 2
h
1 bL( aL h) P 2
L
0
—⑴
联立⑴-⑵：
a
P 6e (1 ) bL L
12百度文库 e bL3
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液压+机械传动
采用高速马达，使用可靠，结构布置较
为方便。
在传动性能方面通过适当选择液压元件
和变速箱挡位，可以减少各挡位间的牵
引力突变，行驶性能较好，应用较多。
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③.液压悬挂平衡装置
后桥刚性固定，前桥中间铰接；
挖掘时，平衡悬挂装置锁住； 行走时，将两个液压缸的工作腔接通； 前桥便能适应地面的高低，使轮胎与地面
L 6
L 6
pmax
pmin 0
2P 2 p平 均 bL
讨论偏心e
④ 当：e
pmax
2P 2P 2 p平 均 bl 3( L 2 e )b
⑴. 一条履带 —在载荷P、偏心e作用下
④ 当：e
pmax
L 6 2P 均 2 p平 bl
pmin 0
M01 0
p pmax pmax
pmax
2Q Q sin f ( ) L L b 3bB ( cos ) B
⑵.整机履带接地比压的计算
pmax p p 2Q Q sin f ( ) L Lb 3bB ( cos ) B
L ( 1.2 ~ 1.35) B

四. 履带节距和履带板宽度选 择
1. 履带节距 ——二个相邻履带销之间的距离。
2. 节距确定原则：
在满足行走装置结 构尺寸强度和刚度情况下， 选择选择较小的履带节距。
t
173 203 1～1.6 216 228.5 262 4～6
t mm
101
125
135
154
标 准 ＜0.1 0.1～0.25 斗容量
G —整机重量
α—坡角 ω1—运行阻力系数
②坡道阻力:
W2 G sin
㈡. 履带式行走装置牵引计算
1.各种阻力的计算
W1 1 G cos ①土壤变形阻力：
R — 驱动轮的半径
G — 整机工作重量
㈡. 履带式行走装置牵引计算
1.各种阻力的计算
W1 1 G cos ①土壤变形阻力：
履带使土壤变形引起的。
G —整机重量
α—坡角 挖掘机行走装置在运行时遇到的阻力； ω1—运行阻力系数

㈡. 履带式行走装置牵引计算
1.各种阻力的计算
W1 1 G cos ①土壤变形阻力：
3. 单轴驱动，转台远离中心
4. 全轮驱动，四个支腿，转台接 近固定轴。用中小型挖掘机
§4-3 轮胎式行走装置
一. 结构型式
二. 特点

用于承载能力较高的越野路面； 机动性好,运行快，20km/h;
轮胎接地比压大、爬坡能力小;
挖掘时需支脚支撑； 用于斗容量 1 m3的挖掘机。
三. 专用底盘结构
①.结构
车架
中心回转接头
后桥
支腿
转向前桥 液压悬挂装置
驱动装置
传动轴
轮边减速器
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底盘结构
②.传动系统
液压+机械传动
行走马达 轮胎 变速器 制动气缸
转向驱动桥
驱动桥 主减速器
转向油缸 制动器 传动轴 换挡气缸 轮边减速器 制动鼓
变速器结构
三档变速箱
越野档（低速）
公路档（高速）
拖 挂（空档）
轮轴

使挖掘机沿着履
浮动油封 带轨道滚动，防 止履带横向滑脱。
端盖 轮毂
轴瓦
浮动油封
导向轮

引导履带正确绕 转，防止越轨。
轮轴
导向轮

导向轮同时起支 重轮的作用，增 加履带的接触面 积，减小比压。 固定座 轮体
托链轮
托住履带，减少 上方履带的跳动 和下垂量；


托链轮
防止履带横向滑 脱。 轮体 轴承座
L l P（ e ) P 2 3
L l 3( e ) 2
④ 当：e

L 6
pmax
接地比压按三角形分布 履带得接地长度为载荷到最 大接地比压端部距离得3倍。
P 2P 2 bl 3( L e )b 2
⑵.整机履带接地比压的计算

挖掘机自重和挖掘阻力的合力Q位 于履带轨距B的二分之一的半径上； 与纵向轴线的夹角为 。
销套 销轴
驱动轮

把发动机的动力 通过驱动轮传给 履带
驱动轮

使挖掘机行走，
完成工作性移动
和转场性移动 轮毂
齿圈
长安大学
支重轮
把挖掘机重量和 动载荷传给履带；


支重轮
使挖掘机沿着履 带轨道滚动，防 止履带横向滑脱。 轮体 轴承座
工程机械学院
端盖
轮毂
轴瓦
支重轮
轮轴

把挖掘机重量和 动载荷传给履带；

适应性好。适合山区作业； 机动性差。
§4-1 概述
四. 行走装置的要求：

足够的牵引力，越野性能好； 接地比压小； 下坡时，不发生超速溜坡现 象，挖掘时不发生滑移； 符合道路运输的要求。
较大的离地间隙，通过性好；


§4-2 履带式行走装置结构
一.结构
行走架、张紧装置
1.组 成:
驱动轮、导向轮 支承轮、托链轮 履带、马达减速箱