大型双履带车辆转向性能的研究

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履带车辆坡道转向特性研究

ＧｏＯ．ｉ０ｉ￣ＩｃｓＧｓｎｓｎ
＝
３转向阻力矩．４
转向阻力矩等于横向阻力梯形图中梯形面积对Ｃ点取矩，（计算过程如下：６）
：
ｑ１ｐ一一 — ＿＿一
【（１）一） —）（Ａ］ＬＡ＋（
外侧 ‰
＝
（一半）ｓｉｈ～ｉｎＧＯｎ￣舭ｓ（ｈＯ￣ — ～（１ｃ厂ｓｉ７＋ｔｏ＼ｉｎ —ａｌＧＯ６ｎｓｎ￣＿一ｓ）
一
［ ‰ｑ（） —）（．）ＩｌＡ争＋２Ｌ（一） —）争Ａ】ｌＡ＿＋１Ｌ＿（一） —）争Ａ］ＩＡ＋１Ｌ
：
ｑ２ｐ－
式中：履带接地长；—履带中心距，卜曰下标为… ’ １表示内侧履带的参数，下标为… 表示外侧履带参数，２’ 下同。
［（（Ａ］Ｉ＋）叫：丁Ａ＋ｊｊＬ＋１
［ｆ）＋）（）（Ａ］争＋争｝
［（＋）＋）Ａ］ＩＡ＋－ｌＬ
ｔ＝ａ
ｂＣＯＳｆｆ
（）１
（型
，析了接地面瞬时转向中心偏移量和转向所需的制动力和牵引力３１压力中心偏移量当履带车辆在坡道上转向时，向力和纵向力的作用下，在横的变化规律及影响因素，分析了转向的不稳定因素。
压力中心横向偏移量：
Ｙ＝ｈｔｎ＝ｇｎｓ￣ｏｇａｆｈｔＯｉｏｌａｎ
Ａ一面Ｌ
（）５
ｇ
（３１）
５９。２００和７。３０时， ” 号；６。取＋
３２法向负荷梯形图．

履带车辆转向性能参数分析与试验研究_芮强

ur1 分别为高速侧和低速侧履带几何中心履带着地
区段卷绕速度； vr 2 、 vr1 分别为高速侧和低速侧履带几何中心履带接地段的牵连运动速度； B 为两侧履带中心距；d1、d2 分别为基于 GPS 测试原理的转
由图1所示履带车辆的实际转向半径和实际相对转向半径表示为?????113转向半径修正系数转向半径修正系数k表示实际转向半径与理2g2122g212ssrrddrdbd????5论转向半径的比值此时转向半径修正系数rkr22转向角速度及转向角速度修正系数2g2121212bussrrllrruuurd??6履带车辆转向角速度是评价履带车辆转向灵活性的重要技术指标
(1. Department of Mechanical Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072; 2. China North Special Vehicle Research Institute, Beijing 100072; 3. Science and Technology on Vehicle Transmission Laboratory, China North Vehicle Research Institute, Beijing 100072)
第 51 卷第 12 期 2015 年 6 月
机
械
工
程
学报
Vol.51 Jun.
No.12 2015
JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
DOI：10.3901/JME.2015.12.127
履带车辆转向性能参数分析与试验研究
芮强1 王红岩 1 王钦龙 1 万丽2 盖江涛 3 周广明 3

履带车辆的转向理论

一、双履带车辆的转向理论对于双履带式车辆各种转向机构就基本原理来说是相同的，都是依靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使其达到不同时速来实现转向的。

(一)双履带式车辆转向运动学履带车辆不带负荷，在水平地段上绕转向轴线O作稳定转向的简图，如图7-12所示。

从转向轴线O到车辆纵向对称平面的距离R，称为履带式车辆的转向半径。

以代表轴线O在车辆纵向对称平面上的投影，的运动速度代表车辆转向时的平均速度。

则车辆的转向角速度为：图7－12 履带式车辆转向运动简图(7-37)转向时，机体上任一点都绕转向轴线O作回转，其速度为该点到轴线O的距离和角速度的乘积。

所以慢、快速侧履带的速度和分别为：(7-38)式中：B—履带车辆的轨距。

根据相对运动原理，可以将机体上任一点的运动分解成两种运动的合成：(1)牵连运动，；(2)相对运动。

由上可得：(二)双履带式车辆转向动力学1、牵引平衡和力矩平衡图7-13给出了带有牵引负荷的履带式车辆，在水平地段上以转向半径R作低速稳定转向时的受力情况(离心力可略去不计)。

转向行驶时的牵引平衡可作两点假设：(1)在相同地面条件下，转向行驶阻力等于直线行驶阻力，且两侧履带行驶阻力相等，即：(2)在相同的地面条件和负荷情况下，相当于直线行驶的有效牵引力，即：图7－13 转向时作用在履带车辆上的外力所以回转行驶的牵引平衡关系为：(7-39)设履带车辆回转行驶时，地面对车辆作用的阻力矩为，在负荷作用下总的转向阻力矩为：(7-40)式中：—牵引点到轴线的水平距离。

