第二章履带式机械行驶理论.ppt

章履带式机械行驶理论 ;第一节 履带车辆行驶原理 ;;式中：ωk——驱动轮的角速度； ωe——发动机曲轴的角速度; Mk——驱动力矩； Me——发动机的有效扭矩。 ;假定离合器不打滑，则上式可表示为： ; 故当车辆在水平地段上作等速直线行驶时，其驱动力矩可由下式求得： ;二、履带车辆的行驶原理 ;; 车辆行驶时，在驱动力矩作用下，驱动段内产生拉力Ft，Ft的大小等于驱动力矩与驱动轮动力半径之比，即： ; 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， 故： FK ≤ Ft 如果此损失用履带驱动段效率ηr表示，则履带式车辆的驱动力FK可表示为： ;2、行驶原理： 为进一步说明履带式车辆的行驶原理，分析切线牵引力如何传到机体上的，对驱动轮及支重轮进行受力分析。 ; 经过分析可知，推动机械前进的力就是切线牵引力FK。;第二节 履带行走机构的运动学和动力学 ;从上图中可以看到，当履带处于图中l所示的位置时，履带速度达最大值 ;当履带处于图中2所示的位置时，履带速度最低，等于： ;2、履带卷绕运动的平均速度的计算：; 3、车辆的理论行驶速度vT ：;意义：即驱动轮有效啮合齿数增加时，履带卷绕的速度趋近其平均速度，且趋于常数。 ;　　当驱动轮作等角速度旋转时，履带卷绕运动的速度，也就是车辆的理论行驶速度，可用下式表示： ;动力半径：动力半径是切线牵引力线到轮心的距离。 驱动轮的动力半径是一个假设的半径，它在驱动轮上实际并不存在，其物理意义可解释如下： 　　在驱动轮相对于履带没有滑转的情况下，以一半径为rk的圆沿链轨作纯滚动时，驱动轮轴心的速度即为车辆的理论行驶速度。可知： ;４、车辆的实际行驶速度v ：在履带相对地面存在相对运动（主要是滑转）的情况下，车辆的行驶速度称为实际行驶速度v 。　　;５、滑转率δ ：表示履带对地面的滑转程度，它表明了由于滑转而引起的车辆行程或速度的损失 。;二、履带行走机构的动力学 ;1、当车辆作为一个整体来考察 ;此时作用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： ;２、对履带单独进行考察 ;（１）若履带行走机构不存在内部阻力： 　　当车辆静止时在履带的各区段中应具有相同的预加张紧力F0，而当车辆在等速稳定工况下工作时，驱动轮对履带作用有驱动力矩Mk，而在履带的驱动段内则相应地产生一附加张紧力Ft，从而引起了地面对履带的反作用力。根据履带等速运转的平衡条件，在驱动力矩Mk与切线牵引力之间显然存在着以下的平衡关系： ;（２）履带行走机构存在内部阻力：;　　由于这些摩擦损失的存在，显然，驱动力矩在形成切线牵引力时必须消耗一部分力矩用来克服行走机构内部的摩擦损失。即在驱动力矩中必须扣除一部分力矩后才能与切线牵引力相平衡： ;对Mr的分析：;经以上分析可知，Mr可表示为：;　　从上式中可以看出，如果将换算的摩擦力矩M r2设想为某一作用在车辆上的等效外部阻力，将扣除了换算的摩擦力矩后的驱动力矩看成为一等效的驱动力矩，而地面对履带则作用着一等效的切线牵引力，那么就可以认为履带行走机构中并不存在任何内部摩擦阻力。此时作用在车辆上各力的平衡关系是等效的。 ;　　按照通常习惯，等效的切线牵引力就直接称之为切线牵引力，并以符号FK来表示。这样，履带车辆在水平地面上作等速直线行驶时作用在车辆上诸力的平衡方程仍可表示为： ;第三节 履带式机械的行驶阻力 ;（1）内部行驶阻力：由行走机构内部各摩擦副产生的摩擦阻力。;（2）外部行驶阻力：是在机械重力作用下，由土壤垂直变形引起的阻碍机械前进的力，用Ff1表示。 ; 试验表明，滚动阻力近似地与机械重力成正比。因此，滚动阻力常用机械重力与滚动阻力系数的乘积来表示，即：Ff＝fG 式中：G为机械重力；f为滚动阻力系数。 ;不同支承地面的滚动阻力系数;3、履带式机械行驶的必要条件： 履带式机械的切线牵引力大于滚动阻力时机械才能行驶，因此履带式机械行驶的必要条件为：Fk≥Ff ;二、影响滚动阻力的因素： ;　　履带式机械行驶速度提高时，其履带最佳张紧度随之加大，对于行驶速度较低的履带式机械的履带张紧度不宜过大。;（2）轴承、铰链处的密封和润滑：履带式机械行走机构各轴承、铰链处的密封较差时，水分和泥沙易进入其摩擦表面，增加其摩擦损失。故现代履带式机械行走机构上广泛采用密封性较好的浮动轴承。 ;2、外部行驶阻力的影响： ;　　设：履带板宽度为b，接地比压为p，若履带前进距离为L，轨辙（压实）深度为z0，则履带消耗的功为：;（２）外部行驶阻力的影响因素： ; ２