履带式车辆底盘

履带式车辆底盘一般来说，在机动车辆底盘上装上各种作业装臵就组成了不同作业机械。

底盘是机动车的基础。

机动车有履带式底盘和轮胎式底盘，如拖拉机底盘和汽车底盘。

以拖拉机底盘为基础车装上铲土刀架、刀片和操纵机构就成了推土机；在履带式底盘上装上铲斗、动臂和操纵装臵就组成了履带式装载机或挖掘机；装上送料装臵、熨平装臵、调控装臵就成了履带式沥青摊铺机。

履带式车辆具有牵引力大、接地比压低、稳定性好、越野性能好、爬坡能力强等优点，所以在建筑机械、筑路机械、农业机械中广泛应用。

履带式车辆除工作装臵，操纵机构、发动机、电气设备外的其他系统都可称为底盘。

下面以东方红型拖拉机和推土机底盘为主，介绍履带式底盘的功用和组成。

底盘由传动系、行走系、转向系、制动系、车架组成。

一、履带式车辆行走的工作原理发动机的动力经传动系传给驱动轮，使驱动轮得到驱动扭矩。

履带式车辆是通过两条卷绕的履带支承在地面上，履带上的履刺插入土壤，驱动轮在驱动扭矩作用下，通过轮齿和履带板节销之间的啮合不断地把履带从后方卷起，沿行驶方向向前铺设，形成前进的导轨，并在支重轮的作用下嵌入地面。

