工程機(jī)械底盤_行駛理論

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1、第一章工程機(jī)械底盤行駛理論行駛理論主要研究?jī)?nèi)容:行駛理論主要研究工程機(jī)械行走機(jī)構(gòu)的附著牽引性能、牽引計(jì)算，研究牽引功率、牽引效率、行駛速度、滑轉(zhuǎn)率、燃油消耗量和牽引力之間的關(guān)系。1、對(duì)于現(xiàn)有的工程機(jī)械，通過牽引計(jì)算可以進(jìn)行牽引性能和經(jīng)濟(jì)性的比較。2、對(duì)于正在設(shè)計(jì)的工程機(jī)械，通過牽引計(jì)算可確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率、傳動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)，并可預(yù)計(jì)所設(shè)計(jì)機(jī)械的牽引性能和經(jīng)濟(jì)性。主要研究目的:工程機(jī)械的行駛原理主要內(nèi)容第一節(jié)輪式底盤行駛原理第二節(jié)行駛阻力第三節(jié)附著性能第四節(jié)工程機(jī)械的整機(jī)性能第一節(jié)輪式底盤行駛原理驅(qū)動(dòng)輪從動(dòng)輪一、行駛原理裝載機(jī)、推土機(jī)、汽車起重機(jī)、翻斗車等這類作業(yè)機(jī)械，都是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的

2、動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)系傳到車輪或履帶上以后，借助于對(duì)地面作用所產(chǎn)生的牽引力PK行駛的。如圖所示為后輪驅(qū)動(dòng)的輪胎式推土機(jī)在水平地面上作等速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力。1、驅(qū)動(dòng)力PK和行駛阻力Pf作用在推土機(jī)上的外力有重力G、推土阻力PT及地面作用于車輪的諸反作用力。由傳動(dòng)系統(tǒng)傳到后輪的驅(qū)動(dòng)力矩MK對(duì)推土機(jī)整體來說是內(nèi)力矩，所以在圖上以虛線表示推動(dòng)輪式機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力，是通過車輪對(duì)地面的作用而由地面產(chǎn)生的。車輪上受有和運(yùn)動(dòng)方向一致的地面反作用力時(shí)稱為驅(qū)動(dòng)輪、受有和運(yùn)動(dòng)方向相反的地面反作用力時(shí)稱為從動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)力也可稱為切線牽引力。1、驅(qū)動(dòng)力PK和行駛阻力Pfrd式中:rd—?jiǎng)恿Π霃?為車輪中心到驅(qū)動(dòng)力PK之間

3、的距離;η∑—傳動(dòng)系統(tǒng)效率，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)為機(jī)械效率;對(duì)液力機(jī)械傳動(dòng)，應(yīng)包含液力變矩器的效率；對(duì)液壓傳動(dòng)，應(yīng)包含液壓系統(tǒng)的效率；i∑—傳動(dòng)系統(tǒng)(從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪)的總傳動(dòng)比。輪式機(jī)械(1)驅(qū)動(dòng)力PK履帶式機(jī)械1、驅(qū)動(dòng)力PK和行駛阻力Pf式中:ηq—履帶驅(qū)動(dòng)段的效率，通常取0.95～0.96；rK—履帶機(jī)械驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓半徑,可按下式近似計(jì)算：式中：ZK—圍繞驅(qū)動(dòng)鏈輪一周的履帶板數(shù)目，對(duì)于非間齒嚙合，即驅(qū)動(dòng)鏈輪的齒數(shù)，對(duì)間齒嚙合，則為驅(qū)動(dòng)鏈輪齒數(shù)之半；lt—履帶板節(jié)距，即每塊履帶板兩端銷孔中心線間的距離。對(duì)于輪式機(jī)械,行駛阻力應(yīng)為所有車輪所承受阻力的總和1、驅(qū)動(dòng)力PK和行駛阻力Pf(2)行駛

