履带底盘的组成介绍及各参数的计算

（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；
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。
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。
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验算轨链节的抗拉强度如下
Pmax 0.75Gt F 2(B D)
式中 B – 轨链节高度； D – 销子套外径； - 轨链节最小厚度。
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。
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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
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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。
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半刚性悬架中的履带架（图8-2）是行走系中一个很重要 的骨架，支重轮、张紧装置等都要安装在这个骨架上，它 本身的刚度对履带行走系的使用可靠性和寿命有很大影响。
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。
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。
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右图8-12所 示轨链节11、2-2、33断面处常 出现断裂。
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； 中南大学 杨忠炯
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；
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。
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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。
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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。
缺点：重量大、拆卸不 便，此外，履带螺栓名 义上是可分式连接，其 实修理时很难拆卸下来。
履带板上履齿的形状：对 拖拉机的牵引附着性能和 其它一些使用性能有很大 影响。各种变形履带板如 右图8-10所示。
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一般用履带板：其上有一条较高的 抓土齿（单齿式），保证拖拉机在 干燥的1-2级土壤（砂土、粘砂土等） 上作业时有较好的牵引附着性能和 防侧滑性能，但不能抓住冰或冻土， 只会将其表面刮破。
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；
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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；
第二篇 工程机械行走系
第八章 履带式工程机械行走系
履带式行走系是在工程机械中仅次于轮胎式广泛采用 的行走系。 常见的履带式工程机械有：拖拉机、推土机、装载机、铺 管机、单斗多斗挖掘机、钻孔机、凿岩台车等。
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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。
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。
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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
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。
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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；
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3、履带式机械倒档越过一突起的障碍物，其全部重量支承 在两边各一个支重轮上，此支重轮是重心附近的支重轮。
计算步骤：由这三种工况计算出各危险断面垂直面内的弯 矩，再考虑在这些位置上同时又在转弯，从而将水平面内 的弯矩叠加进来。在分别计算应力值后，再计算其应力之 和。
度，断面高度也适当增加。
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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。
弹性悬架：机架的全部重量经过弹性元件传递给履带架的 悬架。
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弹性元件可以是弹性橡胶块、弹簧装置或油气悬架。
半刚性悬架：机架的重量一部分经过弹性元件、另一部分 经过刚性元件传递给履带架的悬架。如工业用履带拖拉机 之悬架。
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。
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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。
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半刚性悬架中的弹性元件能部分地缓和行驶时的冲击， 但其非弹性支承部分重量很大，高速行驶时冲击大，故其 行驶速度一般不超过15km/h。
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。
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。
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
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。
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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。
刚性悬架：机架上的重量全部不经弹性元件传递到履带的 悬架。如单斗挖掘机其底架与履带架之间的悬架。
刚性悬架结构简单、适合于行走速度低，不经常行
走的工程机械。
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履带架的传统形式：八字架式，如下图8-2所示。
半刚性悬架较刚性悬架能更好地适应地面的高低不平， 在松软不平地面接地压力较均匀，附着性能好。
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。
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。
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另一种密封式履带其结 构见右图8-8所示。
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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；
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。 中南大学 杨忠炯
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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。