如前所述履带车辆转向是靠内、外侧履带产生的驱动力不等来实现的，所以回转行驶时的转向力矩为：(7-41)稳定转向时的力矩平衡关系为：(7-42)为了进一步研究回转行驶特性，有必要对内、外侧驱动力分别加以讨论。

由上可得：(7-43)式中：为在作用下，土壤对履带行驶所增加的反力，亦即转向力，作用方向与驱动力方向相同，以表示。

变形得式：(7-44)令所以。

履带车辆中心转向性能指标修正与实验研究

更为苛刻，对动力传动系统的精确匹配提出了更高的要求，这就要求对中心转向过程有更为精确的描
述，提出更为精确的转向性能指标．
目前对履带车辆中心转向的研究多集中在传动装置的设计方面，而对车辆地面力学方面的研究较
少．由于履带车辆特殊的转向机理，车辆与地面间
侧履带向后转动，可实现零半径转向，其优良的转向性能成为其底盘技术先进程度的重要标志．
相适应，因此得出的转向性能指标存在一定的误差．当前，履带车辆的重量不断增加，发动机功率已达到了１１３ｋ，中心转向时的车辆功率需求０Ｗ
Ａｂｓｒｃ：Ｂａｉｇｏｈｌｐｉｇｔｅｒｔａｔｓｎｎｔｅｓｉｐｎｈｏｙ，ｔｅｚｒａｉｕｉｇｉｄｅｆｔｅｔａｋｄｖｈｃｅｉｎｌｓｄｈｅｏｒｄｏｔｒｎｎｘｏｈｒｃｅｅｉｌｓａａｙｅ．ｎＴｅｔａｉｏａｕｎｉｇｉｅｓｃｒｅｔｄ．Ｔｈｏｒｃｉｇｃｅｃｅｔｆｄｖｎｏｃｈｒｄｔｎｌｔｒｎｎｄｘｉｏｒｃｅｉｅｃｒｅｔｏｆｉｎｓｏｒｉｇｆｒｅ，ｔｒｎｇｒｓｓａｃ — ｎｉｉｕｎｉｅｉｔｎｅｍｏｎｎｕｉｇａｇｌｒｓｅｄａｅｄｅｖｄｍｅｔａｄｔｒｎｎｕａｐｅｒｒｅ．Ｔｈｅｕｔｆｅｐｒｍｅｔｆｔａｋｄｖｈｃｅｉｄｃｔｈｔｎｉｅｒｓｌｓｏｘｅｉｎｓｏｃｅｅｉｌｎｉａｅｔａｒｃｒｅｔｎｏｆｃｅｔｓｆａｉｌ．ｏｒｃｉｇｃｅｉｎｓｉｅｓｂｅｉ

履带拖拉机差速转向机构性能分析

河南科技大学硕士学位论文履带拖拉机差速转向机构性能分析姓名：曹付义申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：周志立2003.4.28履带拖拉机差速转向机构性能分析摘要履带拖拉机的转向机构是其重要的总成之一，其性能的优劣直接影响着履带拖拉机的转向机动性和生产效率。

本文在分析了履带拖拉机差速转向机构传动原理和不同类型的转向机构基础上，重点介绍了履带拖拉机双功率流转向机构的工作原理及其特点。

以东方红ｌ３０２Ｒ履带拖拉机差速转向机构的转向原理、运动学特性、动力学特性（包括功率及效率）分析为特例，给出了实际工况下的设计参数，从而为转向装置总图设计的结构强度和刚度分析奠定了基础，提出的差速转向机构参数（行星排特性参数、液压泵和液压马达的系统压力及排量）的选取原则，为差速转向机构的设计提供了理论方法，并通过对不同类型的差速转向机构的性能分析比较，为转向机构的进一步改进设计提供了建议。

