第九章工程機械轉(zhuǎn)向理論

1、第七章第七章 工程機械轉(zhuǎn)向理論工程機械轉(zhuǎn)向理論第一節(jié) 概述第二節(jié) 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論第三節(jié) 履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論第一節(jié) 概 述v按轉(zhuǎn)向動力來源：機械轉(zhuǎn)向動力轉(zhuǎn)向：液壓式、氣動式、電動式、和復(fù)合式 v按車輛獲得轉(zhuǎn)向力矩的方式：偏轉(zhuǎn)車輪和偏轉(zhuǎn)履帶轉(zhuǎn)向。鉸接車架轉(zhuǎn)向。差速（滑移）轉(zhuǎn)向。一、偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向及偏轉(zhuǎn)履帶轉(zhuǎn)向v(1)前輪偏轉(zhuǎn)前輪偏轉(zhuǎn)：前外輪的變道行駛半徑最大，駕駛員易于用前外輪是否避過障礙來估計整機的行駛路線。v(2)后輪偏轉(zhuǎn)后輪偏轉(zhuǎn)：適用于前方安裝有工作裝置機械，前輪轉(zhuǎn)角受限，輪壓增大。后輪轉(zhuǎn)向半徑大于前輪。v(3)前后輪同時偏轉(zhuǎn)前后輪同時偏轉(zhuǎn)：前后輪轉(zhuǎn)向半徑相同，轉(zhuǎn)向半徑小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往用于

2、對機動性有特殊要求或機架特別長的機械。v(4)多橋偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向多橋偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向：用于總重和長度特別大的輪式工程機械，如大型汽車式起重機多采用這種方式。v(5)偏轉(zhuǎn)履帶的轉(zhuǎn)向方式偏轉(zhuǎn)履帶的轉(zhuǎn)向方式：用于超大型機械。c)前、后輪同時偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖a)前輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖b)后輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖v多履帶行走裝置特點多履帶行走裝置特點：履帶支承面積大，接地比壓小，一般為100160kPa；轉(zhuǎn)向半徑大，且只要求緩慢轉(zhuǎn)向；行走速度低，一般為412m/min;承載能力大；轉(zhuǎn)向阻力矩大。一套獨立的轉(zhuǎn)向機構(gòu)，以便將轉(zhuǎn)向履帶組拉偏所需的角度；兩套以上的驅(qū)動裝置，以保證各條履帶的受力及轉(zhuǎn)向速度適應(yīng)于轉(zhuǎn)

3、向條件。v多履帶行走裝置常用的轉(zhuǎn)向機構(gòu)有：螺旋、鋼繩和液壓三種。v利用前后車架相對偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，輪式車輛和履帶車輛都可以采用。二、鉸接車架轉(zhuǎn)向方式特點：特點： 1 有利于迅速對準(zhǔn)作業(yè)面，減少循環(huán)時間，提高生產(chǎn)率； 2 鉸接車架相對偏轉(zhuǎn)時，使轉(zhuǎn)向機構(gòu)簡化； 3 特別全輪驅(qū)動時，不必采用昂貴的驅(qū)動轉(zhuǎn)向橋。 4 但鉸接車架轉(zhuǎn)向時抗傾翻的穩(wěn)定性降低。v三、差速(滑移)轉(zhuǎn)向差速轉(zhuǎn)向方式差速轉(zhuǎn)向方式的車架是整體的(沒有相對偏轉(zhuǎn)的車架)，依靠改變左右兩側(cè)車輪或履帶的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩來操縱行駛方向，主要用于全橋驅(qū)動的車輛或雙履帶車輛。特點：特點：其結(jié)構(gòu)比較簡單，轉(zhuǎn)向半徑較小，但轉(zhuǎn)向時車輪的滑動較為嚴(yán)重，雙履帶車輛

