履帶式底盤行駛理論.ppt

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1、第二節(jié)履帶底盤行駛理論一行駛原理二履帶行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)三履帶行走機(jī)構(gòu)動力學(xué)四履帶行走機(jī)構(gòu)的附著性能五履帶行走機(jī)械的效率7/21/2021一行駛原理2～3驅(qū)動區(qū)段4～5上方區(qū)段6～8前方區(qū)段8～2支承區(qū)段履帶分為以下幾個區(qū)段：7/21/2021假設(shè)履帶為一撓性帶子，以驅(qū)動輪為研究對象進(jìn)行分析：驅(qū)動力（履帶張力）T的水平分力同理對支重輪，水平分力之合力推動機(jī)械前進(jìn)的力為由此可知，在忽略各種摩擦損失的前提下，在驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的作用下，履帶驅(qū)動的內(nèi)張力T即為推動機(jī)械前進(jìn)的力，與傾角α無關(guān)。7/21/2021二、履帶行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)理論平均速度設(shè)驅(qū)動輪每轉(zhuǎn)一周就有塊履帶板鋪到地面上

2、，則或式中——驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速（r∕min）；——驅(qū)動輪每轉(zhuǎn)卷繞的履帶板塊數(shù)；——履帶板節(jié)距；——驅(qū)動輪角速度；——驅(qū)動輪動力半徑，7/21/2021實(shí)際上履帶不是柔性帶子，所以其速度不是一定值，而是一種帶有沖擊并作周期性變化的不等速運(yùn)動其中為驅(qū)動輪之轉(zhuǎn)角驅(qū)動輪的滾動半徑r是一假象的半徑。由此可知其余滑轉(zhuǎn)率、滑轉(zhuǎn)效率以及二者之間的關(guān)系等與輪式車輛一樣。①純滾動（無滑移和滑轉(zhuǎn)）時②滑轉(zhuǎn)時③滑移時7/21/2021與的定義與輪式車輛一樣，7/21/2021三、履帶行走機(jī)構(gòu)動力學(xué)1、履帶驅(qū)動效率單塊履帶板通過驅(qū)動區(qū)消耗的摩擦功為式中—履帶銷和銷空間的摩擦系數(shù)—履帶銷半徑—履

3、帶銷3兩側(cè)履帶板相對轉(zhuǎn)角—履帶銷1、2兩側(cè)履帶板相對轉(zhuǎn)角7/21/2021驅(qū)動輪轉(zhuǎn)一圈消耗的功為：換算到驅(qū)動輪上的摩擦力矩為功率損失為履帶驅(qū)動效率為由及可得7/21/2021如果機(jī)械反向行駛時，驅(qū)動輪在前，此時履帶驅(qū)動區(qū)效率為可以看出這也是大部分履帶機(jī)械采用驅(qū)動輪后置的原因之一。此外還應(yīng)考慮履帶銷套和驅(qū)動輪齒之間的嚙合時的摩擦和沖擊損失，一般可用實(shí)驗(yàn)測定。7/21/20212、履帶行走機(jī)械的滾動阻力內(nèi)部滾動阻力+外部滾動阻力①內(nèi)部滾動阻力由以下兩部分組成a)由張緊力所引起的滾動阻力由于履帶張緊力的存在。每一塊履帶板在通過支重輪、驅(qū)動輪、引導(dǎo)輪等時，有相對運(yùn)動。更

4、由于履帶銷處摩擦力的存在，令消耗部分功率（滾動阻力）減小會減小。但太小時，反而會增加。這是由于履帶下垂造成相鄰履帶板相對轉(zhuǎn)動，同時履帶的上下震動也會消耗能量。所以存在一個最佳張緊力。7/21/2021履帶上方區(qū)段的下垂量7/21/2021另一方面減小摩擦系數(shù)也可減小采用密封、液體潤滑履帶銷結(jié)構(gòu)，延長使用壽命，減小噪聲，提高行走機(jī)械效率，但成本較高。b）由于支重輪在履帶上滾動，其滾動阻力距所引起的滾動阻力考慮支重輪在履帶支重區(qū)段上的摩擦滾動及支重輪軸承中的摩擦，因此，在履帶支承長度一定時，增大支重輪半徑，而減少其數(shù)目會減小，但數(shù)目太少又會造成接地比壓不均勻，一般為

5、5~7個。7/21/2021②外部滾動阻力考慮土壤在垂直方向產(chǎn)生殘余變形即形成車轍所消耗的功率。通過理論及實(shí)驗(yàn)研究表明：a)接地比壓p越大越大b)當(dāng)機(jī)械重量及履帶支承面積一定時，即比壓一定時，采用長而狹窄的履帶比短而寬的履帶其要小，但受轉(zhuǎn)向性能的限制?？倽L動阻力為一般計(jì)算采用—整機(jī)使用重量—滾動阻力系數(shù)，查表可得7/21/2021四、履帶行走機(jī)構(gòu)的附著性能a)土壤的抗剪曲線b)履帶行走機(jī)構(gòu)的滑轉(zhuǎn)曲線c)履帶支承段下土壤的剪切變形—土壤的剪切變形—土壤的剪切應(yīng)力—土壤的剪切強(qiáng)度極限—抗剪曲線變形系數(shù)土壤抗剪曲線:(由實(shí)驗(yàn)測得)7/21/2021取履帶支承面最前端為

6、坐標(biāo)x的原點(diǎn)，當(dāng)滑轉(zhuǎn)率為δ時，履帶支承面下各點(diǎn)土壤的剪切變形lτ=δx，因此滑轉(zhuǎn)率曲線可用下式表示：式中B——履帶寬度L0——履帶支承段長度1）曲線在δ→0時的斜率tgβ2）最大切線牽引力PKmax7/21/2021研究表明：①增加履帶支承面積F不僅可以增大地面最大切向反作用力而且在相同的值時可以減小滑轉(zhuǎn)率（增大）②相同的履帶支承面積，采用狹窄而長的履帶比寬而短的履帶附著性能要好，這與影響Pf2的結(jié)論一致。7/21/2021輪式和履帶式行走機(jī)構(gòu)滑轉(zhuǎn)曲線的比較：①輪式較履帶式δ隨PK的增大而增升較快，即在同一PK下，δ較大。②履帶式的最大值大。7/21/2021影

7、響履帶附著性能的主要因素：①土壤性質(zhì)，表現(xiàn)在抗剪曲線的不同上；②履帶支承面的長度和寬度；③機(jī)械重量（砂質(zhì)土壤上效果明顯）；④增加履刺高度，對砂質(zhì)土效果不明顯；對粘性土作用顯著；⑤接地比壓的分布7/21/2021五、履帶行走機(jī)械的效率履帶行走機(jī)械增加了履帶驅(qū)動段效率7/21/2021