关键词：履带车辆，差速转向机构，运动学，动力学，特性分析塑旦型垫奎兰堡主兰垒笙奎——ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬＴＵＲＮＩＮＧＭＥＣＨＡＮＩＳＭＯＦＣＲＡＷＬＥＲＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｃｒａｗｌｅｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｉｔｓｍｏｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉＯｎｔｈｅｏｒｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｃ姐ｗｌｅｒａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｔｈｅｏｒｙａｎｄｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓｏｆｄｏｕｂｌｅｐｏｗｅｒｆｌｏｗｉｎｇｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｃｒａｗｌｅｒ．Ｔａｋｉｎｇｅｘａｍｐｌｅｂｙｔｕｒｎｉｎｇｔｈｅｏｒｙ、ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｏｗｅｒａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｏｎｇｆａｎ曲ｏｎｇｌ３０２Ｒｃｒａｗｌｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓｏｕｔｉｔｓｄｅｖｉｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙｔｈｅｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｓｔｈｅｂａｓｅｏｆｍａｃｈｉｎｅｒｙｄｅｓｉｇｎｏｆｔｕｒｎｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙ、ｒｉｇｉｄｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ．Ｂｙｐｕｔｔｉｎｇｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ（ｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｐｌａｎｅｔｇｅａｒ、ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇａｍｏｕｎｔｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｕｍｐａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｔｏｒ），ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｔｈｅｏｒｉｃａｌｍｅａｎｓｏｆｔｈｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｅｓｉｇｎ．ＢｙｔｈｅｃｏｍｐａｒｅｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａＩｙｓｉｓｏｆｄｉｆｆｂｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｏｆｆｅｒｓｔｈｅａｄｖｉｃｅｓｔｏｉｔｓｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｄｅｓｉｇｎ．ＫＥＹＷｏＲＤＳ：ｔｈｅｃｒａｗｌｅｒ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｕｒｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ，ｋｉｎｅｔｉｃｓ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｔｙｓｉｓ第一章绪论第一章绪论§１．１履带拖拉机及其转向我国是一个人口众多的农业大国，农业在国民经济发展中始终起着举足轻重的作用。

履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究_图文(精)

液压与气动2009年第7期统的模糊PI D 控制比传统的PI D 控制有较小的超调量和较快的响应速度。

参考文献:[1] H ong ren L. i H ydrauli c contro l syste m [M].Be iji ng :N ati onalD efence Industry Press , 1990.[2] 贺云波, 等. 电液伺服系统的完整建模及变尺度多调整因子解析模糊控制[J].机床与液压, 2000(5.[3] 李士勇, 模糊控制和智能控制理论与应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1990.[4] 韦巍. 智能控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2007. [5] 李国勇. 智能控制及其M ATLAB 实现[M ].北京:电子工业出版社, 2005.[6] 顾瑞龙. 控制理论及电液控制系统[M ].北京:机械工业出版社, 1984.[7] Corbe t T. , Sepehr iN. , L aw rence , P. D . . Fuzzy con tro l o f ac l ass o f hydrauli ca lly actuated i ndustr i a l robo ts[J].IEEET ransac ti ons on Control Syste m s T echno logy 1996, 4(4:419-429.履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究荆崇波, 魏超, 刘丁华Experm i ental I nvesti gati on on Steeri ng Characteristic of Trac ked V ehicle w it h Hydrau lic Steeri ng M echanis mJING Cong bo , W E I Chao , LIU D i n g hua(北京理工大学, 北京 100081摘要:阐述了履带车辆转向过程的转向特性以及液压无级差速转向机构的工作原理, 提出了用液压次级动态仿真试验台模拟履带车辆转向过程的试验方案, 在此基础上, 完成了液压无级转向机构的转向性能试验。

双流传动履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势

双流传动履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势孙勇1,2，李文哲1（1.东北农业大学，哈尔滨 150030；2.黑龙江农业职业技术学院，黑龙江佳木斯 154007）摘要：转向机构是履带车辆的重要组成部分，转向性能是整车性能的重要评价指标，其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。

因此，对性能优良的双流传动转向机构的研究一直是车辆工程领域科研工作者亟待解决的课题。

为此，详细介绍了各种双流传动转向机构的优缺点，分析了新型双流传动转向机构的工作原理和国内外研究现状，提出双流传动履带车辆转向机构的发展趋势。

关键词：农业工程；双流传动；综述；履带车辆；转向；现状；趋势中图分类号：S219.032.3 文献标识码：A 文章编号：1003─188X(2008)03─0235─030 引言最早的综合传动装置转向机构是机械式的，只能实现数目有限的规定转向半径，如美国M48和M60及以色列梅卡瓦（MERKAVA）坦克上所使用的CD-850传动，意大利OF40坦克上所使用的RK304传动，韩国K88式坦克的LSG-3000综合传动装置等。

ZF公司的LSG-3000每一个挡位都具有3个规定转向半径，代表了机械式转向机构的最高水平。

机械式转向机构能够实现的规定转向半径的数目有限、转向效率低、工作不平稳、磨损发热严重，严重地制约了履带车辆转向性能的提高。

所以，现代履带车辆综合传动装置的转向机构基本上都采用无级传动形式。

现代履带车辆转向动力系统为充分利用发动机的功率，节约能源以及获得优良的动力性能最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。

