工程机械底盘行驶理论

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1、第一章工程机械底盘行驶理论行驶理论主要研究内容:行驶理论主要研究工程机械行走机构的附着牵引性能、牵引计算，研究牵引功率、牵引效率、行驶速度、滑转率、燃油消耗量和牵引力之间的关系。1、对于现有的工程机械，通过牵引计算可以进行牵引性能和经济性的比较。2、对于正在设计的工程机械，通过牵引计算可确定发动机功率、传动系统的基本参数，并可预计所设计机械的牵引性能和经济性。主要研究目的:工程机械的行驶原理主要内容第一节轮式底盘行驶原理第二节行驶阻力第三节附着性能第四节工程机械的整机性能第一节轮式底盘行驶原理驱动轮从动轮一、行驶原理装载

2、机、推土机、汽车起重机、翻斗车等这类作业机械，都是利用发动机的动力，经传动系传到车轮或履带上以后，借助于对地面作用所产生的牵引力PK行驶的。如图所示为后轮驱动的轮胎式推土机在水平地面上作等速直线运动时的受力。1、驱动力PK和行驶阻力Pf作用在推土机上的外力有重力G、推土阻力PT及地面作用于车轮的诸反作用力。由传动系统传到后轮的驱动力矩MK对推土机整体来说是内力矩，所以在图上以虚线表示推动轮式机械运动的力，是通过车轮对地面的作用而由地面产生的。车轮上受有和运动方向一致的地面反作用力时称为驱动轮、受有和运动方向相反的地面反作

3、用力时称为从动轮。驱动力也可称为切线牵引力。1、驱动力PK和行驶阻力Pfrd式中:rd—动力半径,为车轮中心到驱动力PK之间的距离;η∑—传动系统效率，对机械传动为机械效率;对液力机械传动，应包含液力变矩器的效率；对液压传动，应包含液压系统的效率；i∑—传动系统(从发动机到驱动轮)的总传动比。轮式机械(1)驱动力PK履带式机械1、驱动力PK和行驶阻力Pf式中:ηq—履带驱动段的效率，通常取0.95～0.96；rK—履带机械驱动轮节圆半径,可按下式近似计算：式中：ZK—围绕驱动链轮一周的履带板数目，对于非间齿啮合，即驱动链

4、轮的齿数，对间齿啮合，则为驱动链轮齿数之半；lt—履带板节距，即每块履带板两端销孔中心线间的距离。对于轮式机械,行驶阻力应为所有车轮所承受阻力的总和1、驱动力PK和行驶阻力Pf(2)行驶阻力Pf(3)有效牵引力PKP轮式机械履带机械2、附着力PΦ驱动力PK的值受限于发动机功率及传动系统传动比。而推动机械运动的驱动力是地面的反作用力,因此PK的最大值又受到地面附着性能的限制。在车轮（履带）结构与地面条件给定时，存在一个机械所能产生的最大驱动力（即附着力）PΦ，无论发动机和传动系的参数怎样变化，PK是不能大于PΦ的。所以车辆

5、在水平地面上行驶的充分必要条件是：ifthenifthen二、轮式行走机构运动学1、车轮滚动的三种情况（1）纯滚动（2）滑移（3）滑转问题：车轮运动时何种状态下会出现滑转？何种状态下会出现滑移？2、行驶速度（1）理论行驶速度车轮在地面上无滑动的滚动时，其中心的平移速度为理论行驶速度。（2）实际行驶速度车轮在地面上有滑动的滚动时，其中心的平移速度为实际行驶速度。式中：r—车轮的滚动半径，是一个变量，与车轮滚动情况有关，通常由试验方法确定，可测取行驶距离S和驱动轮转过的圈数。3、车轮滑动特性的评价（1）滑转率δ定义：机械理论

6、行驶速度与实际速度之差对理论速度的比值。（2）滑移率S定义：滑转率表示因滑转而损失的行驶速度的百分率。其大小与路面条件、轮胎状态、垂直载荷及驱动力大小有关。滑移率主要用于衡量车轮制动时的滑动情况。例如，汽车的ABS系统，滑移率设计在20%左右。二、轮式行走机构动力学1、从动轮动力学根据试验数据，受有垂直载荷作用的车轮在水平地面上滚动时，地面对轮胎支承面上反作用力的分布如图所示。其分布形式与轮胎结构、充气压力、土壤性质和作用在车轮上的载荷大小有关，但是全部反作用力的合力作用点必然向滚动方向前移一个距离。从动轮在水平地面上作

7、等速直线滚动时，其受力如图所示。1、从动轮动力学忽略从动轮轴承的摩擦力矩。将R分解为垂直分力和水平分力，根据从动轮的受力平衡，可得：Pf为滚动阻力，令：滚动阻力系数a—滚动摩擦系数2、驱动轮动力学驱动轮在水平地面上作等速直线滚动时，其受力如图所示。MK—驱动转矩驱动轮驱动车辆前进的条件为：铲土运输机械行驶作业时，在机械上作用有以下几种阻力，如图所示。第二节行驶阻力风阻力工作阻力滚动阻力加速阻力坡道阻力第二节行驶阻力一、滚动阻力1、产生滚动阻力的原因滚动阻力轮式作业机械行驶时，由于轮胎与路面的变形，引起路面对车轮的反作用力

8、偏离车轮纵轴线一个距离（如图）。反力与偏心距a的乘积构成了与车轮转动方向ω相反的一个滚动阻力矩，所以车轮滚动时要消耗能量。1、产生滚动阻力的原因车轮在地面上滚动时，可以看到以下现象：（1）地面在垂直方向被压实而形成轮辙；（2）轮胎的弹性轮缘部分周期性地发生变形。使得弹性轮缘各组成部分之间（如帘布层之间、内外胎之间、衬