工程机械底盘-行驶理论PPT课件

第一章工程机械底盘、驾驶理论、驾驶理论主要研究内容：驾驶理论主要研究工程机械行走机构的附着牵引性能、牵引计算、牵引动力、牵引效率、行驶速度、滑动速度、燃料消耗和牵引力之间的关系。1，对于现有工程机械，可以通过牵引计算比较牵引性能和经济性。2，对于正在设计的工程机械，通过牵引计算，可以确定发动机功率、驱动系统的基本参数，预测正在设计的机械的牵引性能和经济性。主要研究目的：工程机械驾驶原理，主要内容，第一节轮式底盘行驶原理第二节行驶阻力第三节附着性能第四节工程机械整体机械性能，第一节轮式底盘行驶原理，驱动轮，驱动轮，第一节，行驶原理，装载机，推土机，卡车起重机，倾卸卡车这张图显示了后轮驱动的轮胎推土机在水平地面上进行等速直线运动时的力。1，驱动力PK和驾驶阻力Pf，作用于推土机的外力具有重力g，推土阻力PT，以及车轮作用于地面的反作用力。在驱动系统中，传递到后轮的驱动力矩MK对推土机来说是整体内部力矩，因此推动轮式机械运动的力用车轮作用于地面所产生的虚线表示。当车轮具有与运动方向一致的地面反作用力时，驱动车轮；当受到与运动方向相反的地面反作用力时，称为从动轮。驱动力也可以称为切向牵引力。1，驱动力PK和驱动力Pf，表达式：rd功率半径，从车轮中心到驱动力PK的距离； -机械传动的情况下传动系统效率；对于液压机械传动，必须包括液力变矩器的效率。对于液压传动，必须包括液压系统的效率。I 8-从引擎到驱动轮的驱动系统的总传动比。轮式机器，(1)驱动力PK，履带式机器，1，驱动力PK和行驶阻力Pf，式： q轨道驱动器段效率，通常为0.95 0.96；Rk-履带机械驱动轮节圆半径：式：以ZK-驱动链轮为中心的一周内的履带数，非齿啮合，即驱动链轮的齿数，对于齿啮合，为驱动链轮齿数的一半；Lt轨道间距，即每个轨迹板两端pin孔中心线之间的距离。对于轮式机器，行驶阻力必须限制为所有车轮施加的阻力的总和，1、驱动力PK和行驶阻力Pf，(2)行驶阻力Pf，(3)有效牵引力PKP，轮式机器，跟踪机器，2、粘合力p ，驱动力PK的值必须限制为引擎功率和变速器传动比。推动机械运动的动力是地面的反作用力，因此PK的最大值受地面附着性能的限制。有一个车轮(轨道)结构和地面条件给定时间机器可以产生的最大驱动力(即粘合力)p ，无论发动机和驱动系统的参数如何变化，PK都不能大于p。因此，车辆在水平地面上行驶所需的条件包括：if、then、if、then、2、轮式行走机构运动学、1、车轮滚动，(1)纯滚动、(2)滑动、(3)滑动，问题：问题在什么状态下发生滑动？2，行驶速度，(1)理论行驶速度，车轮在地面上不滑动的滚动时，其中心的平移速度为理论行驶速度。(2)实际驾驶速度，如果轮子在地面上滑动的偏转，则该中心的平移速度为实际驾驶速度。中心：r-车轮的滚动半径是与车轮滚动相关的变量，通常由测试方法确定，可测量的行驶距离s和驱动轮旋转的转数。3，车轮滑动特性评价，(1)滑动速度，定义：机器理论运行速度与实际速度之间的差异理论速度。(2)滑动率s，定义：滑动速度表示因滑动旋转而损失的驾驶速度的百分比。大小与包装条件、轮胎状态、垂直负载和驱动力大小相关。滑移率主要用于测定车轮制动的滑移。例如，汽车的ABS系统设计为滑动率约为20%。第二，轮式行走机构动力学，第一，推杆动力学，测试数据显示，带垂直载荷的车轮在水平地面上滚动时轮胎支撑面上反作用力的分布情况。这种分布与轮胎结构、膨胀压力、土壤特性和作用于车轮的载荷大小有关，但是所有反作用力的合力作用点必须在滚动方向向前移动一个距离。从动轮在水平地面上滚动等速直线时，受力如下：1，从动轮动态，忽略从动轮轴承的摩擦力矩。通过将r分解为垂直分割和水平分割力，根据从动轮的力平衡，可以得到：Pf表示滚动阻力、a滚动摩擦系数、2、驱动轮动力学、驱动轮从水平地面以恒定速度直线滚动时，其力为：Mk驱动扭矩，驱动轮驱动具有以下阻力的车辆：叉车运输机械操作：第二节行驶阻力、风阻、工作阻力、云阻力、加速度阻力、坡道阻力、第二节行驶阻力、1、滚动阻力、1、滚动阻力的原因、滚动阻力、轮式工作机器行驶中轮胎和道路的变形导致车轮上道路的反作用力距车轮纵轴一个距离(图)反作用力和偏心距离a的乘积构成了一个滚动阻力矩，与车轮旋转方向相反，因此车轮滚动时能量消耗。