根据(2)中的活动阻力Pf ,经计算即可得Pq) 经计算后得结果Pq=12.775KN. (2) 履带式传动的活动阻力Pf
f
P=fGs kgf
式中: Gs——使用重量(kgf);
f ——履带式一般取0.1。
经计算后得结果Pf =1.90KN
(3) 行驶速度v 理论速度v1=0.377nerdqi∑km/h
实际速度v=vl (1-δ) km/h
式中: ne——发动机转速;
rdq ——驱动轮动力半径;
iΣ——驱动轮轮滑转率(履带式一般取0.07)。
经计算后得结果v=(1.15~6)km/h
(4)履带式传动的牵引效率nT 式中: ?nc ——各档的总传动效率;
?nf ——滚动效率; ?n——滑转效率;
δ
?nq ——履带驱动带效率(一般取0.95)。经计
算后得结果nT =0.75
(5) 履带机械的附着力PΨδ
?
(要求:附着力应大于或等于履带行走机构的牵引力且大
于等于各阻力之和。)PΨδ =ΨδGΨ? 式中:Ψδ——一般取0.75; GΨ?——取1900KG。
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经计算后得结果PΨδ=14.25KN (符合要求) 3、转向最大驱动力矩的分析与计算:
根据《GB/T 15833-1995 林业轮式和履带式拖拉机试验方法》标准要求进行计算: (1) 履带转向时驱动力说明:
履带行走装置在转向时, 需要切断一边履带的动力并对该履带进行制动, 使其静止不动, 靠另一边履带的推动来进行转向, 或者将两条履带同时一前一后运动, 实现原地转向, 但两种转向方式所需最大驱动力一样。因此以机器单条履带制动左转为例, 见图:
图5-2 履带转左向示意图
左边的履带处于制动状态,右边履带的推动下,整台机器绕左边履带的中心C1点旋转,产生转向阻力矩Mr,右边履带的行走阻力Fr/2 。一般情况,履带接地长度L和履带轨距B 的比值L/ B≤1.6。同时, L/ B 值也直接影响转向阻力的大小,在不影响机器行走的稳定性及接地比压的要求下,应尽量取小值,也就是尽量缩短履带的长度,可以降低行走机构所需驱动力。
(2) 转向驱动力矩的计算转向阻力矩是履带绕其本身转动中心O(或O2)作相对转动时,1
地面对履带产生的阻力矩,如图所示,O1、O2 分别为两条履带的瞬时转向中心。
为便于计算转向阻力矩Mr 的数值,作如下两点假设:(1)机体质量平均分配在两条履带上,且单位履带长度上的负荷为: q=m 2L式中:M-总质量(kg); L-履带接地长度(m)。 经过计算:q?
G1900??593.75(kg/m) 2L2?1.616
形成转向阻力矩Mu的反力都是横向力且是均匀分布的。履带拖拉机牵引负荷在转向时存在横向分力,在横向分力的影响下,车辆的转向轴线将由原来通 过履带接地几何中心移至O1O2 ,移动距离为x0 。
图5-3 履带转向受力图
根据上述假设,转向时地面对履带支承段的反作用力的分布为矩形分布。在履带支承面上任何一点到转动中心的距离为x, 则微小单元长度为dx,分配在其上的车体重力为qdx,总转向阻力矩可按下式:
L?x0?x0?L?22Mu?2?uqxdx?uqxdx? ?0??0???式中:U-转向阻力系数。
u=umaxR0.85+0.15B=0.45?
式中: -umax车辆作急转弯时转弯的转向阻力系数; B—履带轨距。)
L?x0?x0?L?uGL22?M=uqxdx??uqxdx?将式Mu?2??代入上式积分得并简化得: u?004??即:Mu?uGL0.45?1900?1.6??342N.m 44(3)转向驱动力矩(假设机器重心与履带行走装置几何中心相重合)把转向半径
R≥B?R≤B分别考虑。 和0
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B1)当转向半径R≥如下图所示,两侧履带都向前运动,此时两侧履带受地面摩擦阻
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力朝同一方向(即行驶的反方向),外侧、内侧履带受力分别为:
图5-4 右转向示意图
2)当转向半径0 ≤R≤B 如下图所示,此时两侧履带受地面摩擦阻力朝反 2方向,外侧、内侧履带受力分别为:
图5-5 左转向示意图
式中: Ff1,Ff1 -分别为内侧前进阻力和驱动力;
Fq1,Fq2 -分别为外侧前进阻力和驱动力。
考虑机体的重心在中心位置,所以履带的前进阻力 为:
Ff1 =Ff2 =G1f 2式中:f — 履带滚动阻力系数 (即Ff1 =Ff2 =1Gf =1460 N) 2转向时的最大驱动力矩为:
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{Fq1,Fq2}?r Mmax =max
式中:r—驱动轮节圆直径。
3)大半径区R〉转向行驶时主动轮上的力: Fq2?B2G??????f?? 2?2?G??????f?? 2?2? Fq1?小半径区0≤R≤B转向行驶时主动轮上的力: 2 Fq2?G??????f?? 2?2?G??????f?? 2?2? Fq1??式中:λ—转向比,λ=L B转向时的最大驱动力矩为:
Mmax =max{Fq1,Fq2}×r
经过以上介绍及公式计算得: Mu=396N.m; 分别计算转向半径R〉和0≤R≤得到:Mmax =Fq2 ×r =1733.1N.m.
得主动轮上的最大的驱动力及力矩为:Mmax =Fq2 ×r =1733.1N.m所得结果相同。 4、传动装置的设计与计算 (1)履带的选择
履带支承长度L,轨距B和履带板挂宽度b应合理匹配,使接地比压,附着性能和转弯性能符合要求。根据本机的设计参数,确定履带的主要参数为整机的重量。本机的初定整机重量为:1.9t.
B2B的情况: 2L0表示为接地长度,单位m,h0 表示履带的高度,单位m,G表示整机重量,单位为t。
经验公式:
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