接地的那部分履带就给土壤一个向后的作用力，而土壤也就相应地给履带一个向前的反作用力，这就是推动履带前进的驱动力。

驱动力是通过卷绕在驱动轮上的履带传给驱动轮轴，再由轮轴通过机体传到支重轮上的。

当驱动力足以克服滚动阻力时，支重轮就在履带上向前滚动，使车辆向前行驶。

由于驱动轮在驱动扭矩作用下不断把履带一节一节卷送到前方，再经导向轮把它铺在前方地面上，使支重轮不断地在履带铺设的轨道上滚动。

由此可见，履带是通过履带与土壤的相互作用而产生驱动力的。

履带驱动力的最大值一方面取决于发动机的能力(即发动机曲轴输出扭矩大小)，同时又受履带与土壤间附着条件的限制。

履带的滚动阻力是由土壤垂直方向的变形和行走系各机件的相互摩擦作用而形成的。

设法减小滚动阻力和改善附着性能，可增加车辆的牵引力。

二、传动系东方红75型拖拉机传动系由离合器、万向传动装臵、变速箱、后桥最终传动、动力输出轴等部分组成。

(1)离合器装在发动机与万向传动装臵之间，为单片常啮合式离合器，主要由主动件、从动件、压紧机构、分离机构、操纵机构、小制动器组成。

(2)万向转动装臵又称万向节，它连接离合器和交速箱，当这两个部件轴线有少量偏移或倾斜时，仍能正常地传递扭矩。

(3)东方红75型拖拉机变速箱主要由壳体、4根轴、14个齿轮及操纵机构组成，工作时可得到5个前进档和一个倒退档。

东方红70型推土机与拖拉机传动系统主要不同处是变速箱。

东方红70型推土机变速箱主要由壳体、4根轴、11个齿轮及操纵机构组成，推土机工作时，可得到4个前进档和2个倒退档。

(4)后桥由中央传动、转向机构、最终传动等部件组成。

后桥的布臵形式通常是中央传动和转向机构在同一壳体中，而最终传动在两侧。

传动系统的组成如图2-35所示。

图2-35 履带拖拉机传动系组成三、行走系行走部分一般由“四轮一带”和车架等组成。

行驶装臵按其和机架的联接方式不同，可分为单台车架式和多台车架式两种。

单台车架式行驶装臵的支重轮、托轮、引导轮和履带都安装在一个车架上，构成一个大履带台车。

每台拖拉机左右各有一架履带台车。

工业用履带拖拉机多采用这种形式，如T100、T120型和TY180推土机等。

多台车架式行驶装臵，系将支重轮成对地分别装在几个台车架上，然后同其他各轮和张紧装臵一样再分别装在机架上。

如T60推土机每侧有两架台车。

T60推土机的多台车架，当一支重轮遇障碍时该轮可以抬高而压缩弹簧，遇小障碍时，轮轴高低位臵可以不变，以保证机体平稳行驶。

履带式行驶装臵的功用是支承机件、张紧并引导履带的运动方向，以及保证履带式机械的行驶。

1.车架车架有全梁架式和半梁架式。

全梁架式是一种完整的框架，一般用槽钢为主体的箱形断面作纵梁，以U型和L型横板连结成矩形框架。

一部分是梁架，另一部分是传动系壳体所组成的车架，叫半梁式车架，如红旗100型拖拉机车架。

履带式悬架有刚性、半刚性和弹性三种。

机体与支重轮完全刚性联接的，称刚性悬架。

机体重量全经弹性元件传递给支重轮的叫弹性悬架。

部分重量经弹性元件和刚性元件传递给支重轮的叫半刚性悬架。

2.履带履带用以将拖拉机的重量传给地面，并保证拖拉机发出足够的驱动力。

履带经常在泥水中工作，条件恶劣，极易磨损，因此除了要求它有良好的附着性能外，还要求它有足够的强度、刚度和耐磨性，重量应尽可能轻。

每条履带都由几十块履带板组成。

由于这种履带板是由几部分零件组合而成的，所以通常叫做组合式履带板。

而东方红75型拖拉机的履带板由高锰钢整块铸成，通常叫做整体式履带板，如图2-36所示。

图2-36 180马力推土机的履带1-履带螺栓；2-防尘圈；3-轨链节；4-销套；5-履带板；6-履带销3.驱动轮驱动轮用来卷绕履带，以保证拖拉机行驶，它安装在最终传动的从动轴或从动轮毂上。

典型结构的履带式拖拉机，驱动轮一般都位于拖拉机的后部。

驱动轮一般用中碳钢铸成(如40号铸钢)，经过热处理齿面硬度达布氏300～400或更高一些，热处理后齿面不再加工。

它与履带的啮合有两种方式。

红旗-100和东方红-75拖拉机的驱动轮轮齿与履带板的节销进行啮合，叫做节销式啮合。

另一种啮合方式叫节齿式啮合，即驱动轮轮齿与履带板上的节齿啮合，挖掘起重机械多采用这种节齿啮合式，由于土方工程机械工作条件差，驱动轮的轮齿磨损很快。

当磨损超过限度需要更换时，必须拆开履带、取下驱动轮才能更换新的。

这种拆装工序在工地是很难进行的。

也有驱动轮采用拼合式驱动轮轮圈，拆装工作就简便得多。

同样，履带销子和销套之间，由于是干摩擦，其间又落入很多尘土，磨损也是很快。

过去认为这一对运动副是无法润滑的。

随着密封装臵的不断改进，美国研究成功了密封润滑式履带并已采用于D7G、D8K、D9H等型推土机上。

实践表明，它除了延长履带运动副的寿命外，还显著减少了履带噪音。

4.支重轮支重轮用来支承拖拉机的重量，同时在履带的导轨(轨链节)或履带板面上滚动；它还用来限制履带，防止横向滑脱。

当拖拉机转向时支重轮迫使履带在地面上滑移。

支重轮常在泥水尘土中工作，且承受强烈冲击，因此要求它密封可靠、轮圈耐磨。

东方红-75拖拉机的每边履带有四个双轮圈的支重轮。

180马力履带式推土机每侧有6个支重轮如图2-37所示。

支重轮一般为含锰中碳钢(如50Mn)铸成，加工后进行火焰表面淬火，表面硬度不得低于HRC50 。

图2-37 180马力推土机的支重轮1-支重轮；2-台车架；3-支重轮轴托架；4-轴承座；5-支重轮轮圈；6-浮动轴封；7-定位键；8-支重轮轴托架；9-定位销；10-轴瓦；11-引导器5.托轮托轮用来托住履带的上方部分，防止履带下垂过大，减少履带运动时的振跳现象和防止履带侧向滑落。