4、一般都采用這種轉(zhuǎn)向方式。第二節(jié) 輪式轉(zhuǎn)向理論一、偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向理論（一）、偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向運動學(xué)輪式車輛轉(zhuǎn)向應(yīng)滿足的三個條件輪式車輛轉(zhuǎn)向應(yīng)滿足的三個條件： 1）轉(zhuǎn)向時，通過各個車輪幾轉(zhuǎn)向時，通過各個車輪幾何軸線的垂直平面都應(yīng)相交于同一何軸線的垂直平面都應(yīng)相交于同一直線上，這樣就能防止各車輪在轉(zhuǎn)直線上，這樣就能防止各車輪在轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生側(cè)滑現(xiàn)象向時產(chǎn)生側(cè)滑現(xiàn)象。22KLctgRKLctgaR輪式車輛轉(zhuǎn)向基本要求輪式車輛轉(zhuǎn)向基本要求：車輪純滾動，不發(fā)生側(cè)滑、縱向滑移或滑轉(zhuǎn)。LKRctga5 . 0LKRctg5 . 0常數(shù)LKctgactgc)前、后輪同時偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖a)前輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運

5、動簡圖b)后輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖c)前、后輪同時偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖c)前、后輪同時偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖a)前輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖b)后輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖a)前輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖b)后輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖對于前后輪同時偏轉(zhuǎn)時，如果前橋兩主銷之間距離K1等于后橋兩主銷之間距離K2時，即K1 =K2 =K時有： 222222221111KctgLRKctgaLRKctgLRKctgaLR要滿足上述要求，則有: 1221222111LLctgactgaLKctgactgLKctgactgc)前、后輪同時偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖a)前輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖b)后輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖式中：L

6、車輛的軸距，L1+L2=L當(dāng)前后橋兩主銷之間距離K1與K2不相等而L1與L2相等時，即K1K2。要滿足轉(zhuǎn)向時，通過各個車輪幾何軸線的垂直平面都應(yīng)相交于同一直線上，則 ：LKKctgactga2112可以看出K1與K2的差值越大，a1與a2相差也越大。其變化規(guī)律如圖 a1與a2關(guān)系曲線K2-K1=0；K2-K1=0.7m；K2-K1=1.2m 2）轉(zhuǎn)向時，兩側(cè)驅(qū)動轉(zhuǎn)向時，兩側(cè)驅(qū)動輪應(yīng)該以不同的角速度輪應(yīng)該以不同的角速度旋轉(zhuǎn)，以避免轉(zhuǎn)向時驅(qū)旋轉(zhuǎn)，以避免轉(zhuǎn)向時驅(qū)動輪產(chǎn)生縱向滑移或滑動輪產(chǎn)生縱向滑移或滑轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 vz車輛轉(zhuǎn)向時的平均速度可以用車輛幾何中心L線速度表示，其轉(zhuǎn)向角速度為： RvZZZZZB

7、vBRvBvBRv5 . 0)5 . 0(5 . 0)5 . 0(21車輛內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動輪的幾何中心點O1和O2的速度 c)前、后輪同時偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖a)前輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖b)后輪偏轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖1v2v兩側(cè)驅(qū)動的幾何中心點轉(zhuǎn)向的速度是不相等的 3）轉(zhuǎn)向時，兩側(cè)從動輪應(yīng)能以不同的角速度旋轉(zhuǎn)，以避免轉(zhuǎn)向時從動轉(zhuǎn)向時，兩側(cè)從動輪應(yīng)能以不同的角速度旋轉(zhuǎn)，以避免轉(zhuǎn)向時從動輪產(chǎn)生縱向滑移或滑轉(zhuǎn)。輪產(chǎn)生縱向滑移或滑轉(zhuǎn)。 這個條件比較容易滿足，因為從動輪是不驅(qū)動的，能在軸上自由旋轉(zhuǎn)。 （二）偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向動力學(xué)1轉(zhuǎn)向行駛受力分析假定兩輪車在水平地段上以等角速度作低速穩(wěn)定轉(zhuǎn)，略去離心力不