1，由于滚动阻力，车轮在地面上滚动时可见的现象：(1)地面在垂直方向上压缩和旋转的现象；(2)轮胎的弹性轮辋部分周期性变形。生成弹性轮辋组件(如弦层、内外轮胎、内衬和轮辋之间)之间的摩擦，以及轮胎材质内粒子之间的摩擦。(3)轮胎侧和车轮侧相互摩擦。(4)车轮将土壤称为向前，即“成组”现象。在坚硬的道路上滚动阻力主要是轮胎变形引起的。在松软的土地上，滚动阻力主要是由于地面变形形成车轮形状而产生的。2，影响滚动阻力的因素，(1)土壤特性土壤种类、含水量和压缩程度对车轮滚动阻力有显著影响。土壤越柔软，车轮越深，滚动阻力也越大。(2)轮胎充气压力轮在泥土上滚动时，其滚动阻力是由轮胎和土壤两侧的变形引起的。在软土中，土壤变形的影响最大，此时降低轮胎充气压力，轮胎支撑面积就会增大，相应地降低土壤的比压，车轮深度就会减少，最终云阻力也会减少。轮胎充气压力下降到一定值时，滚动阻力随着压力的减小而增加。因为增加的轮胎变形对滚动阻力影响很大。因此，在特定条件下，存在与最小滚动阻力相对应的最佳膨胀压力。在坚硬的地面上滚动时，滚动阻力主要是轮胎变形引起的，此时增加轮胎的膨胀压力会减少轮胎变形，从而减少滚动阻力。2、影响滚动阻力的因素，(3)作用于车轮垂直地面的载荷增加了作用于车轮的垂直载荷，轮胎变形和车轮深度都增加了，滚动阻力也增加了。(4)轮胎的大小在软土中，增加轮胎的宽度和直径可以增加轮胎的支撑面积，减少车轮的深度，减少滚动阻力。3，整机滚动阻力计算，当前，滚动阻力计算：表达式：Q车轮垂直地板载荷；F滚动阻力、测试方法(P14图1-11)、滚动阻力、表1-1中典型条件下的滚动阻力、2、坡道阻力、斜坡阻力是在工作机器攀登过程中车辆在道路方向上的磁力所引起的阻力。图1-12所示。，风格GS-整体机器重量；-倾斜角度。Pi=Gssin(1-29)，道路坡度概念：道路通常表示道路的坡度。第三，在空气阻力、机器加速行驶中，必须克服机器转换加速度的惯性力和旋转部件加速旋转的惯性矩。机器高速行驶时，风和机器与空气之间的相对运动引起摩擦，形成涡流，造成能量损失。其大小主要与空气密度、机器外形、行驶速度等有关。(n)，样式：v驾驶速度(km/h)；S-使用机械风向区域(m2)、k-空气阻力、N/(m2km2h-2)，通常为0.045。4，加速度阻力Pj和运行阻力，3节附着性能，车轮运动学，滑动速度表示驱动车轮的滑动程度。也就是说，可以通过以上两种方式使用，滑动效率 反映了滑动转换引起的功率损失，因此滑动速度不仅反映了滑动时的功率损失，还反映了滑动时的功率损失。第一，驱动轮的滑动速度和滑动效率，第三部分附着性能，机械行走装置和地面之间的防滑功能。地面和行走装置之间的防滑力主要是，(1)车轮(或轨道)和地面之间的摩擦力。(2)轮胎花纹对土壤的挤压，剪切产生的反作用力。驱动轮的动力学表明，当移动土壤时，驱动PK是对驱动轮施加的反作用力。可以把PK看作两部分，其中一部分是轮胎胎面花纹插入土壤表面后，与驱动轮运动方向相反的方向将传单挤压到花纹侧而产生的反作用PK另一部分是轮胎和土壤的摩擦反作用力PK，PK=PK PK，2，粘合力和附着系数，实验表明，轮胎和地面的摩擦系数值为1，随着摩擦面相对速度的增加，在驱动轮的情况下会随着增加而增加。因此，在轮胎支承面和垂直载荷恒定的情况下，随着PK的增加，也会增加。2、随着非压力的增加而减少。因此，切线牵引PK随着滑动速度的增加而增加。通常，当=100%达到“滑动限制”时，您可以认为PK值是最大值。2，粘合力和附着系数，第三节附着性能，2，粘合力和附着系数，为了便于讨论，规定了以下符号：1) pkp=PK-pf导致地面附着条件确定的最大牵引力pkpmax=pkmax-pf，称为粘合力，用p 表示，2)驱动轮垂直底部的载荷q称为附着重量。3) pkp/q=称为附着重量利用系数。4)最大附着重量利用系数(称为附着系数)用表示。