履带车辆差速式转向机构性能试验

履带车辆差速式转向机构性能试验

作者：迟媛， 蒋恩臣， Chi Yuan， Jiang Enehen

作者单位：迟媛,Chi Yuan(东北农业大学工程学院,150030,哈尔滨市)， 蒋恩臣,Jiang Enehen(华南农业大学工程学院,510642,广州市)

刊名：

农业机械学报

英文刊名：TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY FOR AGRICULTURAL MACHINERY

年，卷(期)：2008,39(7)

被引用次数：3次

参考文献(7条)

1.赵建军履带车辆差速式转向机构动力学分析与比较[期刊论文]-工程机械 2002(08)

2.曹付义;周志立;贾鸿社履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势[期刊论文]-河南科技大学学报(自然科学版) 2003(03)

3.曹付义;周志立液压机械双功率差速式转向机构的转向性能分析[期刊论文]-工程机械 2004(02)

4.迟嫒;蒋恩臣履带式车辆液压机械驱动系统的研究[期刊论文]-农机化研究 2007(04)

5.Bodin A Development of a tracked vehicle to study the influence of vehicle parameter tractive performance in soft terrain[外文期刊] 1999(03)

6.Muro T Tractive and braking performance of a flexible tracked tractor moving up and down weak sloped terrain 1993(06)

7.Merhof W;Hackbarth E M履带车辆行驶力学 1989

引证文献(3条)

1.杨洪征.沈玉凤.张春明基于ADAMS的推土机差速转向系统运动学分析[期刊论文]-山东理工大学学报（自然科学版） 2010(2)

2.荆崇波.魏超.刘丁华履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究[期刊论文]-液压与气动 2009(7)

3.荆崇波.魏超.李雪原.彭增雄履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验方法[期刊论文]-农业工程学报2009(7)

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/ef16471199.html,/Periodical_nyjxxb200807004.aspx

动力差速式转向机构设计毕业设计

本科学生毕业设计 动力差速式转向机构设计

The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Dynamic Differential Steering Mechanism Candidate：Shi Chuanyang Specialty：Mechanical Design and Manufacture & Automation Class：07-7 Supervisor：Associate Professor Chen Shuhai Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin

摘要 履带车辆的转向机构是重要的总成之一，其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。因此对性能优良的转向机构的研究一直是车辆工程领域的重要研究课题。 履带式工程机械的转向机构普遍采用单功率流的转向离合器和制动器，两者相配合，使两侧履带以不同速度行驶，实现转向。这种结构非常简单，同时也易于实现转向，但是要实现小半径转向时需借助摩擦元件的打滑来实现，造成严重的功率浪费，降低摩擦元件的使用寿命。同时驾驶操作费力，还不好准确把握车辆的转向半径。 本设计为推土机设计采用的一套动力差速式转向装置。该转向机构主要包括一个转向差速机构、一个液压泵、一个液压转向马达和转向控制器，它将转向和差速合为一体，简化了机械的结构，提高了机械的使用性能。该机构具有差速的同时，还具有差速锁的效果，并具有降速增扭的功能，大大提高了履带车辆行驶通过性和转向性能。 关键词：差速式转向机构；转向离合器；转向半径；履带车辆；转向控制器

履带车辆与地面的作用

地面车辆力学是研究各种越野车辆（越野汽车、拖拉机、农业用汽车和工程用车辆、装甲车、坦克等）与地面、地形之间的关系，以改进车辆设计并提高其通过性的一门边缘学科。 目录 研究简史 应用 试验方法 发展 区别 编辑本段研究简史 人们认为，只要加大轮胎或履带的接地面积（如增加轮胎数、 军用越野货车 降低轮胎气压或加大轮胎或履带的尺寸）以减轻对地面的单位压力，并加大发动机功率以提高驱动力，车辆就能有良好的通过松软地面的能力。根据这一概念曾设计出3轴10轮（双后轴，每轴端各装双轮胎，10轮驱动）军用越野货车。在第二次世界大战中使用结果表明：在同样的轴荷下，双轮胎的行驶阻力加大，效果不佳。这就引起人们开始系统地研究轮胎、履带等在各种地面上的驱动力、阻力、下陷和滑转及滑移等的变化规律和相互关系，以解决越野车辆设计问题。1940年，德国R.伯恩斯坦用公式q ＝KZ1/2表示下陷量Z与单位接地面积压力q的关系（K为土壤变形模量），后来的研究者将公式普遍化为q＝KZn。1944年，英国的E.W.E.迈克尔思韦特提出 公式 ，车辆的最大驱动力F，可以从库仑土壤剪切应力公式τ＝c＋q tgφ（c为土壤单位面积内聚力；φ为土壤内摩擦角）推导而得，即F＝cA+qA tgφ（A 为接地面积）。在加拿大国防部工作的M.G.贝克在此基础上进一步研究了

