[发明专利]履带行走机构内阻力和功耗分析计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内阻力和功耗的分析计算，特别是履带行走机构内阻力和功耗的分析计算。

背景技术

履带车辆是一种“自铺”路面车辆，由于其较强的牵引附着能力以及对恶劣地面环境的适应性，良好的通过性能，在现代军事、农业、能源、建筑等领域发挥着十分重要的作用。履带行走机构是履带车辆的重要组成部分。它是一种比轮式行走机构路面适应性更强的行走装置。履带行走机构可以在工作环境恶劣，轮式装置无法行进的路面行驶，比如深雪、沼泽、软泥和沙石等环境，而且履带行走机构的接地比压远远小于轮式，所能承受的载荷冲击也大于轮式。所以对于像采煤机、挖掘机等往往工作在矿上的沙石、软泥中，并且在工作过程中同时受到较大载荷冲击的重型工程机械而言，履带式行走机构便会发挥更大的优势。

然而，履带行走机构到目前为止仍是很不完善的。在道路上行驶时，它的机械效率远远低于轮式行驶装置；履带行走机构远不如轮式装置工作可靠，并且大大增加了车辆系统的复杂程度和造价。由于其通常工作于恶劣的地面环境，润滑条件很差。摩擦磨损现象十分普遍，是这类工程机械发生故障和影响寿命的主要原因。因此，深入研究工程机械履带行走机构内部的各种摩擦规律，分析其产生机理，寻求合理的解决方案，实现节能降耗，提高可靠性和使用寿命有着重大的经济意义。

另外，履带行走机构本身是一个非常复杂的机械系统，人们很难对其机动性能有深刻全面的认识。长期以来，对履带式车辆的研究一直处于“经验+试验”的基础上，需要建立大量的经验公式，统计大量的实验数据，研究周期长，对影响履带车辆性能的诸多因素难以有定量的识别和刻画，设计-试制-试验-改进一直是履带车辆研究的传统模式。这种模式的弊端是很明显的。经验依赖的设计需要投入大量的人力物力，而且设计本身是不精确的，这会在一定程度上造成设计资源的浪费，需要有科学理论的指导以及定量化的分析与计算。因此系统的分析计算履带行走机构的内阻力和功耗，对深入研究履带行走机构内部的各种摩擦规律具有指导意义；开发履带系统内阻力及功耗分析计算软件对于缩短计算时间，提高效率具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种履带行走机构内阻力和功耗的理论分析计算方法，有计算软件，方便快捷，极大的方便使用者进行履带行走机构的内阻力和功耗的分析和计算，免除设计者需要具有专业知识才能分析的要求，直接通过简单的界面操作就可以进行分析和计算。

主要研究方法：

系统的分析了履带行走机构的外部特性、内部摩擦阻力及驱动力矩和功率的理论，考虑到履带机器本身及土壤等的影响因素，从接地比压、沉陷深度、地面牵引力、行驶阻力、履带销和销套相对转动产生的摩擦阻力、履带架和履带之间的摩擦阻力、驱动轮轴承处的摩擦阻力、导向轮轴承处的摩擦阻力、驱动轮齿与履带板的啮合摩擦阻力等方面全面给出了履带系力学分析计算。

1.外部特性理论推导分析

(1)接地比压分析

履带的接地压力是履带式机械的一个重要参数，直接决定着机器的行驶特性，又与车辆的重心位置(即重心相对履带接地区域几何中心的偏心距)密切相关。根据地面力学理论，考虑纵向偏心距e。当纵向偏心距在e∈(0，L/6)时，接地压力呈梯形分布；当e∈(L/6，L/2)时，接地压力图呈底边缩小的直角三角形分布，如图1所示。e∈(L/6，L/2)时，接地比压计算公式为：

P_min＝0

Pmax=2G3b(L-2e)]]>