履带车辆设计计算说明书

实用标准副本车辆参数的计算根据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计算：一.基本参数序列号项目参数内容1拖拉机模型2模式履带式3外形尺寸(长度、宽度和高度)3300155022504发动机型号YN38GB25发动机校准功率57千瓦6总重1609千克7最大步行速度12公里/小时8接地比电压24kpa9轨道接地长度1000毫米10动力输出功率49.4千瓦11最大牵引力11.38千牛12校准速度2600转/分钟13动力输出轴的速度540/720转/分钟14悬挂装置的类型后部三点悬挂15爬坡能力30016驱动轮半径275毫米17底盘轨距1050毫米8最大轨道高度860毫米二、质量参数的计算1.准备质量M0是1825公斤；2.总质量m总计m总计=M0M1M2=1825 300 75=2200千克M1载重质量：300千克M2驾驶员质量：75千克3.服务质量：m总计=M0 M2=1825 75=1900千克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：质心标准要求计算：空载时：从质心到后支撑点的距离A0=830mm毫米从质心到前支撑点的距离=610毫米从质心到地面的距离h0=450mm毫米满载时：从质心到后支撑点的距离A0=605mm毫米从质心到前支撑点的距离=812毫米从质心到地面的距离h0=546mm毫米5.稳定性计算A.确保拖拉机在攀爬时不会垂直倾斜的条件如下：=0.7 (是滑移率)空载：830/450=1.84 0.7满载时：605/546=1.11 0.7满足条件。b、为保证拖拉机转弯时无横向坡度，不发生横向倾翻的条件是：=0.7a-轨距，a=1200mm h-从质心到地面的距离mm空载：=1.33 0.7满载：=1.10 0.7因此，拖拉机在空载和满载运行时都能满足稳定性要求。第三，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计算：XJ-782LT履带式拖拉机配有昆明云内发动机，YN38GB2型柴油机，额定功率57kW/h，转速2600转/分。(1)最大设计速度Vmax=8公里/小时，所需功率：Pemax=(pf pw )kw=6.188千瓦(2)根据柴油机的满载速度特性，最大扭矩点的低速运行速度V2为4 km/h。当选择V2=4km/h且最大爬坡能力为25%时，所需功率计算如下：pemax=(pf pi pw )kw=6.948千瓦在以上两个公式中：Pf 滚动阻力消耗的功率；空气阻力消耗的功率；Pi 斜坡电阻消耗的功率；传输效率系数，取=0.9；F滚动阻力系数，f=0.02Cd 空气阻力系数，取Cd=0.9；A拖拉机向前迎风面积A=BH(宽度和高度)=1.401.15Va拖拉机降档速度Va=4公里/小时；Imax最大爬坡，IMAX=25%；G拖拉机总质量，g total=2200kg。(注意：表示鞋子处于工作状态)经计算，拖拉机组满载时以最高速度Pemax行驶所需的功率和低速爬坡25%所需的功率均小于YN38GB2柴油机57kW的额定功率，并有一定的功率储备，满足设计要求。五、履带底盘的设计和确定1.履带底盘描述：底盘是拖拉机的重要组成部分，支撑着整个装置。因此，本发明对整个装置进行了更加完整的匹配和加工等一系列设计。履带行走装置由“四轮一带”(驱动轮、滚轮、导向轮、牵引轮或张紧轮、履带)、张紧装置和行走机构组成。在机械行走过程中，驱动轮在履带的紧边缘产生拉力，试图将履带从压路机下拉出。