发布时间 : 星期日 文章履带式行走底盘设计更新完毕开始阅读5dff4e7977232f60ddcca1ba
在市场发展方面，国外生产的履带拖拉机在技术水平、生产能力等性能方面具备较强的竞争能力。履带拖拉机国际上的竞争对手是卡特匹勒公司的橡胶履带拖拉机系列产品。一拖公司的产品无论是技术水平、还是生产能力都不具备竞争能力，只有价格有吸引力，但从性能价格比分析，一拖产品还是处于劣势。因此，公司的新一代大功率橡胶履带拖拉机将尽快投放市场，借以巩固传统市场，发挥竞争优势。 1.2.2 国内的研究与发展
我国生产履带底盘的历史较短，与起重机的发展基本相同，与世界先进国家相比，国内履带底盘的技术含量低、系列化程度低，在制造和设计上还存在一定的差距。近年来，国内履带起重机的快速发展，给履带底盘的发展带来了机遇，系列得以不断的提高。
20多年来,国内部分院校、研究院所和企业对橡胶履带车辆做了一定的研究，如:中国农业机械化研究院及南京农业机械化研究所对水稻收割机橡胶履带的研究,青岛建筑工程学院对橡胶履带接地齿接地压力的试验研究,中国一拖集团有限公司对橡胶履带拖拉机的研究和杭州永固橡胶厂对橡胶履带的研究等。下面主要介绍在橡胶履带拖拉机方面的研究。1994 年中国一拖集团有限公司在牵引力等级为3 t 级的履带拖拉机上,对采用金属履带和橡胶履带进行了比较试验,试验在硬黄土地面上进行。与此同时，相关的底盘也有了一定的发展。此后,一拖公司还对采用橡胶履带的拖拉机、推土机进行了使用试验。主要是橡胶履带的耐磨性试验,橡胶履带的脱轨试验,橡胶履带的寿命试验,不同结构橡胶履带的可靠性试验,橡胶履带的伸长试验以及通常性的作业查定。
国内市场上的履带拖拉机及变形产品，目前仍然是一拖的产品为主导。这类产品的销售由于受国家宏观经济政策的影响，处于波动状态。无论是作为工程机械变型、农田作业牵引或驱动动力，还是作为农业机械行走底盘，其功能并非轮式拖拉机可以完全替代的。但受国家政策和大功率轮式拖拉机发展的影响，长远看会在市场竞争中处于被动局面。总之，与履带相对应的底盘作为相关机械的行走机构，其发展方向始终围绕着安全可靠性、操作舒适性、环保节能等方面发展，在这方面国内外一直在不断的努力改进中。
2 设计任务书
2.1 总体设计依据
履带式底盘是机器的重要部件，它对整个装置起着支撑作用。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。 2.1.1 设计要求
在现有的机械资料的基础上，充分考虑到实际的要求，应满足结构的紧凑及其配合的合理。同时，要对应该计算的部分进行必要的计算，但是实际的情况有所不同，应该根据实际作为标准结合计算的数据进行综合考虑，争取找到比较好的方案和结构。
本设计采用现在相关工业机械上的一些底盘设计与实物作为参考，综合考虑底盘结构，使其可以在不同的地域都可较好的支撑机体使其可以正常的工作。本设计对驱动轮、支重轮、导向轮的特殊结构设计，使整个底盘结构较好的适应多山的环境。 2.1.2 设计内容
（1）产品的用途估计；
（2）主要技术参数、性能参数的确定； （3）履带底盘结构分析及其确定； （4）行走装置的设计；
（5）履带车辆相关性能的计算和确定； （6）重要零部件的设计及校核。
2.2 产品的用途
本次设计的履带底盘是对相应小功率农用机械使用的。目前这个设计主要是考虑在半干旱及干旱条件下使用，比如用在烟草、油菜等作物的种植和收获机械平台上。一些地区，如山区，丘陵等难以行走的复杂地面有着较好的普及潜力。同时，它可以提高相关作业的效率，有效的提高农民的经济收入。