8、計，這時受力情況如圖 LRd)zzFZcFfcMcMucfkFkZFKOTFfkFkaa)xzxzFb)kbxzzxzFc)kcxzxczFfcFzFicM+kMzkF2rOO驅(qū)動力FK 轉(zhuǎn)向阻力矩Muc 轉(zhuǎn)向阻力矩MuK 滾動阻力Ffc 驅(qū)動輪滾動阻力FfK 轉(zhuǎn)向力FZ 側(cè)向阻力KZ LRd)zzFZcFfcMcMucfkFkZFKOTFfkFkaa)xzxzFb)kbxzzxzFc)kcxzxczFfcFzFicM+kMzkF2rOO驅(qū)動力1 轉(zhuǎn)向阻力矩 滾動阻力 滾動阻力 轉(zhuǎn)向力 側(cè)向阻力 LRd)zzFZcFfcMcMucfkFkZFKOTFfkFkaa)xzxzFb)kbxzzxzF

9、c)kcxzxczFfcFzFicM+kMzkF2rOOLRd)zzFZcFfcMcMucfkFkZFKOTFfkFkaa)xzxzFb)kbxzzxzFc)kcxzxczFfcFzFicM+kMzkF2rOO驅(qū)動力2 驅(qū)動力3 驅(qū)動力分解： kckbkaKFFFFcosfcKbFFcKZMMLFcosfkKaFFsinzKcFF轉(zhuǎn)向力 cosLMMFucukZ圖7-3a）、b）、c）疊加起來，得圖7-3d）。將各力對轉(zhuǎn)向軸線O取矩得 cosRFRFMMRFfcfKKcKLRd)zzFZcFfcMcMucfkFkZFKOTFfkFkaa)xzxzFb)kbxzzxzFc)kcxzxczFfcF

10、zFicM+kMzkF2rOOcosfcfKKcKFFRMMF車輛穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的驅(qū)動力 KFfKfcKFFF 在等速直線行駛時 可看出，當(dāng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時，驅(qū)動力就必須增加 對一般的輪式車輛（帶有牽引負(fù)荷）在水平地段上作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的受力情況進(jìn)行分析對一般的輪式車輛（帶有牽引負(fù)荷）在水平地段上作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的受力情況進(jìn)行分析 （1）牽引負(fù)荷）牽引負(fù)荷Fx（2）離心力）離心力FjgRvGRgGRRRgGFZmmZj222cosbgGRbRgGFZmmZj22sincosxFsinxF它作用在牽引點上，轉(zhuǎn)向時力Fx偏轉(zhuǎn)了角，其縱向分為橫向分為式中：Rm車輛質(zhì)心至軸線O的距離；b車輛質(zhì)心至后橋中線的縱向水平距離

11、 離心力與后橋軸線的水平夾角；G車輛重量 v后橋中點的速度 （3）滾動阻力）滾動阻力 轉(zhuǎn)向時各個驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪的滾動阻力，可以認(rèn)為分別是 fKFfcF和一半 （4）轉(zhuǎn)向阻力矩）轉(zhuǎn)向阻力矩MuuKucuMMM驅(qū)動輪阻力矩導(dǎo)向輪阻力矩（5）驅(qū)動力）驅(qū)動力 KFKKKFFF5 . 021（6）土壤對兩側(cè)導(dǎo)向輪的作用力）土壤對兩側(cè)導(dǎo)向輪的作用力Xc1和和Xc2對后橋中點的矩近似相等。對后橋中點的矩近似相等。（7）轉(zhuǎn)向力）轉(zhuǎn)向力FZ它是兩側(cè)導(dǎo)向輪的側(cè)向作用力FZ1、FZ2的向量和。力FZ的作用方向近似地認(rèn)為作用在OOc平面內(nèi)。 （8）側(cè)向反作用）側(cè)向反作用ZK1和和ZK2作用在兩側(cè)驅(qū)動輪上。 土壤對導(dǎo)向

12、輪和驅(qū)動的阻力矩Muc Muk 及Fj和Fx的水平分量 所形成的力矩 sincosTXjKcaFbFMMM稱為總轉(zhuǎn)向阻力矩轉(zhuǎn)向阻力矩： 轉(zhuǎn)向力FZ對OT點所形成的力矩，稱為轉(zhuǎn)向力矩：轉(zhuǎn)向力矩： cosLFMZZ轉(zhuǎn)向力轉(zhuǎn)向力FZ作用線與驅(qū)動輪軸線之間的夾角作用線與驅(qū)動輪軸線之間的夾角 為了使車輛能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向，必須滿足下列條件 MMZsincoscosTXjKcZaFbFMMLF后橋中點力矩平衡分析后橋中點力矩平衡分析當(dāng)車輛作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時當(dāng)車輛作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時 土壤對導(dǎo)向輪的總的側(cè)向反作用力不能超過導(dǎo)向輪的側(cè)向附著力 ZMMcossincosLaFbFMMFTXjKcZZFcZZcczzGFZZFF12