由于滚轮下方的履带与地面之间有足够的附着力，因此防止了履带的拉出，驱动轮被迫卷起履带向前滚动。导轮将轨道铺设在地面上，使机体通过滚轮沿轨道向前运行。大功率轮式拖拉机的机器重量一般为5500 8500公斤，接地面积小于履带式拖拉机，因此接地压力较高。经过几年的耕作，土壤耕层下面会形成一层坚硬的底层，不利于土壤的蓄水保墒和作物的生长。即使在深耙之后，它仍然会保留小的硬块并破坏土壤的微观结构。附着力差，滑移率高。橡胶履带拖拉机牵引力大，适用于重型作业(如犁、耙等)。)，比接地压力小，对农田的压实和破坏程度轻。它们特别适合低水位和湿地作业。除野外作业外，还可用作农田基本建设和小型水利工程的推土机，综合利用程度高。根据轮式大功率履带机械的特点，通过上述对比分析和综合考虑，得出采用三角形“四轮一带”橡胶履带行走装置的结论。履带总体参数初步确定后，应计算履带机械的基本性能是否满足预期要求，总体参数选择是否合理。这主要是关于牵引性能的计算。2、牵引功率计算：根据GB/T 3871.9-2006 农业拖拉机试验规程第9部份：牵引功率试验标准要求计算：计算工况：计算中使用的工况一般为：在重量状态、水平断面的留茬地上(旱地宜留茬地，水田宜留茬地，中泥深度的留茬地)，以牵引载荷(牵引线与地面平行)全速行驶。(1)履带驱动的驱动力Pq履带驱动kgf其中： m发动机扭矩kgf；IS每个档位的总传动比；hNc 各档总传动效率；Rdq 驱动轮功率半径m；h计算时，Nq 轨道驱动部分半径效率通常取nq=0.95。Gsmax=2Lobqp。Gsmax=1.5PTN。PTN=(1.1-1.2)铂.其中：Gsmax - 最大服务重量。Lo轨道接地长度；B履带板宽度；Qp 一般为0.35 0.5 kgf/cm2；PTN 额定牵引力；PT 牵引力。根据(2)中的活性电阻Pf，计算后可得到Pq)计算结果Pq=12.775KN。(2)履带驱动的活动阻力PfPf=fGs kgf其中： Gs使用重量(千克力)。f 履带车一般为0.1。计算结果Pf=1.90KN(3)行驶速度v理论速度实际速度v=vl (1-) km/h其中：ne发动机转速；Rdq 驱动轮功率半径；I 驱动轮的车轮滑移率(一般履带型为0.07)。计算结果v=(1.156)公里/小时(4)履带传动的牵引效率nT其中： hnc 是每个档位的总传动效率；Hnf 轧制效率；HN滑动效率；Hnq 履带传动皮带效率(一般为0.95)。计算结果nT=0.75(5)履带式机械的附着力PD(要求：附着力应大于或等于履带式行走机构的牵引力，大于或等于所有阻力之和)。)P=Gy其中：一般取为0.75；gy 重1900千克。计算结果P=14.25 kn(满足要求)3.转向最大驱动扭矩的分析与计算；根据GB/T 15833-1995 林业轮式和履带式拖拉机试验方法标准要求计算：(1)履带转向驱动力说明：转向时，履带行走装置需要切断一个履带的动力，制动履带使其静止，并由另一个履带推动转向，或同时前后移动两个履带实现原地转向，但两种转向方式所需的最大驱动力相同。因此，以机器的单轨制动器左转为例，如图所示：图5-2轨道左转示意图左履带处于制动状态，在右履带的推动下，整机围绕左履带的中心C1点旋转，产生右履带的转向阻力矩Mr和行走阻力Fr/2。一般来说，轨道接地长度L和轨距B的比值L/B1.6。同时，左/右值也直接影响转向阻力。在不影响机器运行稳定性和接地比压的情况下，应尽可能取小的值，即履带的长度应尽可能缩短，这样可以减少运行机构所需的驱动力。(2)转向驱动力矩转向阻力矩的计算转向阻力矩是履带相对于自身旋转中心O1(或O2)旋转时，面向履带的地面产生的阻力矩。如图所示，O1和O2分别是两条履带的瞬时转向中心。