履带式底盘行驶理论是涉及重型工程机械,如推土机、坦克等设备移动的核心概念。在这些设备中,履带代替轮胎提供更大的接触面积和更好的地面抓地力,尤其适用于松软或湿滑的地面环境。以下是关于履带式底盘行驶理论的一些关键知识点:
1. **履带式车辆的传动系统**:履带式车辆的动力传输系统通常由柴油机、主离合器、联轴节、变速箱、主传动器、制动器、转向离合器、最终传动和驱动轮组成。主传动器和转向离合器共同构成了驱动桥,负责将动力分配到两侧履带上。
2. **传动效率**:传动效率是衡量发动机输出动力在经过一系列机械部件传递至驱动轮过程中损失的程度。损失主要来自齿轮间的摩擦阻力、轴承摩擦、油封和轴的摩擦以及齿轮搅动油液产生的阻力。传动效率可以通过比较发动机有效力矩Me与驱动轮上的驱动力矩MK来计算。
3. **驱动力矩与传动效率的计算**:驱动力矩MK是发动机通过传动系统传递到驱动轮上的力矩,传动效率ηm则表示从发动机到驱动轮的效率。传动效率可以通过发动机曲轴角速度ωe、驱动轮角速度ωK、发动机有效功率Pe、驱动轮功率PK等参数来计算。
4. **履带式行驶原理**:履带驱动段的效率取决于驱动力矩MK和驱动段内的拉力Ft。在履带上,土壤对接地段的履带板产生水平反作用力FK,这个力驱动车辆前进。驱动轮分力、支重轮分力以及履带驱动段张力之间的关系决定了牵引力T,这是推动机械前进的力量。
5. **履带行走机构运动学**:车辆的行驶速度并非恒定,而是带有周期性的变化。车辆速度v等于履带相对于台架的卷绕速度加上接地履带速度。驱动链轮的角速度、分度角以及链轨节距影响着履带卷绕运动的平均速度。理论行驶速度是在履带没有滑转的理想情况下,等于履带卷绕运动的平均速度。
6. **滑转率**:在实际工作中,履带与地面可能存在滑转,导致实际行驶速度小于理论速度。滑转率δ表示由于滑转造成的速度损失,反映了履带对地面的附着力情况。
7. **驱动轮有效啮合齿数**:增加驱动轮的啮合齿数可以减小履带卷绕运动速度的波动,提高行驶稳定性。当β角接近0,即驱动轮有效啮合齿数无限大时,履带的形状趋于理想,滑转率降低。
这些知识点构成了履带式车辆行驶的基础理论,理解和掌握它们对于设计、维护和操作履带式机械设备至关重要。