13、21導(dǎo)向輪的側(cè)向附著系數(shù)導(dǎo)向輪的側(cè)向附著系數(shù) 2轉(zhuǎn)向行駛阻力矩轉(zhuǎn)向時輪胎內(nèi)外側(cè)線速度不同： 2)2(01bvbRvTTTT2)2(02bvbRvTTTT輪胎以角速度 繞O點轉(zhuǎn)動TTbv2其內(nèi)、外側(cè)相對地面的滑動速度Tvv0RvvTT滑轉(zhuǎn)率 在有速度損失的情況下，O1點的實際速度為 )1 (0TTRvvv輪胎幾何軸線中點O1繞轉(zhuǎn)向軸線O轉(zhuǎn)動角速度為 )1 (/0TRv此時，其內(nèi)、外側(cè)相對于地面的滑動速度為： )1 (2Tbv將滑動速度合成，得到車輪內(nèi)、外側(cè)接地點相對地面的滑動速度： )1 (201TTbRvvv)1 (202TTbRvvv輪胎滑動速度分布為ABCD，梯形。假如地面的切向反力與滑移

14、距離成正比，則切向反力的分布與梯形ABCD相似，切向反力的合力FK必通過梯形的形心。這樣該輪胎轉(zhuǎn)向行駛時的阻力矩為 ：aFMKR驅(qū)動力 梯形面積形心距輪胎縱向?qū)ΨQ面的距離 02212112)1 ()()(Rbvvbvvba轉(zhuǎn)向行駛時單驅(qū)動輪相對地面的阻力矩為轉(zhuǎn)向行駛時單驅(qū)動輪相對地面的阻力矩為： 0212)1 (RbFMKK對于從動輪，轉(zhuǎn)向行駛時相對地面的阻力矩為：對于從動輪，轉(zhuǎn)向行駛時相對地面的阻力矩為： 0212)1 (RbYfMc式中：Y地面作用于該輪上的垂直反力；f滾動阻力系數(shù) （三）單差速器對輪式車輛性能的影響1. 單差速器的運動學(xué)行星輪公轉(zhuǎn)角速度自轉(zhuǎn)角速度0 x110110BAvB

15、Avxbxa1101211011ABAvABAvxbxa一側(cè)半軸的角速度減少值與另一側(cè)半軸的角速度增加值相等，而差速器殼的角速度永遠(yuǎn)等于兩個半軸角速度的平均值。這一特性符合車輛轉(zhuǎn)向時兩側(cè)車輪角速度不等的要求。2. 單差速器的動力學(xué)差速器整體力矩平衡210MMM行星齒力矩平衡ixbaMBFBF11baFF 內(nèi)、外半軸力矩平衡221111MMAFMMAFibia21MM 差速器永遠(yuǎn)將傳給它的力矩平均分配到兩側(cè)半軸，或者說作用在其兩側(cè)半軸上的力矩總是相等的。當(dāng)兩側(cè)附著力差距過大時，可鎖死差速器以提高整機附著性能。通過單邊制動內(nèi)側(cè)半軸增加轉(zhuǎn)向力矩，以實現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎。21MM 此時，轉(zhuǎn)向力矩增大BFFLFM

16、KKZZ125 . 0cos二、鉸接式輪式車輛的轉(zhuǎn)向理論v（一）鉸接式輪式車輛轉(zhuǎn)向的運動學(xué) 車輛四個輪胎的運動半徑分別為 2sin1BLR2sin2BLR21BLctgR22BLctgR四個輪胎的線速度分別為 01)2sin(BLv01)2(BLctgv02)2sin(BLv02)2(BLctgv2sincos)(2sincos)(2sincos2sincos2121BrrLRBrrLRBrrLRBrrLR020102012sincos)(2sincos)(2sincos2sincosBrrLvBrrLvBrrrLvBrrLvv（二）鉸接輪式車輛轉(zhuǎn)向力矩及阻力矩分析1轉(zhuǎn)向力矩分析 轉(zhuǎn)向油缸布置

