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第章 履带车辆行驶理论 11 履带车辆行驶原理 履带车辆行驶原理履带行走机构履带行走机构履带车辆驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮、履带台车架支重轮履带车辆驱动轮台车架卷绕台车架台车架履带车辆 1.1.1 驱动转矩与传动系效率 发动机通过传动系传到驱动轮上的转矩MK称为驱动转矩。 发动机的功率经过传动系传往驱动轮时，有一定的损失.履带车辆这一功率损失主要由齿轮啮合的摩擦阻力、轴承的摩擦阻力、油封和轴间摩擦阻力以及齿轮搅油阻力等原因所造成。传动系效率ηm考虑上述功率损失。传动系效率可用车辆等速直线行驶时，传到驱动轮上的功率PK与传动系发动机有效功率Pec之比来表示，即： (1-1) 式中：Mec——发动机传动系的有效转矩； (K、nK——驱动轮的角速度和转速； (e、ne——发动机的角速度和转速。 假定离合器不打滑，则上式可表示为： (1-2) 式中：im——传动系总传动比，它是变速箱、中央传动和最终传动各部分传动比的乘积，即： im = (e/(K = ne/nK = ig( i0( is (1-3) 式中：ig——变速箱的传动比； i0——主减速器的传动比； is——轮边减速器的传动比 由式(1-2)可知，当车辆在水平地上作等速直线行驶时，其驱动转矩MK可由下式求得： MK = ηmimMec (1-4) 对于液力机械传动的履带车辆Pec和Mec换成涡轮轴上的功率PT和转矩MT即可。 1.1.2 履带车辆的行驶原理 为了便于说明履带车辆的行驶原理，可将履带分成如图1-2所示几个区段。1～3为驱动段，4～5为上方区段，6～8为前方区段，8～1为接地段或称支承段。 履带车辆行驶时，在驱动转矩MK作用下，台车架卷绕驱动段内产生拉力Ft，Ft的大小等于驱动转矩MK与驱动轮动力半径rK之比，即Ft = MK/rK。对履带车辆来说，拉力Ft是内力，它力图把接地段履带从支重轮下拉出，使接地段履带板土壤履接地段履带板产生方向与车辆行驶方向相同反作用力这些反作用力的合力FK是推动履带车辆前进的。FK称为履带车辆的切线牵引力。 由于动力从驱动轮经驱动段传到接地段时，中间有动力损失支重轮履带的支重轮轴承间的摩擦阻力履带销子和销孔间的摩擦损失，如果此损失用履带驱动段效率ηr考虑，则履带车辆的切线牵引力FK可表示为： FK = ηrFt = ηrηmimMe/rK (1-5) 式(1-)也适用于轮式车辆，不过此时ηr = 1。 为了分析驱动力FK是如何传到履带车辆机体上的，如图1-3所示，我们在驱动轮轴上加两个大小相等，方向相反的力Ft，其中一个力与驱动段内拉力Ft形成力偶，其值等于驱动转矩MK；另一个力则可分解成平行于路面和垂直于路面的两个分力Ft(和Ft((。其中Ft( = Ft cosψ。 同理，将作用在后支重轮上的两个力(一个是驱动段内的拉力Ft，另一个是土壤的反作用力FK)都移到该支重轮的轴线上。结果，得到一个合力FΣ 。将合力FΣ分解成平行于路面和垂直于路面的两个分力FΣ(和FΣ((，而FΣ( = FK - Ft cosψ。 推动机体前进的力应该是Ft(与FΣ(之和，即： Ft(+ FΣ( = Ft cosψ+FK -Ft cosψ = FK (1-6) 式(1-6)表明，土壤对接地段履带板产生的路面平行的合力FK推动机体前进的力 假定履带销子和销孔间的摩擦损失等可略去不计，则推动机体前进的力FK等于履带驱动段内的拉力Ft，它并不随驱动段的倾角ψ的变化而变化。实际上，因为履带销和销孔间有摩擦，故FK比Ft要小些。 12 履带行走机构运动学和力学履带行走机构的运动学 现在来讨论履带行走机构在水平地面上作等速直线行驶时的运动学问题。 履带行走机构在水平地面的直线运动，可以看成是台车架相对于接地履带的相对运动和接地履带对地面的滑转运动(牵连运动)合成的结果。 根据相对运动的原理，台车架相对接地履带的运动速度与履带相对于台车架的运动速度，在数值上应相等，在方向上则相反。因此，完全可以台车架静止考察履带台车架之间的相对运动速度。此时可将台车架驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮的轴线看成是静止不动的，而履带则在驱动轮的带动下以一定的速度围绕着这些轮子作卷绕运动(图1–)。由于履带是由一定长度的链轨节所组成的，通常的链传动一样，即使驱动轮等速旋转，履带的卷绕运动速度亦不是一常数。 从图1-中可以看到，当履带处于图中a所示的位置时，履带速度达最大值，： υ1 = r0(K(1-7) 式