4、阻力Pf(3)有效牽引力PKP輪式機(jī)械履帶機(jī)械2、附著力PΦ驅(qū)動(dòng)力PK的值受限于發(fā)動(dòng)機(jī)功率及傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比。而推動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力是地面的反作用力,因此PK的最大值又受到地面附著性能的限制。在車輪（履帶）結(jié)構(gòu)與地面條件給定時(shí)，存在一個(gè)機(jī)械所能產(chǎn)生的最大驅(qū)動(dòng)力（即附著力）PΦ，無論發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的參數(shù)怎樣變化，PK是不能大于PΦ的。所以車輛在水平地面上行駛的充分必要條件是：ifthenifthen二、輪式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)1、車輪滾動(dòng)的三種情況（1）純滾動(dòng)（2）滑移（3）滑轉(zhuǎn)問題：車輪運(yùn)動(dòng)時(shí)何種狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)？何種狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)滑移？2、行駛速度（1）理論行駛速度車輪在地面上無滑動(dòng)的滾動(dòng)

5、時(shí)，其中心的平移速度為理論行駛速度。（2）實(shí)際行駛速度車輪在地面上有滑動(dòng)的滾動(dòng)時(shí)，其中心的平移速度為實(shí)際行駛速度。式中：r—車輪的滾動(dòng)半徑，是一個(gè)變量，與車輪滾動(dòng)情況有關(guān)，通常由試驗(yàn)方法確定，可測(cè)取行駛距離S和驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。3、車輪滑動(dòng)特性的評(píng)價(jià)（1）滑轉(zhuǎn)率δ定義：機(jī)械理論行駛速度與實(shí)際速度之差對(duì)理論速度的比值。（2）滑移率S定義：滑轉(zhuǎn)率表示因滑轉(zhuǎn)而損失的行駛速度的百分率。其大小與路面條件、輪胎狀態(tài)、垂直載荷及驅(qū)動(dòng)力大小有關(guān)?；坡手饕糜诤饬寇囕喼苿?dòng)時(shí)的滑動(dòng)情況。例如，汽車的ABS系統(tǒng)，滑移率設(shè)計(jì)在20%左右。二、輪式行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)1、從動(dòng)輪動(dòng)力學(xué)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，受有垂直載荷作

6、用的車輪在水平地面上滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)輪胎支承面上反作用力的分布如圖所示。其分布形式與輪胎結(jié)構(gòu)、充氣壓力、土壤性質(zhì)和作用在車輪上的載荷大小有關(guān)，但是全部反作用力的合力作用點(diǎn)必然向滾動(dòng)方向前移一個(gè)距離。從動(dòng)輪在水平地面上作等速直線滾動(dòng)時(shí)，其受力如圖所示。1、從動(dòng)輪動(dòng)力學(xué)忽略從動(dòng)輪軸承的摩擦力矩。將R分解為垂直分力和水平分力，根據(jù)從動(dòng)輪的受力平衡，可得：Pf為滾動(dòng)阻力，令：滾動(dòng)阻力系數(shù)a—滾動(dòng)摩擦系數(shù)2、驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力學(xué)驅(qū)動(dòng)輪在水平地面上作等速直線滾動(dòng)時(shí)，其受力如圖所示。MK—驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)的條件為：鏟土運(yùn)輸機(jī)械行駛作業(yè)時(shí)，在機(jī)械上作用有以下幾種阻力，如圖所示。第二節(jié)行駛阻力風(fēng)阻力

7、工作阻力滾動(dòng)阻力加速阻力坡道阻力第二節(jié)行駛阻力一、滾動(dòng)阻力1、產(chǎn)生滾動(dòng)阻力的原因滾動(dòng)阻力輪式作業(yè)機(jī)械行駛時(shí)，由于輪胎與路面的變形，引起路面對(duì)車輪的反作用力偏離車輪縱軸線一個(gè)距離（如圖）。反力與偏心距a的乘積構(gòu)成了與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向ω相反的一個(gè)滾動(dòng)阻力矩，所以車輪滾動(dòng)時(shí)要消耗能量。1、產(chǎn)生滾動(dòng)阻力的原因車輪在地面上滾動(dòng)時(shí)，可以看到以下現(xiàn)象：（1）地面在垂直方向被壓實(shí)而形成輪轍；（2）輪胎的彈性輪緣部分周期性地發(fā)生變形。使得彈性輪緣各組成部分之間（如簾布層之間、內(nèi)外胎之間、襯