17、簡圖 油缸轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向力矩 )cos(2)(02201iiaaRrrRaainrRPMs)cos(2)sin()1 (202202iiaaRrrRaaRrKPM21MMM轉(zhuǎn)向力矩（正轉(zhuǎn)向）)cos(2)sin()cos(2)sin()1 (02202022021iiiiRrrRPRrMRrrRRrKPM轉(zhuǎn)向力矩（負(fù)轉(zhuǎn)向）21MMMsincoscos1210LFFFFMMMTfKfCKCC2. 轉(zhuǎn)向阻力距分析第三節(jié) 履帶車輛的轉(zhuǎn)向理論一、履帶車輛的轉(zhuǎn)向理論v履帶式車輛，都是依靠改變兩側(cè)驅(qū)動輪上的驅(qū)動力，使其達(dá)到不同時速來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的。（一）雙履帶式車輛轉(zhuǎn)向運動學(xué)v從轉(zhuǎn)向軸線O到車輛縱向?qū)ΨQ平面的距

18、離R，稱為履帶式車輛的轉(zhuǎn)向半徑。圖716 轉(zhuǎn)向時作用在履帶車輛上的外力圖715 履帶式車輛轉(zhuǎn)向運動簡圖2OOT2BR1O1ZK2FTO2FXFf2ROK1FTOO1f1MBFZORvzZZZZBvBRvBvBRv5 . 0)5 . 0(5 . 0)5 . 0(21機體上任一點的運動分解成兩種運動的合成：（1）牽連運動，即該點以O(shè)T的速度v所作的直線運動；（2）相對運動，即該點以角速度Z繞OT的轉(zhuǎn)動 BRBRRBRRBRvvvvvv5 . 05 . 0 5 . 0 5 . 02121（二）履帶式車輛轉(zhuǎn)向動力學(xué)1牽引力平衡和力矩平衡v在水平地段上轉(zhuǎn)向半徑R作低速穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的受力情況（離心力可略去不

19、計）。 圖914 轉(zhuǎn)向時作用在履帶車輛上的外力K2FTO2FXFf2ROK1FTOO1f1MBFZ轉(zhuǎn)向行駛時的牽引平衡可作兩點假設(shè) ：（1）在相同地面條件下，轉(zhuǎn)向行駛阻力等于直線行駛阻力，且兩側(cè)履帶行駛阻力相等（2）在相同的地面條件和負(fù)荷情況下，F(xiàn)xcos 相當(dāng)于直線行駛的有效牽引力FKP， fffFFF5 . 021cosxKPFF所以回轉(zhuǎn)行駛的牽引力平衡牽引力平衡關(guān)系為 ：KKPfKKxffKKFFFFFFFFFF212121cos 或設(shè)履帶車輛回轉(zhuǎn)行駛時，地面對車輛作用的阻力矩為M， 在負(fù)荷Fx作用下總的轉(zhuǎn)向阻力矩轉(zhuǎn)向阻力矩為： sinxTFaMMaT牽引點到軸線O1O2的水平距離 履帶

20、車輛轉(zhuǎn)向是靠內(nèi)、外側(cè)履帶產(chǎn)生的驅(qū)動力不等來實現(xiàn)的，所以回轉(zhuǎn)行駛時的轉(zhuǎn)向力矩為 ：力矩平衡力矩平衡轉(zhuǎn)向力矩轉(zhuǎn)向力矩)(5 . 012KKZFFBM圖914 轉(zhuǎn)向時作用在履帶車輛上的外力K2FTO2FXFf2ROK1FTOO1f1MBFZ穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的力矩平衡關(guān)系力矩平衡關(guān)系為為 ：MFFBMMKKZ)(5 . 012或牽引力矩平衡關(guān)系已經(jīng)表示出內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動力、轉(zhuǎn)向阻力矩和結(jié)構(gòu)參數(shù)牽引力矩平衡關(guān)系已經(jīng)表示出內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動力、轉(zhuǎn)向阻力矩和結(jié)構(gòu)參數(shù)B之間之間的關(guān)系。的關(guān)系。為了進(jìn)一步研究回轉(zhuǎn)行駛特性，對內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動力分別加以討論。 BMFFBMFFKKKK5 . 05 . 021由上式，改寫得