土壤承载能力的稳定性，以及土壤塑性变形所引起的行驶阻力等问题，并 提出更精确而普遍的公式 公式 式中b为加载面积的宽度或半径；Kс、Kф分别为土壤内聚变形模量和摩 擦变形模量；K2、K1为实际测定的系数；Y max是τ的表达式右端括号内 部分的最大值，当此值达到最大时，即为库仑公式τ=c+q tgφ；徴为产生 剪应力τ的土壤变形量。此式主要用于粘性不大的土壤。1960年贝克将行走过程分解为加载和剪切过程，分别用承压仪和剪切仪测量土壤的Kс、Kф、n、c、φ和K 6个参数，这6个参数称为贝氏值。1961年，英国的A.R. 里斯提出适用于塑性土壤的τ值简化公式，K为土壤水平变形模量。贝克、 里斯等的研究和试验，使地面车辆力学由经验和直接试验阶段进入了试验 与理论结合较密切的半经验阶段。现代有的研究者尝试从土壤力学的基本 理论出发来分析机器土壤力学关系。如里斯等认为英国剑桥大学土壤力学 小组提出的土壤临界状态理论已使土壤应力和孔隙变化相联系，对研究滑 转变形很适用，很有发展前途。另外，还有借用流变学理论建立的土壤流 变学模型等。贝克首先提出地面车辆力学理论，建立了试验方法，1956年 出版了有关地面车辆力学的第一本专著《陆用车辆行驶原理》。他被公认 为这一学科的创立者。 1961年，美国和意大利陆军在都灵召开第一次国际性地面车辆力学学 术会议。1962年，成立国际地面车辆系统学会。中国从60年代开始这一学科的研究，主要注意水田拖拉机和耕作机械设计，研制水、旱田土壤参数 测量仪器，研究水田土壤的流变性质和土壤在行走机构的金属上粘附现象。1982年成立了地面机械系统研究会。 编辑本段应用 用土壤车辆力学的基本公式可以计算出车辆在不同的载荷和滑转系数 下的驱动力、下陷量和运动阻力，并推导出一些重要的新概念。例如，在 沙地（内聚力c=0）上车辆的最大驱动力只与其重量W(=qA)有关，而与接 地面积A无关；在泥浆（摩擦角φ=0）上最大驱动力只与接地面积A有关，而与重量W无关。又如对于接地面积A，如宽度大而长度小，则容易出现滑转，行驶效率不高。贝克还从动物的运动方式和相应的能量消耗对比推论， 认为列车式是越野车辆的合理的车辆形态。根据这一理论研制出一些新车型，如在雪地行驶的囊式轮胎列车，在沼泽地行驶的无腹式履带车和间隔 式履带板，螺旋推进式汽车，在月球上行驶的月球车(MO-LAB)等。在中国， 利用这一理论研制出机耕船、水田拖拉机等。

履带车辆设计计算说明

履带车辆设计计算说明Document number : PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

整车参数计算 根据《GB/T农业拖拉机试验规程第2部份：整机参数测量》标准要求进行计算: 一、基本参数 二. 质量参数的计算 1、整备质量Mo为1825kg ； 2、总质量M总 M 总=MO+M1+ M2 =1825+300-75=2200 kg 血载质疑：300kg M2驾驶员质量：75kg 3、使用质量：H 总二M0+ M2 =1825+75=1900 kg 4、质心位置

根据《GB/T 农业拖拉机试验规程第15部份:质心》标准要求进行计算: 空载时：质心至后支承点的距离A0二830mm 质心至前支承点的距离B 二610mm 质心至地面的距离h0二450mm 满载时：质心至后支承点的距离A0二605mm 质心至前支承点的距离B 二812mm 质心至地面的距离h0二546mm 5、稳左性计算 a 、保证拖拉机爬坡时不纵向翻倾的条件是: %> fi =（§为滑转率） 空载时：830/450= > 满载时：605/546二〉 满足条件。 b 、保证拖拉机在无横向坡度转弯时，不横向翻倾的条件是: /2/1 > =0. 7 a —轨距，a 二1200mm h —质心至地面距离mm 空载：加〉 故拖拉机在空、满载运行中均能满足稳左性要求。 三、发动机匹配 根据《GB/T 中小功率内燃机第1部份：通用技术条件》标准要求进行计算: XJ-782LT 履带式拖拉机配套用昆明云内发动机，型号为：YN38GB2型柴油机，标左功 率为57kW/h,转速为2600r/min. （1） 最髙设讣车速鼻弐km/h,所需功率： 尸z ?二丄（巴+几）kw n 满载: 1200 _、 2x546

履带车辆的转向理论

一、双履带车辆的转向理论 对于双履带式车辆各种转向机构就基本原理来说是相同的，都是依靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使其达到不同时速来实现转向的。 (一)双履带式车辆转向运动学 履带车辆不带负荷，在水平地段上绕转向轴线O作稳定转向的简图，如图7-12所示。从转向轴线O到车辆纵向对称平面的距离R，称为履带式车辆的转向半径。 以代表轴线O在车辆纵向对称平面上的投影，的运动速度代表车辆转向时的平均速度。则车辆的转向角速度为： 图7－12 履带式车辆转向运动简图 (7-37) 转向时，机体上任一点都绕转向轴线O作回转，其速度为该点到轴线O的距离和角速度的乘积。所以慢、快速侧履带的速度和分别为： (7-38) 式中：B—履带车辆的轨距。

根据相对运动原理，可以将机体上任一点的运动分解成两种运动的合成：(1)牵连运动，；(2)相对运动。 由上可得： (二)双履带式车辆转向动力学 1、牵引平衡和力矩平衡 图7-13给出了带有牵引负荷的履带式车辆，在水平地段上以转向半径R作低速稳定转向时的受力情况(离心力可略去不计)。 转向行驶时的牵引平衡可作两点假设： (1)在相同地面条件下，转向行驶阻力等于直线行驶阻 力，且两侧履带行驶阻力相等，即： (2)在相同的地面条件和负荷情况下，相当于直线行驶的有效牵引力，即：

