履带式底盘行驶理论.ppt

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1、第二节履带底盘行驶理论一行驶原理二履带行走机构运动学三履带行走机构动力学四履带行走机构的附着性能五履带行走机械的效率7/21/2021一行驶原理2～3驱动区段4～5上方区段6～8前方区段8～2支承区段履带分为以下几个区段：7/21/2021假设履带为一挠性带子，以驱动轮为研究对象进行分析：驱动力（履带张力）T的水平分力同理对支重轮，水平分力之合力推动机械前进的力为由此可知，在忽略各种摩擦损失的前提下，在驱动转矩的作用下，履带驱动的内张力T即为推动机械前进的力，与倾角α无关。7/21/2021二、履带行走机构运动学理论平均速度设驱动轮每转一周就有块履带板铺到地面上

2、，则或式中——驱动轮转速（r∕min）；——驱动轮每转卷绕的履带板块数；——履带板节距；——驱动轮角速度；——驱动轮动力半径，7/21/2021实际上履带不是柔性带子，所以其速度不是一定值，而是一种带有冲击并作周期性变化的不等速运动其中为驱动轮之转角驱动轮的滚动半径r是一假象的半径。由此可知其余滑转率、滑转效率以及二者之间的关系等与轮式车辆一样。①纯滚动（无滑移和滑转）时②滑转时③滑移时7/21/2021与的定义与轮式车辆一样，7/21/2021三、履带行走机构动力学1、履带驱动效率单块履带板通过驱动区消耗的摩擦功为式中—履带销和销空间的摩擦系数—履带销半径—履

3、带销3两侧履带板相对转角—履带销1、2两侧履带板相对转角7/21/2021驱动轮转一圈消耗的功为：换算到驱动轮上的摩擦力矩为功率损失为履带驱动效率为由及可得7/21/2021如果机械反向行驶时，驱动轮在前，此时履带驱动区效率为可以看出这也是大部分履带机械采用驱动轮后置的原因之一。此外还应考虑履带销套和驱动轮齿之间的啮合时的摩擦和冲击损失，一般可用实验测定。7/21/20212、履带行走机械的滚动阻力内部滚动阻力+外部滚动阻力①内部滚动阻力由以下两部分组成a)由张紧力所引起的滚动阻力由于履带张紧力的存在。每一块履带板在通过支重轮、驱动轮、引导轮等时，有相对运动。更

4、由于履带销处摩擦力的存在，令消耗部分功率（滚动阻力）减小会减小。但太小时，反而会增加。这是由于履带下垂造成相邻履带板相对转动，同时履带的上下震动也会消耗能量。所以存在一个最佳张紧力。7/21/2021履带上方区段的下垂量7/21/2021另一方面减小摩擦系数也可减小采用密封、液体润滑履带销结构，延长使用寿命，减小噪声，提高行走机械效率，但成本较高。b）由于支重轮在履带上滚动，其滚动阻力距所引起的滚动阻力考虑支重轮在履带支重区段上的摩擦滚动及支重轮轴承中的摩擦，因此，在履带支承长度一定时，增大支重轮半径，而减少其数目会减小，但数目太少又会造成接地比压不均匀，一般为

5、5~7个。7/21/2021②外部滚动阻力考虑土壤在垂直方向产生残余变形即形成车辙所消耗的功率。通过理论及实验研究表明：a)接地比压p越大越大b)当机械重量及履带支承面积一定时，即比压一定时，采用长而狭窄的履带比短而宽的履带其要小，但受转向性能的限制。总滚动阻力为一般计算采用—整机使用重量—滚动阻力系数，查表可得7/21/2021四、履带行走机构的附着性能a)土壤的抗剪曲线b)履带行走机构的滑转曲线c)履带支承段下土壤的剪切变形—土壤的剪切变形—土壤的剪切应力—土壤的剪切强度极限—抗剪曲线变形系数土壤抗剪曲线:(由实验测得)7/21/2021取履带支承面最前端为

6、坐标x的原点，当滑转率为δ时，履带支承面下各点土壤的剪切变形lτ=δx，因此滑转率曲线可用下式表示：式中B——履带宽度L0——履带支承段长度1）曲线在δ→0时的斜率tgβ2）最大切线牵引力PKmax7/21/2021研究表明：①增加履带支承面积F不仅可以增大地面最大切向反作用力而且在相同的值时可以减小滑转率（增大）②相同的履带支承面积，采用狭窄而长的履带比宽而短的履带附着性能要好，这与影响Pf2的结论一致。7/21/2021轮式和履带式行走机构滑转曲线的比较：①轮式较履带式δ随PK的增大而增升较快，即在同一PK下，δ较大。②履带式的最大值大。7/21/2021影

7、响履带附着性能的主要因素：①土壤性质，表现在抗剪曲线的不同上；②履带支承面的长度和宽度；③机械重量（砂质土壤上效果明显）；④增加履刺高度，对砂质土效果不明显；对粘性土作用显著；⑤接地比压的分布7/21/2021五、履带行走机械的效率履带行走机械增加了履带驱动段效率7/21/2021