[发明专利]一种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

本发明属于履带行走机构技术领域，尤其是一种履带行走机构内阻力和功耗分析计算方法，

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，因此，本领域急需一种科学理论的指导以及定量化的分析与计算方法。

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

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种履带行走机构内阻力和功耗分析计算方法，该方法能够系统的分析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。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种履带行走机构内阻力和功耗分析计算方法，包括以下步骤：

（1）外部特性理论推导

1）接地比压计算：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；e∈（L/6，L/2）时，履带接地压力计算公式为：

P_min=0

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