图7－13 转向时作用在履带车辆上的外力 所以回转行驶的牵引平衡关系为： (7-39) 设履带车辆回转行驶时，地面对车辆作用的阻力矩为，在负荷作用下总的转向阻力矩为： (7-40)式中：—牵引点到轴线的水平距离。 如前所述履带车辆转向是靠内、外侧履带产生的驱动力不等来实现的，所以回转行驶时的转向力矩为： (7-41)稳定转向时的力矩平衡关系为： (7-42) 为了进一步研究回转行驶特性，有必要对内、外侧驱动力分别加以讨论。由上可得： (7-43) 式中：为在作用下，土壤对履带行驶所增加的反力，亦即转向力，作用方向与驱动力方向相同，以表示。 变形得式： (7-44)

履带车辆设计计算说明

履带车辆设计计算说明 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

整车参数计算 根据《GB/T 农业拖拉机试验规程第2 部份：整机参数测量》标准要求进行计算：一、基本参数 二、质量参数的计算 1、整备质量M0为1825kg ； 2、总质量M总 M总=M0+M1+ M2 =1825+300+75=2200 kg M1载质量：300kg M2驾驶员质量：75kg 3、使用质量：M总=M0+ M2 =1825+75=1900 kg 4、质心位置

根据《GB/T 农业拖拉机试验规程第15部份:质心》标准要求进行计算： 空载时：质心至后支承点的距离A0=830mm 质心至前支承点的距离B=610mm 质心至地面的距离h0=450mm 满载时：质心至后支承点的距离A0=605mm 质心至前支承点的距离B=812mm 质心至地面的距离h0=546mm 5、稳定性计算 a 、保证拖拉机爬坡时不纵向翻倾的条件是： 00 h A ＞δ= （δ为滑转率） 空载时：830/450=＞ 满载时：605/546=＞ 满足条件。 b 、保证拖拉机在无横向坡度转弯时，不横向翻倾的条件是： h a 2＞δ=0.7 a —轨距， a =1200mm h —质心至地面距离mm 空载：12002450 ?=＞ 满载：12002546 ?=＞ 故拖拉机在空、满载运行中均能满足稳定性要求。 三、发动机匹配 根据《GB/T 中小功率内燃机第1 部份：通用技术条件》标准要求进行计算： XJ —782LT 履带式拖拉机配套用昆明云内发动机，型号为：YN38GB2型柴油机，标定功率为57kW/h ，转速为2600r/min.

汽车转向机构原理

汽车转向机构原理 由于车体存在宽度，汽车左右轮的过弯转速不同，前后轮的转向半径也不同，需要一种差动机构来均衡牵引力和转向，保障转弯的顺畅和精确，它就是差速器，一个发挥巨大作用的装置。 汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。

在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。

普通差速器由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。 当汽车直线行驶的时候，左右半轴齿轮的扭矩和转速都是相同的，因此和行星齿轮结合的时候左侧和右侧能够互相抵消，这个时候行星齿轮是不运动的。 遇到转弯情况，内侧车轮要比外侧车轮受到的阻力大，这个时候左右半轴齿轮的扭矩不同，就会导致行星齿轮的转动，行星齿轮能给内侧齿轮一个阻力扭矩实现减速，同时也能给外侧齿轮增速，这样外侧齿轮比内侧齿轮的转速快，实现了顺利的转弯。

差速器工作原理当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使内侧半轴转速减慢，外侧半轴转速加快，从而实现两边车轮转速的差异。

电动汽车四轮差速转向设备的制作技术

本申请公开一种电动汽车四轮差速转向装置，包括前、后侧控制执行机构，前侧控制执行机构包括左前、右前侧控制执行机构，左前、右前侧控制执行机构关于前差速器左右对称设置，右前侧控制执行机构包括右外侧半轴、右内侧半轴，右内侧半轴与前差速器固定连接，右内侧半轴上安装有右前半轴制动器、右前半轴转矩传感器，右内侧半轴与右前电磁离合器固定连接，右前电磁离合器连接右外侧半轴，右外侧半轴固定右前轮，所述的右前半轴制动器、右前半轴转矩传感器、右前电磁离合器、右前轮速传感器通过线路与汽车电脑控制系统连接，实现电动汽车动态可变转向半径，根据行驶情况增大或者减小车辆转弯半径，以及可以实现小半径转向。 技术要求

