汽车履带式底盘的设计(附件)
摘 要 最近十年，随着农林业和建筑业的发展，常规的轮式机械在一些特殊的地区作业相对困难，作业效率较低。履带式机械依靠其良好的越野性发挥十分重要的作用，各种履带式机械都体现了优势，一定程度上解决了人们的困扰。本次设计的主要内容为完成履带式底盘的选型及结构设计。包括车架及底盘结构设计、材料选择；行走方式确定；发动机的选择；驱动装置的设计。完成履带式底盘主要部件的部件图；完成履带式底盘三维装配图；装配动画并进行动画仿真。本设计的主要特点方案设计中，从稳定性、可实用性、经济性等进行比较，充分考虑比较选择。充分协调整机各分系统之间的相关性，争取整机性能的可靠性和实用性。利用UG进行三维建模与装配，缩短投入使用时间。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外关于履带式底盘的发展现状 1
1.3 论文课题来源和研究内容 2
第二章 总体方案设计 3
2.1 总体方案设计和布局的原则 3
2.2 动力源的选择 3
2.2.1 柴油机 3
2.2.2 电动机 4
2.2.3 蒸汽机 4
2.2.4 柴油机的选型和参数确定 4
2.3 传动装置的选择与参数确定 5
2.3.1 机械传动系统 5
2.3.2 液力机械传动 5
2.3.3 液压传动 6
2.3.4 电传动 6
2.3.5 电动机的参数确定 6
2.4 动力传递的过程 7
2.5 行走方式的选择 7
第三章 四轮一带和车架的设计 9
3.1 四轮一带的设计 9
3.1.1 驱动轮的设计计算 9
3.1.2 支重轮的设计计算 10
3.1.3 平衡悬架的选择与参数确定 10
3.1.4 导向轮的选型 11
3.1.5 托轮的选型 12
3.1.6 履带的选择及参数的确定 12
3.1.7 张紧装置的参数确定 14
3.2 车架的选材 16
3.3 机架的校核 17
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第四章 履带底盘重要零部件的计算 19
4.1螺栓的设计及校核 19
4.2键的设计及其校核 20
4.3轴的尺寸设计 20
第五章 结论与展望 21
5.1 结论 21
5.2 展望 21
致 谢 22
参考文献 23
附录A 24
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
新世纪以来，由于受环境污染、臭氧层空洞等因素的影响，我国农林病虫害的态势逐渐扩大，常发性林业病虫害的发生面积不断增加，一旦发生，对森林资源、生态环境都会构成严重的破坏，经济林病虫危害，对当地的林业产生了破坏性的影响，急需采取措施。
同时，随着建筑业和工程业的发展，常规的轮式机械已不能满足经常出现的特殊地形的要求，较低的工作效率已阻碍经济的快速发展。
在土壤松软地区和普通行走设备不能满足的特殊地形上工作时，需要一个特殊行走装置，其应满足以下几个要求：
(1) 行走适应性好，有足够大的功率和清除行驶障碍的能力。
(2) 具有良好的通过性能。
(3) 机器不论在工作时或运输时，都能保持良好的稳定性。
履带式机械适用范围广，它具有牵引力大，适合重负荷作业，通过性好，与地面接触面积大，爬坡能力大，破坏程度轻等特点。
车架作为履带车总成的一部分，车上许多重要部件都是以车架为载体，不仅承受整车的压力，而且还要承受在行驶及作业过程中产生的高负载。在提高附着力、满足设备稳定，由于左右两侧的履带架能依靠液压缸实现宽度方向的伸缩移动，能适应狭窄的通道和工作空间，这种底盘结构可以应用于履带式机械上。
因此，一个成熟的履带式底盘机构可以解决人们在农林和工程业上的困扰，满足人们的需求，促进行业的创新，加快经济的发展。
1.2 国内外关于履带式底盘的发展现状