托轮的个数一般每边两个。

它与支重轮相比，受力较小，工作条件较好，所以结构比较简单，尺寸较小，对材质等要求也较低。

东方红-75拖拉机的托轮如图2-38所示。

图2-38 东方红-75拖拉机的托轮1-托轮轴；2-盖；3-油塞6.张紧装臵张紧装臵的作用是使履带保持合适的张紧度，从而可以减少履带运动中的振跳现象。

履带的振跳会导致冲击载荷和额外地消耗功率，加快履带销和销孔间的磨损。

履带张紧后，还可以防止在工作过程中脱落。

导向轮的功用除了引导履带正确、均匀卷绕之外，它还是张紧装臵的组成部分，如 图2-39所示。

图2-39 导向轮和张紧装臵1-轮毂；2-密封护罩；3-防护罩；4-挡泥板；5-插入耳环；6-成形叉；7-车架前梁；8-润滑脂嘴；9-张紧弹簧；10-支承压圈；11-螺母；12-张紧装臵调整螺母；13-张紧螺杆；14-顶架；15-密封套；16-密封壳；17-圆锥滚柱轴承；18-油孔螺塞；19-轮盖；20-平垫圈；21-锁紧垫片；22-螺塞；23-导向轮缘；24-螺母；25-拐轴在结构上，通过调节张紧螺杆的工作长度可以使导向轮随着拐轴的摆动而前后移动。

这样，根据需要，它可以使导向轮前移而使履带张紧，又可以使它后移放松履带而便于拆装履带。

当导向轮前方遇到障碍或履带与驱动轮之间卡入石块等硬物而使履带张紧时，导向轮又可以通过拐轴迫使张紧弹簧压缩而后移，从而起缓冲作用。

常见张紧装臵除上述曲拐式外，还有滑块式、液压调整滑块式张紧装臵等。

四、转向机构履带式机械的转身方式和轮胎式机械不同，它不是靠行走机构相对于机体的偏转来实现转向，而是靠转向离合器的分离与结合来改变两侧驱动轮上的驱动力矩来实现转身的。

当机械直线行驶时，两个转向离合器处于完全接合的状态，于是均等地向左、右两侧的驱动轮传递扭矩；当向一侧慢转向时，将该侧的转向离合器彻底分离，即切断该侧的动力输入，使该侧的驱动力为零，则机械就会沿较大的转向半径缓慢转向；若将一侧转向离合器彻底分离，并将该侧的制动器加以制动，使该侧的驱动轮完全不转动，则机械以较小的转向半径转向，甚至以一侧履带的接地中心为圆为作原地转向。

改变传到两侧驱动轮上的驱动扭矩的机构就是转向机构。

现在在履带式车辆上采用的转向机构有离合器式，行星齿轮式和双差速器式三种。

对于多机驱动的工程机械，左右履带由可逆转的液压马达或电动机分别驱动，达到转向的目的。

1.转向离合器履带式工程机械的转向离合器几乎都是采用片式摩擦离合器。

由于经过变速箱、中央传动两次减速增扭，同时又要满足发动机的全部扭矩经过一个转向离合器传给一侧的履带来考虑离合器的设计容量，还有某些机械的转向离合器容许的径向尺寸又没有主离合器大(有的机械是一般大，如TY-180型推土机)，因此，它不能采用单片或双片而需要采用多片式结构。

国内各种履带式工程机械的转向离合器多采用干式，如东方红-75、Z2-120、上海-120等，TY-180型推土机采用了湿式结构。

2.行星齿轮式转向机构传给中央传动的扭矩，经两套行星齿轮机构再传到驱动轮上去，也能够改变驱动扭矩。

在拖拉机上采用的行星齿轮机构通常是单节的。

行星齿轮机构的特点：只有当固定件完全制动时，从动件才可以传递全部扭矩。

当固定件完全放松而允许它可以空转时，从动件就完全不传递扭矩。

如果固定件只是部分制动，则从动件只能传递部分扭矩。

行星齿轮机构的这个特点与转向离合器的工作情况相类似。

将行星机构制动器逐步放松，相当于逐渐分离转向离合器；将半轴制动器逐渐制动，相当于逐渐制动转向离合器的从动鼓。

3.双差速器式转向机构图2-40 双差速器式转向机构双差速器的特点是它的行星齿轮是双层的。

如图2-40所示。

内行星齿轮6跟两侧的半轴齿轮7啮合，与普通的单差速器相同；外行星齿轮3与两侧的齿轮1啮合，齿轮1是与制动器的制动鼓2连在一起的，叫制动齿轮。

内行星齿轮与外行星齿轮用平键连在一起。

转向时，需要对一侧制动齿轮施加制动。