21、 土壤對履帶行駛所增加的反力，亦即轉(zhuǎn)向力，用土壤對履帶行駛所增加的反力，亦即轉(zhuǎn)向力，用FZ表示表示 BM作用下， MKKKFFF21ZKKZKKFFFFFF5 . 05 . 021還可表示為 KZFFv V 稱為轉(zhuǎn)向參數(shù)轉(zhuǎn)向參數(shù) 為轉(zhuǎn)向力與車輛切線牽引力之比 將v代入上式 可得下式 ：)5 . 0()5 . 0(21vFFvFFKKKK下面就v值的變化來討論一下履帶車輛轉(zhuǎn)向情況： （1）當(dāng)v=0時，轉(zhuǎn)向阻力矩 （2）當(dāng)v=0.5，內(nèi)側(cè)履帶的驅(qū)動力， （3）當(dāng)v0.5時，內(nèi)側(cè)履帶的驅(qū)動力， KKKFFFM5 . 0, 021車輛作直線行駛 01KFKKFF2內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向離合器徹底分離，但制動器沒有制

22、動，牽引負(fù)荷完全由外側(cè)履帶承擔(dān) 01KF21KKFF說明內(nèi)側(cè)離合器處于半分離狀態(tài)，內(nèi)外側(cè)履帶都提供驅(qū)動力。 01KFKKFF2說明內(nèi)側(cè)離合器不僅完全分離，且對驅(qū)動鏈輪施加了制動力矩，履帶產(chǎn)生了制動力。 v2轉(zhuǎn)向阻力矩履帶式車輛帶負(fù)荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的阻力矩: sinxTFMM不帶負(fù)荷時轉(zhuǎn)向阻力矩: MM轉(zhuǎn)向阻力矩轉(zhuǎn)向阻力矩 引起轉(zhuǎn)向阻力矩的因素：（1）履帶板的支承面、側(cè)面和履刺表面與土壤的相對摩擦；（2）履帶轉(zhuǎn)動時對土壤的擠壓和剪切；（3）履帶轉(zhuǎn)動時對堆積在它旁邊土壤的推擁；（4）轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)內(nèi)部的摩擦阻力 轉(zhuǎn)向阻力矩計算： 兩點假設(shè)： 1）機重平均分布在兩條履帶上，且單位履帶長度上的負(fù)荷為 2）形

23、成轉(zhuǎn)向阻力矩M的反力都是橫向力橫向力且是均勻分布均勻分布的 02LGqst由于牽引負(fù)荷橫向分力的影響，車輛轉(zhuǎn)向軸線將由原來通過履帶接地幾何中心移至O1O2（見圖），移移動距離動距離為x0 zL0/2L0/2X0XdXo2o1aTFx根據(jù)橫向力平衡原理，轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)偏移量x0可按下式計算 2sin00LGFxsx在履帶支承面上任何一微小單元長度dx，分配在其上的機器重力為?？偟霓D(zhuǎn)向阻力矩可按下式進(jìn)行計算： )2(0)2(000002XlxlttxdxqxdxqM將上式 代入 并積分得 ：)2(1 42000LxLGMs轉(zhuǎn)向軸線偏移量dxqt：轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)轉(zhuǎn)向軸線偏移量x0=0 表示 機械重心無偏移，

24、則轉(zhuǎn)向阻力矩：40LGMs上式是在壓力均布條件下求得的，而大多實際情況下履帶接地長度上的壓力分布是不均勻的，所以轉(zhuǎn)向阻力矩的計算法也不盡相同。 )(5 . 012KKZFFBM轉(zhuǎn)向力矩：幾種典型壓力下轉(zhuǎn)向阻矩的計算式。轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)v轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)表示作用在履帶支承面上單位機器重量所引起的土壤換算橫向反力。v試驗表明試驗表明：履帶車輛的轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)與土壤的物理機械性質(zhì)、履帶板的結(jié)構(gòu)、履帶對土壤的單位壓力、履刺插入土壤的深度、機器行駛速度等有關(guān)。v 車輛的轉(zhuǎn)向半徑對系數(shù)的影響很大，當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑減小時，由于履帶的掘土現(xiàn)象使土壤擠壓反力增大，的數(shù)值隨之增大。當(dāng)車輛急轉(zhuǎn)彎時，值的變化