1.一种电动汽车四轮差速转向装置，包括前侧控制执行机构、后侧控制执行机构、汽车电脑控制系统、超声波距离传感器，其特征在于：所述的前侧控制执行机构与后侧控制执行机构结构相同，所述的前侧控制执行机构包括左前侧控制执行机构、右前侧控制执行机构、前差速器(14)，前差速器(14)呈左右对称结构，左前侧控制执行机构、右前侧控制执行机构关于前差速器(14)呈左右对称设置，所述的右前侧控制执行机构包括右前电磁离合器(11)、右前半轴转矩传感器(12)、右前半轴制动器(13)、右前轮速传感器(15)、右外侧半轴(16)、右内侧半轴(17)、右前轮(18)，电动汽车的底架前侧上设置有右内侧半轴(17)、右外侧半轴(16)的转动支撑，右内侧半轴(17)左端与前差速器(14)的右端固定连接，右内侧半轴(17)上安装有右前半轴制动器(13)、右前半轴转矩传感器(12)，右内侧半轴(17)右端与右前电磁离合器(11)的左端固定连接，右前电磁离合器(11)的右端固定连接右外侧半轴(16)的左端，右外侧半轴(16)的右端固定右前轮，右外侧半轴(16)上设置有右前轮速传感器(15)，用于检测右前轮的转速，所述的右前半轴制动器(13)、右前半轴转矩传感器(12)、右前电磁离合器(11)、右前轮速传感器(15)通过线路与汽车电脑控制系统连接，电动汽车的车身周围设置有若干个超声波距离传感器，超声波距离传感器通过线路与汽车电脑控制系统连接，所述的电动汽车底架的后侧设置有后侧控制执行机构。 2.根据权利要求1所述的电动汽车四轮差速转向装置，其特征在于：所述的右内侧半轴(17)、右外侧半轴(16)同轴设置。 3.根据权利要求2所述的电动汽车四轮差速转向装置，其特征在于：前差速器(14)、后差速器动力由独立的电机驱动。 4.根据权利要求1-3任一项所述的电动汽车四轮差速转向装置，其特征在于：所述的右前半轴制动器(13)为电磁制动器。 5.根据权利要求1-3任一项所述的电动汽车四轮差速转向装置，其特征在于：所述的右前电磁离合器(11)为多片式摩擦电磁离合器。 技术说明书 一种电动汽车四轮差速转向装置 技术领域

动力差速转向无内轮差能原地回旋的汽车

SAE?C2009C231 动力差速转向二无内轮差二能原地回旋的汽车 罗兴治 重庆铁马集团 【摘要】　本文重新定义了转向车轮和驱动车轮,并将其改造成动力传动轮三重新安排了汽车的动力传动路线,让同侧前后车轮转速始终相等三用轻松二快捷二非常可靠的动力差速转向,替代笨重二费时且不太确定的偏转轮拖动转向,所有车轮都严格按驾驶意图转动,稳定二安全三操纵响应距离很短,且不受车速影响三消除了内轮差三还增加了原地回旋功能三 【关键词】　偏转车轮转向　动力差速转向　内轮差　原地回旋　自由轮　半自由轮　动力传动轮　驾驶意图Power Differential Steering Vehicle without Differential Distance Luo Xingzhi Chongqing TieMa Group Abstract:The article presents an new theory and solution for the security issue of a racing vehicle.It redifines steering wheel and drive wheel,resulting in reconstruction of power drive wheel,rearranges power transmission track of a vehicle to guarantee the equiva?lence of rotating speed between the front and the rear wheels of the same side when a vehicle starts to go till stop,and eliminates differ?ential distance of inner wheels,in additon to increases the function of zero forward velocity operation. Key words:deflecting wheel steering　power differential steering　differential distance of inner wheels　zero forward velocity op?eration　free wheel　semi?free wheel　power drive wheel　driving purpose 汽车出现后,都用偏转轮转向三其实,在偏转轮转向汽车的结构设计中,就隐藏着三大不安全隐患三它们是: 1)偏转轮转向汽车结构中的自由轮和半自由轮(后述),以及偏转轮的多个定位结构,是汽车操纵不稳定的主要原因;转向操纵传动路线中过多的连接间隙滞后,对瞬息万变路况反应较迟钝,又增加了一分不稳定因素三 2)转向操纵器传动比很大,遇紧急情况需急转弯时,往往要将转向盘转好几圈,加上操纵费劲,反应更慢,尤其操纵响应距离受车速影响,若车速较快跟不上,事故就难以避免三 3)转弯时有内轮差,长轴距汽车转小弯时,汽车二车轮通过宽度更大,常有内后轮伤人二毁物,车厢碰挂;或在山区转小弯时,因后轮悬空,使整车坠入山涧深沟等事故也时有发生三 对汽车行驶操纵的安全问题,全球汽车界各大公司,投入了大量的人力二财力,致力于研究降低汽车转向操纵不稳定问题三经多年的努力,研究开发了从四轮偏转转向到今天的多种电子控制系统,使不稳定程度大幅度下降,但并未彻底根除,而汽车的结构却越来越复杂,总质量越来越大,所涉及学科门类越来越多,制造成本也越来越高三 作者经多年潜心探索,发现由于在汽车结构设计中存在着前述三大隐患,汽车在行驶操纵过程中就可能发生各种不安全事故三其中汽车操纵不稳定属不安全之最三作者认为,汽车行驶不稳定在于它的偏转轮二偏转轮转向系统和中间有差速器的驱动桥三虽然有了它们,汽车才能顺利完成各种转弯行驶过程三但在这些结构当中,偏转轮结构中那些有利于自动回正的多个定位结构及偏转轮系统,就隐含着一定量的不确定三转向桥上的转向车轮,是可以不受任何约束的随意高低速自由转动的自由轮三驱动桥上的驱动车轮,虽然必须跟随传动构件一起转动,但因有差速器,也是可以相对高低速转动的半自由轮三汽车设计结构中的这一个 不确定”,两个 自由轮”和两个 半自由轮”,就是其不稳定的根源,都有可能让汽车真实的行驶轮迹与驾驶操纵意图不一定完全吻合三尤其半自由轮是汽车的动力,要是它有一个违背驾驶意图,另一个也必然脱离操纵意愿,这一正一反给汽车的不稳定将带来严重后果三 另外,这整个转向操纵和真实行驶过程实际上是一种被动的转向行为方式三首先,汽车的转向是偏转车轮用一个与驱动方向不一致的外力来牵引三其次,内外驱动轮在完成不同行程时所需的差速,也是受路面迫使而产生的三所谓被动,在这里就意味着对汽车的主观操纵有可能仅仅是一种愿望三而汽车最终的行进路线在很大程度上将由外部环境条件来决定三也就是说:汽车的这种被动转向所引起的不稳定,是由汽车结构本身确定的三 要改变这种被动局面,就必须取消偏转轮,让转向车轮的轴心线固定下来三同时改造自由轮和半自由轮,让左右车轮之间不产生自动差速,使所有车轮,都成为与传动构件固定连接的动力传动轮三任何时候,都只能按照驾驶意图转动,不受外界任何干扰三 在完成上述想法要求的结构设计后,发现还同时成功地解决了转向操纵轻松省力二让操纵响应距离很短且不受汽车速度影响二转弯时没有内轮差等三大问题三还发现,要是再增加少数几个零件,就可增加一个让汽车能原地回旋的功能三最终结果,让汽车底盘结构大变样三 总体布置如图1所示,其工作原理二结构简介如下三 汽车动力路线:汽车动力由离合器变速器00二经传动轴200h和动力输入主动锥齿轮组合32a,进入转向回旋机100中的差速器,形成一条动力输入路线三在转向回旋机 5481 　2009中国汽车工程学会年会论文集

