[發明專利]一種履帶行走機構內阻力和功耗分析計算方法無效
申請號: | 201210347487.1 | 申請日: | 2012-09-18 |
公開(公告)號: | CN102867092A | 公開(公告)日: | 2013-01-09 |
發明(設計)人: | 朱愛斌;丘大謀;牛婷 | 申請(專利權)人: | 西安交通大學 |
主分類號: | G06F17/50 | 分類號: | G06F17/50 |
代理公司: | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人: | 徐文權 |
地址: | 710049 *** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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摘要: | |||
搜索關鍵詞: | 一種 履帶 行走 機構 阻力 功耗 分析 計算方法 | ||
1.一種履帶行走機構內阻力和功耗分析計算方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)外部特性理論推導
1)接地比壓計算:根據地面力學理論,考慮縱向偏心距e,當縱向偏心距在e∈(0,L/6)時,接地壓力呈梯形分布;當e∈(L/6,L/2)時,接地壓力圖呈底邊縮小的直角三角形;e∈(L/6,L/2)時,履帶接地壓力計算公式為:
Pmin=0
其中,Pmin是最小接地比壓;Pmax是最大接地比壓;Px是接地段任意位置接地比壓;b是履帶寬度;G是車體重量;L是履帶接地長度;x是履帶接地段區域任意一點與幾何中心O的縱向距離;
2)沉陷深度Z計算:履帶接地壓力引起了土壤發生向下沉陷,計算公式為:
其中,P是接地壓力;KC是土壤粘性成分決定的變形模量;是土壤摩擦成分決定的變形模量;n是土壤變形指數;
3)地面牽引力FH計算:當偏心位于(0,L/6)時,地面牽引力方程為:
當偏心位于(L/6,L/2)時,地面牽引力方程為:
其中,c是土壤內聚力,是土壤內摩擦角,K是土壤的水平剪切變形模量,i是土壤的剪切位移;FH是地面牽引力;
4)行駛阻力計算
當縱向偏心距位于e∈[0,L/6],行駛阻力F′R計算公式為:
當縱向偏心距位于e∈(L/6,L/2)時,行駛阻力F′R的計算公式為:
(2)內部摩擦阻力理論推導:
①履帶銷和銷套相對轉動產生的摩擦阻力分析:
要克服此摩擦需要的牽引力Fr1為:
②履帶架和履帶之間的摩擦阻力分析:
履帶架和履帶之間的摩擦力Fr2為:Fr2=μG
③驅動輪軸承處的摩擦阻力分析:
驅動力矩軸承處摩擦力矩Mr3為:
④導向輪軸承處的摩擦阻力分析:
導向輪軸承處的摩擦力矩Mr4為:Mr4=d'μfrF0
⑤驅動輪齒與履帶板的嚙合摩擦阻力分析:
驅動輪和履帶銷的嚙合摩擦阻力FRE為:
其中,P是履帶拉力;d是銷子直徑;μ,是摩擦系數;z是驅動輪齒數;t是履帶板節距;d′是軸承公稱內徑;FK是切向牽引力;F0是預緊力;fr是摩擦阻力系數;ZT是驅動輪齒數;
(3)驅動力矩和功率的確定:
①力學平衡理論及驅動力矩的確定:
驅動輪驅動力矩的確定公式:
②功率平衡理論及驅動功率的確定:
功率平衡理論:
內部損耗功率由五部分組成:a)銷和銷套的摩擦功率損耗Fr1VT;b)履帶架和履帶之間的摩擦功耗:Fr2VT;c)驅動輪軸承的摩擦功耗:d)導向輪軸承的摩擦功耗:e)驅動輪齒嚙合摩擦功耗:
外部功率損耗Pr:
其中,MK是驅動輪驅動力矩;rK是驅動輪半徑;∑F是外部阻力總和;Fr1是克服履帶銷和銷套相對轉動產生的摩擦阻力的牽引力;Fr2是履帶架和履帶之間的摩擦力;Fr3驅動力矩軸承處摩擦力;Fr4是導向輪軸承處的摩擦力;Fr5是驅動輪齒與履帶板的嚙合摩擦阻力;Pe是電動機的功率;Pc是傳動機構損耗;是內部損耗;Pr是外部阻力損耗;Pkp是有效輸出功率;i是滑轉率;VT是驅動輪的線速度;s是摩擦距離;ω是驅動輪的角速度;T是驅動輪轉一圈所用時間。
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