第一次世界大战期间，英国研制出了第一辆履带式车辆。早期的履带几乎都运用于军事方面，履带式的坦克在当时是具有革命意义的．它具有超强的越野性能，即使没有公路也能快速机动，是各国军队的利器。
在工程机械中，目前主要运用的是伸缩履带式底盘，主要应用在旋挖钻机、履带式起重机等大中型移动设备上，由于采用了模块化设计和实现了伸缩履带架的功能，且在提高附着力、满足设备稳定性、起重性能的同时，具有运输简单、拆装维护修理效率高等优点。
加装的无油自润滑轴承，不仅拆卸容易，而且维护保养方便，仅通过定期旋转调整轴承方向，即可减少结构件的刚性磨损。
在《林木联合采伐机底盘的研究现状与发展趋势》一文中，目前的林木采伐机除了从吨位上有所不同外，其具体还分为专业履带式底盘和改装履带式底盘，专用履带式又分为单车架式和多车架式，多采用整体式车架，具有结构简单、质量轻、刚性好等优点。
在《高驱推土机履带行走机构研究》一文中提出，履带式推土机的动力学仿真是一个综合性的课题，通过分析高驱履带式推土机行走机构在多种不同工况下的动力相应，重点研究了负重轮和驱动链轮的手里情况。
美国CAT公司D10推土机采用了高置驱动轮的结构，以减少泥、沙、石对驱动轮的磨损，减少了地面传来的冲击，同时也不受台车架变形造成对履带啮合的影响。
1.3 论文课题来源和研究内容
争对现有生产的履带式底盘进行学习与研究，在已有的基础上进行一定的改进与创新，在发挥其原有的优势情况下改进其以往不足的地方，用以满足日益增长且千变万化的市场需求。
详细了解了汽车履带式底盘的分类、结构、工作原理及其设计方法，紧接着通过大量的查阅和研究文献资料得知了汽车履带式底盘设计的最新研究成果及其应用情况，同时概述该领域的国内外研究现状和存在的问题，比较其不同结构的优缺点，并结合厂家对整车的设计要求，设计出合适的履带式底盘。最后运用所学的三维建模软件，建立汽车履带式底盘的数模，具体形象的描绘出所设计的履带式底盘，同时得出相应的结论。
第二章 总体方案设计
2.1 总体方案设计和布局的原则
在总体设计时应遵循以下原则：
（1）在满足拆装空间以及操作空间的前提下，尽量降低重心和重量，便于履带式工作车辆的装载及运输。
（2）使车辆在作业时有绝对的安全性和稳定性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外关于履带式底盘的发展现状 1
1.3 论文课题来源和研究内容 2
第二章 总体方案设计 3
2.1 总体方案设计和布局的原则 3
2.2 动力源的选择 3
2.2.1 柴油机 3
2.2.2 电动机 4
2.2.3 蒸汽机 4
2.2.4 柴油机的选型和参数确定 4
2.3 传动装置的选择与参数确定 5
2.3.1 机械传动系统 5
2.3.2 液力机械传动 5
2.3.3 液压传动 6
2.3.4 电传动 6
2.3.5 电动机的参数确定 6
2.4 动力传递的过程 7
2.5 行走方式的选择 7
第三章 四轮一带和车架的设计 9
3.1 四轮一带的设计 9
3.1.1 驱动轮的设计计算 9
3.1.2 支重轮的设计计算 10
3.1.3 平衡悬架的选择与参数确定 10
3.1.4 导向轮的选型 11
3.1.5 托轮的选型 12
3.1.6 履带的选择及参数的确定 12
3.1.7 张紧装置的参数确定 14
3.2 车架的选材 16
3.3 机架的校核 17
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第四章 履带底盘重要零部件的计算 19
4.1螺栓的设计及校核 19
4.2键的设计及其校核 20
4.3轴的尺寸设计 20
第五章 结论与展望 21
5.1 结论 21
5.2 展望 21
致 谢 22
参考文献 23
附录A 24
