1、第一章履带车辆行驶理论n 1-1履带车辆行驶原理n 1-2履带行走机构的运动学和动力学n 1-3履带接地比压和履带接地平面和心域n 1-4履带车轮的行驶阻力n 1-5履带车辆的附着性能1-1履带车辆行驶原理n 一、驱动力距与传动系效率n 二、履带车辆的行驶原理一、驱动力距与传动系效率n 驱动力矩 MK：发动机通过传动系传到驱动轮上的力矩称。n 传动系效率 m ：m=PKPe=（ MKK ） （ Mee ） =(MKMe) im式中： K 驱动的角速度；e 发动机曲轴的角速度；Me 发动机的有效力矩。im 传动系总传动比，它是变速箱、中央传动和最终传动 各部分传动比的乘积。n 当车辆在水平地段上
2、作等速直线行驶时，其驱动力矩 MK可由下式求得：MK=mMeim二、履带车辆的行驶原理n 切线牵引力产生n 驱动段效率切线牵引力产生n 为了便于说明行驶原理，参看图 1-1所示n 图 1-1履带式拖拉机行驶原理图n 车辆行驶时，在驱动力矩 MK作用下，驱动段内产生拉力 Ft即：n Ft=MKrK。n 对车辆来说，拉力 Ft是内力，它力图把接地段从支重轮下拉出，致使土壤对接地段产生水平反作用力。这些反作用力的合力 FK叫做履带式车辆的驱动力，其方向与行驶方向相同。n 参看图 1-2所示n 取驱动轮为研究对象（不及损失），如下图所示：n 则有： Ft=Ft cosn MK= Ft rKn 取支重轮
3、为研究对象（不计损失），如下图所示：n 则有： FK=Ftn F水平 FK Ftcosn 如果不计损失，推动机体前进的力应该是水平方向受力之和，即：n Ft F水平 Ft cos FK Ftcos =FK驱动段效率n 由于动力从驱动轮经履带驱动段传到接地段时，中间有动力损失，如果此损失用履带驱动段效率 r表示，则履带式车辆的驱动力 FK(以下称为切线牵引力 )可表示为：n FK=r Ft=(rMK) rK =(rmimMe) rK 1-2履带行走机构的运动学和动力学n 一、履带行走机构的运动学n 二、履带行走机构的动力学一、履带行走机构的运动学n 理论速度n 实际速度n 滑转率理论速度n 参看
4、图 1-3卷绕履带最大速度值n 当履带处于图中 1所示的位置时，履带速度达最大值，并等于：n V1=rok (m/s )n 式中： r0 驱动链轮的节圆半径 m ；n k 驱动链轮的角速度 l/s 。卷绕履带最低速度值n 当履带处于图中 2所示的位置时，履带速度最低，等于：n V2=roKcos2=V1cos2 (m/s )n 式中： 驱动链轮的分度角 =360Zk；n ZK 驱动链轮的有效啮合齿数。n 将车辆履带在地面上没有任何滑移时，车辆的平均行驶速度称为理论行驶速度 VT，它在数值上应等于履带卷绕运动的平均速度，亦即：n VT=(Zkltk)（ 2 ） =(Zkltnk)60(m/s )
5、n 式中： lt 链轨节矩， m；n k 驱动轮角速度， l/s；n nk 驱动轮转速， r/min。 实际速度n 当车辆在实际工作时，履带挤压土壤并使履带在水平方向有向后运动的趋向。在履带存在向后运动的情况下，车辆的行驶速度称为实际行驶速度 v，它显然应该是履带的向后速度和台车架对接地链轨的相对速度的合成速度，亦即：n v=(vT vj) (m/s )n 式中： vj 履带在地面上的向后运动速度 (m/s ) 。滑转速度n 履带在地面上的向后运动速度称为滑转速度 vj则可用单位时间内的滑转距离来表示：n vj=ljtn 或 vj=ljt=（ lT l) tn 式中： l 在时间 t内，车辆的
6、实际行驶距离；n lj 在时间 t内，履带相对地面向后运动的距离；n lT 在同一时间 t内，车辆的理论行驶距离，它可通过下式计算：n lT=rkkt=（ Zkltkt) 2 。滑转率n 履带相对地面向后运动的程度通常用滑转率 来表示，它表明了由于履带向后运动而引起的车辆行程或速度的损失，并可由下式计算：= （ lT l） lT=1（ ll T）或 = （ vT v） vT=1（ vv T）。二、履带行走机构的动力学n 假设履带车辆在水平地面上作等速直线行驶 n 把车辆作为一个整体来考察 n 对履带单独进行考察 n 履带行走机构内部阻力分析车辆整体受力分析n 参看 (图 1-5) n 此时作用
7、在履带车辆上的各种外部阻力应与切线牵引力相平衡，亦即：n F=FKn F 各种外部阻力的总和；n FK 切线牵引力。对履带进行受力分析n 参看 (图 1-6)n 根据履带等速运转的平衡条件，在驱动力矩 M K与切线牵引力之n 间显然存在着以下的平衡关系：n MKrK=Ft=FK履带行走机构内部阻力分析n 1)各链轨节铰链中的摩擦；n 2)驱动轮与链轨啮合时的摩擦；n 3)导向轮和拖链轮轴承的摩擦；n 4)支重轮轴承中的摩擦和支重轮在链轨上的滚动摩擦。 n 1)由不变的法向压力 (例如由履带的预加张紧力 F0和机器质量 G造成的法向压力 )所产生。这部分摩擦力矩与驱动力的大小无关，相关于拖动行驶
8、时行走机构内部摩擦力矩，它可用 Mr2来表示。n 2)由履带的附加张紧力 Ft所引起，这部分摩擦力矩 Mr1近似地与驱动力矩成正比，并可方便地用一效率系数来表示。 1-3履带接地比压和履带接地平面和心域n 一、履带的接地比压 n 二、履带接地平面核心域n 三、履带接地比压与沉陷深度的关系一、履带的接地比压n 履带的接地比压的定义n 影响履带的接地比压的因素履带的接地比压的定义n 履带单位面积所承受的垂直载荷。它直接决定机器的通过性和工作稳定性。n Pa=G(2bL)n 式中： G 机器重力与垂直外载荷所构成的合力；n L 履带接地区段长度 ；n B 履带宽度。影响履带的接地比压的因素n 机器重力与垂直外载荷所构成的合力 G；n 履带接地区段长度 L ；n 履带宽度 b；n 由于横向偏心距 C ；n 为机器纵向偏心距 e ；n 履带轨距 B 。