2-2 履带车辆的转向液压传动.

情境二复杂机械的液压传动 任务2 履带车辆的转向液压传动 一、结构与工作情况 1、结构 外形图： 履带式与轮式行驶系统相比，有如下特点：一是支承面积大，接地比压小。因此履带车辆适合在松软或泥泞场地进行作业，下陷度小，滚动阻力也小，通过性能较好。二是履带支承面上有履齿，不易打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力。三是结构复杂，重量大，运动惯性大，缓冲性能差，“四轮一带”磨损严重，造价高，寿命短。因此履带车辆的行驶速度不能太高，机动性能也较差。四是履带车辆还可在高温场地工作，加之其“低比压”、“大牵引力”的突出优点是轮式车辆无法代替的。 2、转向系统图： 发动机的功率分两路传 递，一路通过齿轮传到变速 机构，由车辆根据需要换入 所需挡位；另一路由变量泵 定量马达机组传到两侧两个 汇流行星排的太阳轮。然后， 通过汇流行星排将两路动力 汇合后，分别通过两侧汇流 行星排的行星架输到两侧履 带。因两侧太阳轮转动方向 相反，所以输出到两侧履带 的转速大小不相等，造成两 侧履带产生速差而使车辆转 向。 二、转向液压传动系统 1、传动系统图： 图5－1履带车辆－挖掘机的外形图 图5－2履带车辆转向系统

如图5－3，该系统采用的是双向变量泵和定量马达组成的容积式调速方式，通过调节液压泵的排量来改变液压马达的输出转速，以实现履带车辆的双向无级转向。它主要由变量柱塞泵、补油齿轮泵、定量柱塞马达、换向阀、单向阀、溢流阀、油箱、油管和滤油器等元件组成。 2、工作原理 当发动机带动变量泵2转动时，液压泵将发动机的机械能转换 为液压能，输出压力油，驱动马达 10转动。调节变量柱塞泵斜盘摆角 的大小和方向，即改变液压泵输出 流量的大小和液流的方向，从而使 马达输出不同大小和方向的转速。 马达回油与变量泵的吸油口相通， 形成闭式回路。 由于泵、马达组成的是闭式液压回路，为了补充闭式回路中因泄漏而造成的油液损失，系统中设有补油系统，如齿轮泵1、单向阀4和5、定压溢流阀11等；为了使补油系统循环并带走变量泵和定量马达工作中因功率损失而产生的热量，控制油液的温度，系统中设有换向阀8和背压阀9；为防止液压系统过载，还设有安全溢流阀6和7。 三、柱塞泵 柱塞泵是依靠柱塞在缸体内往复运动，使密封容积产生变化来实现吸油和压油的。由于柱塞和缸体内孔均为圆柱表面，因此加工方便、配合精度高、密封性能好、容积效率高，同时，柱塞处于受压状态，能使材料的强度性能充分发挥，只要改变柱塞的工作行程就能改变泵的排量，所以柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量调节方便等优点。由于单柱塞泵只能断续供油，因此作为实用的柱塞泵，常以多个单柱塞泵组合而成。根据其排列方向不同可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。径向柱塞泵径向尺寸大，结构较复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，这些都限制了它的转速和压力的提高， 因此 图5－3 履带车辆转向液压系统1－液压泵 2－变量泵 4、5－单向阀向阀 6、7－安全溢流阀 8－换向阀9－背压阀 10－双向马达 11－溢流阀 图5－4 轴向柱塞泵的工作原理 1－斜盘 2－滑履 3－压板 4、8套筒 5－柱塞 6－弹簧 7－缸体 9－转轴 10－配油盘

履带车辆的转向理论

履带车辆的转向理论 一、双履带车辆的转向理论 对于双履带式车辆各种转向机构就基本原理来说是相同的，都是依靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使其达到不同时速来实现转向的。 (一)双履带式车辆转向运动学 履带车辆不带负荷，在水平地段上绕转向轴线O 作稳定转向的简图，如图7-12所示。从转向轴线O 到车辆纵向对称平面的距离R ，称为履带式车辆的转向半径。 以T O 代表轴线O 在车辆纵向对称平面上的投影，T O 的运动速度v '代表车辆转向时的平均速度。则车辆的转向角速度Z ω为： 图7－12 履带式车辆转向运动简图 R v Z ' = ω (7-37)