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
新世纪以来，由于受环境污染、臭氧层空洞等因素的影响，我国农林病虫害的态势逐渐扩大，常发性林业病虫害的发生面积不断增加，一旦发生，对森林资源、生态环境都会构成严重的破坏，经济林病虫危害，对当地的林业产生了破坏性的影响，急需采取措施。
同时，随着建筑业和工程业的发展，常规的轮式机械已不能满足经常出现的特殊地形的要求，较低的工作效率已阻碍经济的快速发展。
在土壤松软地区和普通行走设备不能满足的特殊地形上工作时，需要一个特殊行走装置，其应满足以下几个要求：
(1) 行走适应性好，有足够大的功率和清除行驶障碍的能力。
(2) 具有良好的通过性能。
(3) 机器不论在工作时或运输时，都能保持良好的稳定性。
履带式机械适用范围广，它具有牵引力大，适合重负荷作业，通过性好，与地面接触面积大，爬坡能力大，破坏程度轻等特点。
车架作为履带车总成的一部分，车上许多重要部件都是以车架为载体，不仅承受整车的压力，而且还要承受在行驶及作业过程中产生的高负载。在提高附着力、满足设备稳定，由于左右两侧的履带架能依靠液压缸实现宽度方向的伸缩移动，能适应狭窄的通道和工作空间，这种底盘结构可以应用于履带式机械上。
因此，一个成熟的履带式底盘机构可以解决人们在农林和工程业上的困扰，满足人们的需求，促进行业的创新，加快经济的发展。
1.2 国内外关于履带式底盘的发展现状
第一次世界大战期间，英国研制出了第一辆履带式车辆。早期的履带几乎都运用于军事方面，履带式的坦克在当时是具有革命意义的．它具有超强的越野性能，即使没有公路也能快速机动，是各国军队的利器。
在工程机械中，目前主要运用的是伸缩履带式底盘，主要应用在旋挖钻机、履带式起重机等大中型移动设备上，由于采用了模块化设计和实现了伸缩履带架的功能，且在提高附着力、满足设备稳定性、起重性能的同时，具有运输简单、拆装维护修理效率高等优点。
加装的无油自润滑轴承，不仅拆卸容易，而且维护保养方便，仅通过定期旋转调整轴承方向，即可减少结构件的刚性磨损。
在《林木联合采伐机底盘的研究现状与发展趋势》一文中，目前的林木采伐机除了从吨位上有所不同外，其具体还分为专业履带式底盘和改装履带式底盘，专用履带式又分为单车架式和多车架式，多采用整体式车架，具有结构简单、质量轻、刚性好等优点。
在《高驱推土机履带行走机构研究》一文中提出，履带式推土机的动力学仿真是一个综合性的课题，通过分析高驱履带式推土机行走机构在多种不同工况下的动力相应，重点研究了负重轮和驱动链轮的手里情况。
美国CAT公司D10推土机采用了高置驱动轮的结构，以减少泥、沙、石对驱动轮的磨损，减少了地面传来的冲击，同时也不受台车架变形造成对履带啮合的影响。
1.3 论文课题来源和研究内容
争对现有生产的履带式底盘进行学习与研究，在已有的基础上进行一定的改进与创新，在发挥其原有的优势情况下改进其以往不足的地方，用以满足日益增长且千变万化的市场需求。
详细了解了汽车履带式底盘的分类、结构、工作原理及其设计方法，紧接着通过大量的查阅和研究文献资料得知了汽车履带式底盘设计的最新研究成果及其应用情况，同时概述该领域的国内外研究现状和存在的问题，比较其不同结构的优缺点，并结合厂家对整车的设计要求，设计出合适的履带式底盘。最后运用所学的三维建模软件，建立汽车履带式底盘的数模，具体形象的描绘出所设计的履带式底盘，同时得出相应的结论。
第二章 总体方案设计
2.1 总体方案设计和布局的原则
在总体设计时应遵循以下原则：
（1）在满足拆装空间以及操作空间的前提下，尽量降低重心和重量，便于履带式工作车辆的装载及运输。
（2）使车辆在作业时有绝对的安全性和稳定性。
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