2.3 产品的主要技术指标与主要技术参数
这里参照小型农用拖拉机履带底盘设计的指标及参数，见表1。
2.4 设计的关键问题及其解决方法
设计的关键问题是在保证正常工作条件下，其结构尽可能的简单方便。同时，要注意结构的合理性与正确性。
本次设计采用六角螺母的定位方法，使其在结构上基本一致，同时结构也紧凑的连接，初步达到设计的目的。还有，对于履带转向的控制，主要是通过设置主动轮的运动，采用单边离合的方式，以某一边为中心进行转向。
表1 履带式行走底盘设计主要技术指标与技术参数
Table 1 Crawler type walking chassis design main technical indicators and parameters
序 号 项 目 单 位 参 数
1 整机重量 kg 600 2 行走速度 m/s 0.5~1.5
3 驱动轮半径 mm 约108 4 发动机的功率 kw 8左右 5 履带高度 mm 360 6 底盘轴距 mm 860 7 底盘轨距 mm 450 8 履带板宽 mm 200 9 底盘高度 mm 400
3 设计方案的比较分析与选择
3.1 行走底盘方 案
3.1.1 履带式底盘与轮式底盘的比较
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差，在坡地、粘重、潮湿地及沙土地的使用受到一定的限制。虽然大功率轮式拖拉机具有轮
距调整方便、轴距长、质量分配均匀、充气轮胎有减振性,行驶中地面仿形性好, 振动小、运输速度快,综合利用率高等优点，但是不适于低湿地作业。而且,引进国外的具有世界先进技术水平的大功率轮式拖拉机,价格和维修费用都较高。大功率轮式拖拉机机重一般在5500~8500kg, 接地面积比履带拖拉机小,因此接地压力较大，土壤易板结，不利于土壤的蓄水保墒和作物的生长，即使经过深度翻耙,依然会保持碎小的板结硬块, 土壤的显微结构遭到了破坏。履带式底盘牵引附着性能好，单位机宽牵引力大、接地比压低、越远性能强、稳定性好，结构紧凑，容易操纵，在坡地、粘重、潮湿地及沙土地使用时性能显著。两者比较采用履带式底盘更加适应多山的地貌特征。
履带底盘又分为金属履带底盘和橡胶履带底盘。金属履带拖拉机牵引力大，适合重负荷作业(如耕、耙等)，接地比压小,对农田压实、破坏程度轻,特别适合在低、湿地作业, 而且除田间作业外, 还在农田基本建设和小型水利工程中用作推土机, 综合利用程度较高。但其主要缺点是在潮湿和砂性土壤上行走装置,如支重轮、导向轮、托带轮及履带板(俗称三轮一板)磨损较快, 维修费用高,作业速度较慢,随着公路网发展,金属履带拖拉机转移越发困难,使用不便。
橡胶履带拖拉机采用方向盘操纵的差速转向机构,可控性强,机动灵活,转弯更省力,履带接地面积大,并有减振效果,乘坐舒适,由于接地比压低,对地面破坏程度轻,尤其适于低湿地作业,并可大大提高作业速度,改善道路转移适应性。橡胶履带寿命长，维修保养费用和转移运输费用低。在开荒、改造中低产田、沙壤土质地区,显示出极强的优越性。其缺点是初置成本高。 3.1.2 方案的确定及总体设计
依据轮式与履带机械的特点，及其以上所叙述的比较分析，综合考虑后得出本设计采用橡胶履带进行底盘设计，并且采用传统模式的设计方法。
根据农业机械学、汽车拖拉机学、机械设计、机械原理等理论，对履带式行走底盘的驱动行走系统进行了理论分析与研究，完成了履带底盘主要工作参数的确定和力学的计算。（相关计算见后面第4部分）
3.2 履带行走装置的设计
3.2.1 履带行走装置的结构组成及其工作原理