25、一般在0.4（硬土路面）和0.7（疏松土壤）之間。v車輛作急轉(zhuǎn)彎時，即R=（0.51）B，轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)達(dá)到最大值max。v地面條件不同，最大轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)也就不同，通常松軟土壤地面最大轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)約0.60.7，干土路面為0.50.6，雪路約0.150.25 2 4 6 8 10 12 14 160.80.60.40.2=(R/B)12圖9-17 在兩種土壤上轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)隨轉(zhuǎn)彎半徑而變化的關(guān)系曲線當(dāng)車輛以任一轉(zhuǎn)向半徑R進(jìn)行轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)值可按以下經(jīng)驗公式計算 BR15. 085. 0maxv（三）影響履帶車輛轉(zhuǎn)向能力的因素穩(wěn)定轉(zhuǎn)向條件：Mz=M。轉(zhuǎn)向影響因素： 發(fā)動機功率、土壤的附著條件。

26、 1轉(zhuǎn)向能力受限于發(fā)動機功率的條件轉(zhuǎn)向能力受限于發(fā)動機功率的條件 履帶式車輛在水平地段上作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時所消耗的功率則由下列三部分所組成：（1）車輛作基本直線運動所消耗的功率）車輛作基本直線運動所消耗的功率：vFFvFfxK)cos(（2）車輛繞本身的相對轉(zhuǎn)動軸線）車輛繞本身的相對轉(zhuǎn)動軸線OT轉(zhuǎn)動所消耗的功率轉(zhuǎn)動所消耗的功率：ZTXSzaFLGM)sin4(0（3）轉(zhuǎn)向機構(gòu)或制動器的摩擦元件所消耗的功率：）轉(zhuǎn)向機構(gòu)或制動器的摩擦元件所消耗的功率：rrrMP轉(zhuǎn)向離合器或制動器上的摩擦力矩 及主從動片間的相對角速度。 圖914 轉(zhuǎn)向時作用在履帶車輛上的外力K2FTO2FXFf2ROK1FTOO1f1M

27、BFZ履帶車輛作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時，傳到中央傳動從動齒輪上的功率可分為三部分： rrzKMMvFM00當(dāng)車輛在相同條件下作等速直線運動時，傳到中央傳動從動齒輪上的功率等于： vFMK00履帶式車輛在水平地段上作穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時，與它在相同土壤條件下作等速直線運動時發(fā)動機功率發(fā)動機功率的增長倍數(shù)增長倍數(shù) vFMMvFMMMMKrrzKeeee0000如果將車輛穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時與等速直線運動時發(fā)動機轉(zhuǎn)矩之比稱為發(fā)動機載荷比發(fā)動機載荷比，并用系數(shù)來表示 ：vFMMvFMMMMKrrzKee00由于車輛轉(zhuǎn)向時的驅(qū)動力KF所以發(fā)動機載荷比發(fā)動機載荷比也可以表示為： )1 (vFMRFMvvKrrK該式表示了在相同的土壤和載荷條件下，履帶式車輛穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時與直線運動時相比，其發(fā)動機功率的增長情況。系數(shù)值越大，表明發(fā)動機的荷載就越大， 車輛在急轉(zhuǎn)彎時功率增長尤為顯著。為了使發(fā)動機不致熄火，轉(zhuǎn)向時的發(fā)動機扭矩應(yīng)小于發(fā)動機最轉(zhuǎn)向時的發(fā)動機扭矩應(yīng)小于發(fā)動機最大輸出扭矩大輸出扭矩 maxeeMM 在相同條件下與直線運動時驅(qū)動力FK相等，v2轉(zhuǎn)向能力受限于附著力的條件為了確保履帶式車輛能穩(wěn)定