第九章工程机械转向理论.ppt

* 四个轮胎的线速度分别为 （二）铰接轮式车辆转向力矩及阻力矩分析 1．转向力矩分析 转向油缸布置简图 油缸转向时的转向力矩 转向力矩（正转向） 转向力矩（负转向） 2. 转向阻力距分析 第三节 履带车辆的转向理论 一、履带车辆的转向理论 履带式车辆，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 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。 O 机体上任一点的运动分解成两种运动的合成： （1）牵连运动，即该点以OT的速度v?所作的直线运动； （2）相对运动，即该点以角速度?Z绕OT的转动 （二）履带式车辆转向动力学 1．牵引力平衡和力矩平衡 在水平地段上转向半径R作低速稳定转向时的受力情况（离心力可略去不计）。 图9－14 转向时作用在履带车辆上的外力 K2 ′ F T α O 2 F X F ′ f2 R O ′ K1 γ F T O O 1 f1 ′ μ M B F ω Z 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 （2）在相同的地面条件和负荷情况下，Fxcos? 相当于直线行驶的有效牵引力FKP， 所以回转行驶的牵引力平衡关系为 ： 设履带车辆回转行驶时，地面对车辆作用的阻力矩为M?， 在负荷Fx作用下总的转向阻力矩为： aT——牵引点到轴线O1O2的水平距离 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 ： 力矩平衡 转向力矩 图9－14 转向时作用在履带车辆上的外力 K2 ′ F T α O 2 F X F ′ f2 R O ′ K1 γ F T O O 1 f1 ′ μ M B F ω Z 稳定转向时的力矩平衡关系为 ： 牵引力矩平衡关系已经表示出内、外侧驱动力、转向阻力矩和结构参数B之间的关系。 为了进一步研究回转行驶特性，对内、外侧驱动力分别加以讨论。 由上式，改写得 土壤对履带行驶所增加的反力，亦即转向力，用FZ表示 作用下， 还可表示为 V 称为转向参数 为转向力与车辆切线牵引力之比 将v代入上式 可得下式 ： 下面就v值的变化来讨论一下履带车辆转向情况： （1）当v=0时，转向阻力矩 （2）当v=0.5，内侧履带的驱动力， （3）当v0.5时，内侧履带的驱动力， （4）当v0.5时，内侧履带的驱动力， 车辆作直线行驶 内侧转向离合器彻底分离，但制动器没有制动，牵引负荷完全由外侧履带承担 说明内侧离合器处于半分离状态，内外侧履带都提供驱动力。 说明内侧离合器不仅完全分离，且对驱动链轮施加了制动力矩，履带产生了制动力。 2．转向阻力矩 履带式车辆带负荷稳定转向时的阻力矩: 不带负荷时转向阻力矩: 转向阻力矩 引起转向阻力矩的因素： （1）履带板的支承面、侧面和履刺表面与土壤的相对摩擦； （2）履带转动时对土壤的挤压和剪切； （3）履带转动时对堆积在它旁边土壤的推拥； （4）转向行走机构内部的摩擦阻力 转向阻力矩计算： 两点假设： 1）机重平均分布在两条履带上，且单位履带长度上的负荷为 2）形成转向阻力矩 的反力都是横向力且是均匀分布的 由于牵引负荷横向分力的影响，车辆转向轴线将由原来通过履带接地几何中心移至O1O2（见图），移动距离为x0 ωz L0/2 L0/2 X0 X dX o2 o1 aT Fx γ 根据横向力平衡原理，转向轴转偏移量x0可按下式计算 在履带支承面上任何一微小单元长度dx，分配在其上的机器重力为 。总的转向阻力矩可按下式进行计算： 将上式 代入 并积分得 ： 转向轴线偏移量 μ：转向阻力系数 转向轴线偏移量x0=0 表示 机械重心无偏移，则转向阻力矩： 上式是在压力均布条件下求得的，而大多实际情况下履带接地长度上的压力分布是不均匀的，所以转向阻力矩的计算法也不尽相同。 转向力矩： 几种典型压力下转向阻矩的计算式。 转向阻力系数 转向阻力系数?表示作用在履带支承面上单位机器重量所引起的土壤换算横向反力。 试验表明：履带车辆的转向阻力系数与土壤的物理机械性质、履带板的结构、履带对土壤的单位压力、履刺插入土壤的深度、机器行驶速度等有关。 车辆的转向半径对系数?的影响很大，当转向半径减小时，由于履带的掘土现象使土壤挤压反力增大，?的数值随之增大。当车辆急转弯时，?值的变化一般在0.4（硬土路面）和0.7（疏松土壤）之间。 车辆作急转弯时，即R=（0.5~1）B，转向阻力系数达到最大值?max。 地面条件不同，最大转向阻力系数也就不同，通常松软土壤地面最大转向阻力系数约0.6~0.7，干土路面为0.5~