转向时，机体上任一点都绕转向轴线O 作回转，其速度为该点到轴线O 的 距离和角速度Z ω的乘积。所以慢、快速侧履带的速度1 v '和2v '分别为： Z Z Z Z B v B R v B v B R v ωωωω5.0)5.0(5.0)5.0(2 1 +'=+='-'=-=' (7-38) 式中：B —履带车辆的轨距。 根据相对运动原理，可以将机体上任一点的运动分解成两种运动的合成：(1)牵连运动，；(2)相对运动。 由上可得： B R B R v v 5.05.021 +-='' (二)双履带式车辆转向动力学 1、牵引平衡和力矩平衡 图7-13给出了带有牵引负荷的履带式车辆，在水平地段上以转向半径R 作低速稳定转向时的受力情况(离心力可略去不计)。 转向行驶时的牵引平衡可作两点假设： (1) 在相同地面条件下，转向行驶阻力等于直线行驶阻 力，且两侧履带行驶阻力相等，即： f f f F F F 5.021='='

军用履带车辆转向机构发展综述(1)

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同 Ｌ－＿＿－＿＿＿＿Ｉ ●一论塌 向联轴节滑转使得机械转向的动力可由变速之后的汇流排齿圈输送，车辆获得一个规定的转向半径。单向联轴节可自动使液压和液压机械转向两阶段及时平稳衔接而不出现空程或重叠，这是该方案特殊结构的优点之一。 图６为俄罗斯学者提出的在双侧变速传动基础上增加液压转向的改进方案。其工作原理是当液压转向达到其最小转向半径时通过降低低速侧排档以继续机械转向。 ３．３动静液复合转向机构 该型转向机构的特点是利用液力偶合器提供功率以解决液压泵和马达功率不足的问题。一般条件下，液力助力偶合器空转，转向由泵和马达实现。当液压元件功率不能满足困难地面和小半径转向的需要时，外界阻力使液压系统高压升高到额定最高油压，偶合器开始为转向提供助力矩。当总转向力矩超过外阻力矩时，油压回落，偶合器逐渐停止工作。该类方案应用到了豹Ⅱ坦克的ＨｓｗＬ一３５４、ＡＭｘ一３０、黄鼠狼步兵战车等多种车辆上。该方案可以实现全程无级转向，但箱体结构和控制系统复杂，转向效率不高。 图７为应用于豹Ⅱ坦克的１１００ｋｗ的ＨＳｗＬ一３５４传动简图。 ４电传动 电传动将发动机输出能量转化为电能，再将电能转化成机械能，借助电能转换和控制技术实现动力无级传递。以电传动为基础的全电战斗车辆具有强大的越野机动性、最适宜的燃油消耗、便于保障和部署等诸多优点，成为新一代装甲车辆发展的新方向。美国的Ｍ１１３电传动装甲输送车、８８＆２０吨的高级混合传动电驱动演示车、 １８ｌ机械工程师２００７年第５期装有电传动系统的“悍马”车、荷兰的４４＆１２吨轮式全电战车等初步显示了电传动的优势。图８为美国２０１０年前准备装备的全电式战斗车。 ５转向机构未来的发展 （１）以双流传动静液转向为基础的履带车辆综合传动，综合了机械传动、液压传动的优点。为提高液压转向的功率采取了多种途径。形成了多种类型的转向机构，实现了一定区间内无级转向的目标。液压泵和马达是无级转向系的核心部件。随着泵和马达功率及效率的提高和联体泵一马达技术的逐步成熟，可以预见静液传动及转向技术必将在重型履带车辆上得到广泛的应用。 （２）近年来新发展的多段液压机械双流无级传动具有以小功率液压元件传递大功率特性、高效率特性和可控的无级调速特性等优点。该型机构应用于转向可实现全程的无级转向功能。美国的三段式液压机械无级传动装置ＨＭＰＴ一５００、德国ｚＦ公司开发的ＳＨＬ一５０００液压机械综合传动装置、日本小松研发的四段式ＨｓＭＴ液压机械传动装置以其传递功率大、效率高、无级变速和全程无级转向等优良｜生能突显了在重型履带车辆上应用的优势。 （３）电传动技术作为传动系统的一个发展方向有巨大的发展潜力，随着电机、电力电子和控制技术的飞速发展，电传动逐步取代现有动力传动系统将成为可能。 ［参考文献］ ［１］刘修骥．车辆传动系统分析［Ｍ］北京：国防工业出版社，１９９８：扣１５．［２］Ｗ．ＭｅｒｈｏｆＥ．Ｍ．Ｈａｃｋｂａｒｔｈ．履带车辆行驶力学［Ｍ］．北京：国防工业出版社，】９８９：１６５—１８５． ［３］Ｊ．Ｙ．ｗ０ＮＧ．ＴｈｅｏｒｙｏｆＧｒｏｕｎｄＶｅｈｉｃｌｅｓ［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋｗｉｌｙ＆Ｓｏｎｓ。２００１：１ｌＯ一１４５． ［４］胡纪滨．多段液压机械无级传动的动态特性研究［Ｄ］．北京：北京理工大学。２００３． ［５］吴绍斌．遥控履带车辆的转向控制研究［Ｄ］．北京：北京理工大学。２００３． ［６］苑士华．多段液压机械双流无级传动的理论与试验研究［Ｄ］．北京：北京理工大学，１９９９． （编辑阳光） 作者简介：吴宗文（１９６７一），男，助理工程师。主要从事装备管理及保障工作。 收稿日期：２００６一１２一１６ 　万方数据