为了计算转向阻力的值形成转向阻力矩的反作用力都是横向力并且均匀分布。履带拖拉机在转向过程中，牵引载荷中有一个横向分量。在横向分量的影响下，车辆的转向轴将从原来的转向轴打开。通过轨道接地的几何中心移动到O1O2，移动距离为x0。图5-3履带转向应力图根据上述假设，转向时面向轨道支撑部分的反作用力的分布是矩形的。如果从轨道支撑面上的任何一点到旋转中心的距离为x，微型单元的长度为dx，分布在其上的车身重量为qdx，总转向阻力矩可表示如下：其中：U-转向阻力系数。m其中：是车辆急转弯时的转向阻力系数；b型轨距。)将公式代入上述公式的积分中并简化：那就是：(3)转向驱动扭矩(假设机器的重心与履带行走装置的几何中心重合)改变转向半径和0。1)当转向半径如下图所示时，两侧履带向前移动。此时，由于地面上的摩擦阻力，两侧的履带朝向相同的方向(即相反的行驶方向)。外部和内部轨道上的力如下：图5-4右转向示意图2)如下图所示，当转向半径为0 时，由于地面摩擦阻力，两侧履带方向相反方向，外侧和内侧履带的应力分别是：图5-5左转向示意图在公式中， ff1和ff1-分别是内部前进阻力和驱动力；Fq1、FQ2-分别为横向向前阻力和驱动力。考虑到机身重心在中心位置，考虑履带的前进阻力。用于：Ff1=Ff2=Gf其中： f-轨道滚动阻力系数(即Ff1=Ff2=Gf=1460 N)转向过程中的最大驱动扭矩为：Mmax=最大其中：r-驱动轮节圆的直径。3)大半径区域转向时驱动轮上的力：在小半径区域0转弯时驱动轮上的力；其中：-转向比，转向过程中的最大驱动扭矩为：Mmax=最大经过以上介绍和公式计算，穆=396牛顿米；分别计算转向半径和0:Get: mmax=fq2r=1733.1 n.m。结果表明，驱动轮上的最大驱动力和扭矩为：mmax=fq2r=1733.1 n.m，结果相同。4.传动装置的设计与计算(1)轨道的选择轨道支撑长度L、轨距B和履带板悬挂宽度B应合理匹配，使接地比压、附着性能和转向性能满足要求。根据机器的设计参数，履带的主要参数确定为机器的重量。这台机器的初始重量是1.9吨L0是接地长度，m，h0是履带的高度，m，g是整机的重量，t是单位。经验公式：L0 1.07 (1.9) (1/3)=1.325米取L0=1225毫米lL0 0.35 h0=1600 0.35860=1901毫米即B1495毫米也就是说，b400480毫米取b=460毫米履带节距t0和驱动轮齿数z应满足强度和刚度要求。在这种情况下，请尝试选择一个较小的值来降低轨道高度。根据整机螺距与重量的关系：t0=(1517.5)，其中t0为毫米、克、克的单位这个钻头重20公斤。“l”代表轨道的全长。然后=4680毫米根据计算和实际数据，选择52条轨道，每条90毫米，宽400毫米。(2)接地比电压：根据GB/T 7586-2008 液压挖掘机试验方法标准的要求，计算如下：拖拉机本身重力大，容易沉入软土中。添加履带后，增加了与地面的接触面积，降低了压力；=14.55千帕L 轨道接地长度，单位为米Ea 地面比压，单位为千帕Gn 标准重力加速度，9.8米/S2M工作质量(千克)W4 轨道板宽度，单位MV.驱动轮的计算目前，履带啮合的设计标准很多，齿形设计方法也多种多样，非常不一致。主要有等螺距啮合、亚螺距啮合和超螺距啮合。等节距啮合主要意味着履带节距等于链轮节距。当等节距啮合时，履带啮合副为多齿传动，履带的牵引力由啮合齿分担，每个齿承受的载荷较小。此时，啮合稳定，冲击振动小，使用寿命长。然而，在实践中，恒定节距啮合只是一个理论概念，因为即使履带和链轮被设计成具有相同的节距，履带也会产生节距变化(例如