如上讨论所示，由于地面附着条件的限制，牵引力：PKPP，表1-2其他路面的附着系数，1，土壤特性2，轮胎的充气压力降低轮胎充气压力将增加轮胎支承区域，轮胎支承面的压力减小。太低的轮胎充气压力会增加滚动阻力(特别是在坚固的地面上)，减少轮胎寿命，因此在决定驱动车轮轮胎充气压力时必须全面考虑。第三，影响附着性能的因素3，如果附着重量增加驱动轮的附着重量，可以改善驱动轮的附着性能，但对于普通土壤，仅在附着重量不超过特定限制的情况下才正确。对于整个机器，使用全轮驱动，机器的总重量将作为附着重量，在整个车轮上产生牵引力，从而大大提高了机器的附着性能。4、增加轮胎大小轮胎直径不仅增加了轮胎支撑面的面积，还增加了轮胎支撑面的长度，可以更有效地提高附着性能。但是轮胎直径的增加受到机器成本、传动系统的总传动比和整个机器的稳定性的限制。第三，影响附着性能的因素，第四节工程机械的整体机械性能，3，加速性能，1，运行速度，2，爬坡能力，1，动态性能，动态特性反映了工作机器在不同坡度的路面上行驶时所具有的加速性能，可实现的最大速度和爬坡性能。动态性能特别影响了基于运输车辆(如刮刀、倾印卡车)的工作效率和适用性。提高工作速度可以提高机器的生产率，但受机器的传递形式和工作特性的限制，工作速度过高可能会导致操作困难。例如，使用机械传动系统的履带式推土机在土壤切割工作中难以以4km/h以上的速度操作。液压机械传动推土机更好地适应负载变化，运行速度比机械变速快1 1.5km/h左右。(1)牵引条件下的最低理论运行速度，1，行驶速度，自行式刮板，由于牵引条件，操作更简单，4.5 7km/h优选，使用自动变速装置时，8km/h优选。履带式机器：2.3至3km/h；轮式机器：3至4km/h；1；行驶速度；(2)运输条件的最大理论行驶速度；履带式机器运输条件的最大行驶速度表示从一个工作地点移至另一个工作地点时的最大行驶速度，通常距离不远。如果距离远，用拖车运输更经济。因此，最大行驶速度更低。通常使用10 12k m/h(半刚体悬置)或15 20k m/h(弹性悬置)。最大行驶速度只有30 50公里/h，现在有灵活的悬挂和自动变速刮刀，速度最高可达70 90公里/h。提高行驶速度只有在一定距离以上才能提高生产率。例如，自行铲运机仅在行驶速度大于40 50km/h时，运土距离大于2-2.5km时才能提高生产力。对于轮式机器，运行距离长，运输条件往往是主要运行条件，最高运行速度高。轮式机器的最大行驶速度主要用于确定如果本身的刮刀不使用弹性悬架，则为1，行驶速度，(2)运输条件的最大理论行驶速度，2，爬坡能力，爬坡性能，主要用于确定工作机器可以悬挂最低齿轮的最大坡度。最大倾角还受稳定性、发动机功率、附着性能等因素的影响。推土机、装载机等的最大倾角通常为25 30。城市货车必须能在坡度为30%的坡道上以37公里/h行驶。像转子后端稳定搅拌机等稳定性差的机器，最大倾角约为15个。以30倾斜角度、气团滑动时制动能力是否适当为标准，在1米内需要制动器。3，必须克服加速度性能、机器加速行驶中机器转换加速度的惯性力和旋转零件加速旋转的惯性矩。(1)转换加速度的惯性阻力Pj1，(2)旋转零件的加速度旋转所产生的惯性阻力Pj2，在机器的每个旋转零件中，引擎的飞轮和车轮的惯性矩要比其他零件大得多。因此，计算Pj2时，通常忽略其他旋转零件的影响。(履带式机器也考虑履带作为旋转运动的惯性。)。e=IK，K是驱动轮的角速度，v=rKl是忽略车轮滑动和滑动时v=rk l，因此将mj转换为驱动轮，将每个车轮的惯性矩除以每个车轮的功率半径，加速度阻力：3，加速度性能，引擎的动力将传递给驱动轮，驱动每个零件组件消耗的动力。在实际设计中，传动效率仅计算齿轮与传动啮合所产生的摩擦损失。通常，每个正齿轮对包含m1=0.98、每个斜齿轮对包含m2=0.97、每个斜齿轮对包含m3=0.96、履带式工作机器的驱动效率、 q=0.96至0.97，因此传输效率为2、行驶过程中功率损失在水平扇区中以相同速度移动时2、行走损失。传输效率、1、传输损失、水平扇区等速行驶时工作机器的运行