履带牵引车辆转向机构的设计(有cad图)

摘要 为了适应现代化生产的需要，履带拖拉机不断提高了行驶速度。为了增强履带拖拉机的机动性能，要求其能够进行任意半径转向。为了避免拖拉机履带对路面的滑磨，又要求两条履带能够实现差速。这就需要有一种机构来实现拖拉机的这些使用要求。此时，机械液压双功率流差速式转向机构的优点就体现出来了。这种转向机构在保证连续无级输出转速的前提下应用较小的液压元件功率大幅度提高车辆输出的总功率，并且其传动效率远远超过纯液压转向机构的传动效率。对此，基于双功率流传动原理，利用液压元件的无极调速特性，对适合履带车辆的液压机械双功率流差速转向机构的转向原理进行了分析。并且从履带拖拉机机械液压双功率差速式转向机构的转向特点入手，分析了三种有代表性的液压机械双功率差速式转向机构的转向性能和转向指标。最后，选择了一拖公司设计的行星排机构进行设计计算，提出了转向机构行星排特性参数的确定原则，并结合东方红1302R型橡胶履带拖拉机进行了参数设计和转向运动性能分析，所选参数满足整机性能的要求。关键词：拖拉机机械液压双功率流差速转向机构设计 Abstract Production in order to meet the needs of modernization, crawler tractors continuously improve the speed. To enhance tractor mechanical functions required to carry out arbitrary radius steering. To avoid crawler tractor on the road friction and also requires two tracks to achieve differential. This need for a body to achieve these tractor use requirements. At this time, the mechanical-hydraulic power flow Differential Steering institutions on the merits of the reflected. This shift in the level of continuous output speed without the prerequisite of the application of smaller hydraulic components significantly improve power transmission The total power, and its transmission efficiency far exceed net hydraulic steering mechanism of transmission efficiency. In this regard, based on the popular action-power principle, the use of hydraulic components of limitless speed characteristics, Tracked vehicles suitable for the

高速履带行走动力学分析硕士学位论文

第一章绪论 1.1课题研究的背景及意义 履带车辆本身是非常复杂的机械系统，其显著特点是行动部分采用履带行驶装置，履带是在发明车轮之后又一重大突破，履带装置将车辆从传统的“线”的活动范围改良为“面”的活动范围，使得在复杂多变的使用环境中履带车辆的野外行驶能力，越障能力和机动性能都得到保证。随着现代履带车辆对机动性要求不断提高，车辆在斜坡行驶、软地急转弯等恶劣工况行驶过程中耙齿、脱轮现象时有发生，使得车辆丧失机动性，陷入“瘫痪”状态，直接影响了车辆的行驶通过性和作战任务等。 现代军用履带车辆的发展总趋势是要求在降低车辆功耗的同时又要提高履带在链环上的稳定性[1]，以防止履带发生耙齿、脱轮现象。这不仅是提高车辆机动性的保证，而且可以改善车辆行驶平稳性和乘员的舒适性。因此对履带车辆行动系统动力学研究具有重要的实际意义。 本课题来源于“十二五”预研项目：“履带车辆行动系统高速啮合技术研究”，论文的重点是履带装甲车辆行动部分动力学分析研究。以特定类型履带装甲车辆为研究对象，以探究履带式车辆脱轮问题为出发点，着重研究履带装置各部件作用机理，并建立履带装置张紧力的数学模型和履带车辆的多体动力学模型，进行不同工况下的仿真分析。 论文针对车辆典型行驶工况中脱轮问题进行重点分析，为提高履带车辆行驶性能和对脱轮问题的理论研究提供参考。通过建立履带装置张紧力的数学模型，达到对张紧力控制的目标，通过控制履带张紧力，防止履带耙齿、脱轮现象发生；同时建立履带车辆的多体动力学模型，并且进行不同工况下的仿真，将结果与计算数据对比，以此来论证数学模型的准确程度，并且分析不同工况下履带受力状况，对提高履带行驶系统的设计水平及防止脱轮现象发生具有重要意义，为保持履带车辆的整车行驶性能良好提供了很大帮助，也为未来实现张紧力的控制提供理论基础。 1.2履带车辆行动部分的研究现状

履带车辆设计计算说明..

整车参数计算 根据《GB/T 3871.2-2006 农业拖拉机试验规程第2 部份：整机参数测量》标准要求进行计算： 一、基本参数 二、质量参数的计算 为1825kg 1、整备质量M 2、总质量M 总 M总=M0+M1+ M2 =1825+300+75=2200 kg M1载质量：300kg M2驾驶员质量：75kg 3、使用质量：M总=M0+ M2 =1825+75=1900 kg

4、质心位置 根据《GB/T 3871.15-2006 农业拖拉机试验规程第15部份:质心》标准要求进行计算： 空载时：质心至后支承点的距离A 0=830mm 质心至前支承点的距离B=610mm 质心至地面的距离h 0=450mm 满载时：质心至后支承点的距离A 0=605mm 质心至前支承点的距离B=812mm 质心至地面的距离h 0=546mm 5、稳定性计算 a 、保证拖拉机爬坡时不纵向翻倾的条件是： 00 h A ＞ δ=0.7 （δ为滑转率） 空载时：830/450=1.84＞0.7 满载时：605/546=1.11＞0.7 满足条件。 b 、保证拖拉机在无横向坡度转弯时，不横向翻倾的条件是： h a 2＞δ=0.7 a —轨距， a =1200mm h —质心至地面距离mm 空载：12002450?=1.33＞0.7 满载：12002546 ?=1.10＞0.7 故拖拉机在空、满载运行中均能满足稳定性要求。 三、发动机匹配 根据《GB/T 1147.1-2007 中小功率内燃机第1 部份：通用技术条件》标准要求进行计算：

XJ —782LT 履带式拖拉机配套用昆明云内发动机，型号为：YN38GB2型柴油机，标定功率为57kW/h ，转速为2600r/min. (1)最高设计车速V max =8 km/h ，所需功率： P emax =n 1( p f + p w )kw m k V A C v f g m n max d max ?? ? ?????+???=）（）（76140360013 3122009.80.0280.9 1.4 1.1580.9360076140?? ??????=+???? （）（） =6.188kW (2)根据柴油机全负荷速度特性，最大扭矩点的低速档行车速度V 2=4km/h 。选用V 2=4km/h ，最大爬坡度为25%时，计算所需功率： p emax =n 1 ( p f + p i +p w )kw a 3max 1k 3600360076140a d a m g i v C A V m g f v m n ???????????=++???? ）（）（）3122009.80.02822009.80.2540.9 1.4 1.1540.93600360076140???????????=++????（）（）（） =6.948kw 上述两式中： P f ——滚动阻力消耗的功率； P w ——空气阻力消耗的功率； P i ——坡度阻力消耗的功率； η——传动效率系数，取η =0.9； f ——滚动阻力系数，取f =0.02； C d ——空气阻力系数，取C d =0.9；

第1章 履带车辆行驶理论

第1章履带车辆行驶理论 1.1 履带车辆行驶原理 履带车辆的行驶原理可以通过履带行走机构来进行分析。履带行走机构主要是指履带车辆两侧的台车，台车由驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮、履带（简称四轮一带）和台车架等组成，如图1-1所示。履带直接和地面接触，并通过支重轮支撑着履带车辆的重量。在驱动轮的驱动下，履带相对台车架做卷绕运动。由于台车架和机体相连，所以，台车架的运动就代表履带车辆的运动。 1.1.1 驱动转矩与传动系效率 发动机通过传动系传到驱动轮上的转矩MK称为驱动转矩。 发动机的功率经过传动系传往驱动轮时，有一定的损失.。对于机械传动的履带车辆，这一功率损失主要由齿轮啮合的摩擦阻力、轴承的摩擦阻力、油封和转轴之间的摩擦阻力以及齿轮搅油阻力等原因所造成。一般用传动系效率ηm来考虑上述功率损失。传动系效率可用车辆等速直线行驶时，传到驱动轮上的功率PK与经传动系输出的发动机有效功率Pec之比来表示，即： (1-1) 式中：Mec——发动机经传动系输出的有效转矩； K、nK——驱动轮的角速度和转速；

e、ne——发动机曲轴的角速度和转速。 假定离合器不打滑，则上式可表示为： (1-2) 式中：im——传动系的总传动比，它是变速箱、中央传动和最终传动各部分传动比的乘积，即： im = e/K = ne/nK = ig i0 is (1-3) 式中：ig——变速箱某挡的传动比； i0——主减速器的传动比； is——轮边减速器的传动比。 由式(1-2)可知，当车辆在水平地面上作等速直线行驶时，其驱动转矩MK可由下式求得： MK = ηmimMec (1-4) 对于液力机械传动的履带车辆，将上述公式中的Pec和Mec换成涡轮轴上的功率PT和转矩MT即可。

履带车辆行驶阻力预测方法探讨

履带车辆行驶阻力预测方法探讨 夺情书生 （长安大学工程机械学院08级交通建设与装备陕西西安） 【摘要】：本文首先分析了履带式车辆行驶的各种阻力，找出了影响车辆行驶阻力的主要因素。并通过对履带车辆行驶阻力的理论分析,建立了包括压实土壤做功、推土做功在内的履带车辆行驶阻力的数学模型。在贝克、Rowland以及K.Kogure等人研究的基础上，进一步演算出了更为准确和实际的履带式车辆行驶阻力预测方法的计算公式。并对各个参数的确定提出了一些确定方法。 【关键词】：履带车辆行驶阻力压实土壤做功数学模型经验公式推土做 功试验研究土壤 Abstract: This paper first analyzes the caterpillar vehicles on various resistance, influenced the vehicle is the main factors of resistance. And through the tracked vehicles driving resistance established the theoretical analysis of soil work includes compaction, earth-moving work caterpillar vehicles driving resistance, the mathematical model. In K.K Rowland and ogure baker, based on the study of such people, further calculus out more accurate and practical caterpillar vehicle resistance prediction method calculation formula. For each parameter is determined and puts forward some methods to determine them. Key words: Caterpillar vehicles driving resistance soil, compaction work experience formula earth-moving work, mathematical model of soil, experimental study, Test study soil 一、履带车辆行驶的各种阻力的分析 1 地面对履带的运行阻力 地面对履带的运行阻力是指地面变形造成的运行阻力，其大小和履带接地比压、车辆质心位置及地面情况等因素有关。因工程车辆一般都要在比较恶劣的地