随着自动换挡技术的发展和双流传动装置在履带车辆中使用日益增多，提出了双流传动在转向过程中自动换挡这一新课题。

这是对履带车辆在转向行驶期间禁止换挡传统观念的一种革新。

转向期间自动换挡可以防止由于驾驶员经验不足、挡位选择不当而造成的发动机熄火。

同时，对双流传动来说，降挡又可自动调整规定转向半径，保证通过狭窄的转向路段。

履带车辆转向性能参数分析与试验研究

３．中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室
北京１０００７２）
摘要：履带车辆转向性能试验研究是分析履带车辆转向特性，验证履带车辆转向理论的重要技术手段。针对当前缺乏准确、高效的履带车辆转向性能试验方法与测试手段的研究现状，根据履带车辆转向运动学、动力学参数之间的相互关系，系统全面分析各转向性能参数的测试及获取方法。在此基础上，提出采用基于ＧＰＳ原理的转向性能测试系统测量转向轨迹的方法获得履带车辆的实际转向半径，并结合ＮＩ测试系统、存储式转速、转矩仪等装置，实现了多个转向半径下，履带车辆转向
３．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＶｅｈｉｃｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，
ＣｈｉｎａＮｏｒｔｈＶｅｈｉｃｌｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｕｔｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７２）
第５１卷第１２期
机
械
工
程
学
报
Ｖｌ０１．５ｌＮ
ＪＯＩＮＡＬＯＦＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
２Ｏ１５
ＤｏＩ：ｌＯ．３９０１，ＪＭＥ．２０１５．１２．１２７
运动学、动力学参数的不间断测试，显著提高了转向性能参数的测试效率及精度。对试验仪器设备使用、试验数据处理过程进行详细论述，重点解决了多套试验装置所采集数据的截断与同步的关键问题。进行试验结果的分析及与理论模型计算结果

双电机独立驱动履带车辆转向特性研究

中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ｂ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｅｅｒｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤｕａｌ－Ｍｏｔｏｒ
ＤｒｉｖｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＴｒａｃｋｅｄＶｅｈｉｃｌｅ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｕｎｄｅｒｄｙｎａｍｉｃｓｔｅｅｉｎｒｇ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｆｏｒｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｄｕａｌ－ｍｏｔｏｒｄｉｖｒｅｍｏｄｅ，ｗｅｎｅｅｄｔｏｃｈａｎｇｅｔｈｅｍｏｔｏｒｓｓｐｅｅｄ／ｔｏｒｑｕｅｔｏｃｏｍ・ｐｌｅｔｅｓｔｒａｉｇｈｔｄｉｖｒｉｎｇａｎｄｓｔｅｅｒｉｎｇｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｍｏｔｏｒｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｅｅｉｒｎｇ
ＷＡＮＧＭｅｎｇ－ｙｉｎｇ，ＧＵＺｈｏｎｇ－ｌｉ

大型静定履带行走装置转向性能研究

返回Return2010国际农业工程大会论文集大型静定履带行走装置转向性能研究姚宗伟1 王国强1※ 李勇1 邹胜2（1. 吉林大学机械科学与工程学院，长春 130025；2. 大连重工起重集团有限公司，大连 116103）摘要：本文针对大型静定履带车辆的特点，建立了考虑履带宽度和由于履带车辆质心偏移导致履带接地比压不均匀的车辆稳态转向数学模型，并对模型进行了数值求解，分析了车辆质心偏移和履带宽度对其转向中心的偏移和履带驱动力的影响。

基于多刚体动力学软件RecurDyn建立了某大型履带车辆虚拟样机，并进行了转向仿真实验，仿真结果与数值计算结果吻合较好，验证了理论模型的正确。

为大型静定履带行走装置的设计提供了依据。

关键词：履带车辆；接地比压，履带宽度；转向；数值模拟Study on the Steering Performance of Large Redundant Tracked VehiclesYao Zongwei1 Wang Guoqiang1※Li Yong1Zou Sheng2(1. College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun, 130022, China；2. DHI﹒DCW GROUP CO., LTD. Dalian, 116103, China)AbstractBased on the characteristics of large redundant tracked vehicles, the mathematical model of steady steering on firm ground is established, taking into account the track width and the uneven grounding pressure caused by the eccentric of the gravity center of the machine, and the numerical solutions are obtained. The influences of the gravity center eccentric and tracked width on the driven force and the machine turning center are analyzed. The virtual prototype of a large redundant tracked vehicle is built based on the multi-body dynamics software RecurDyn. The virtual prototype simulation results are accord well with the numerical ones, which verifies the correction of the theoretical model.Key words:tracked vehicles; grounding pressure; tracked width; steering; numerical simulation引言斗轮挖掘机、排土机等大型履带机械的特点是：1）只需克服自身的行驶阻力而不另外发出牵引力，履带板平滑无履刺；2）履带接地面积大，履带板的节距也较大，整机质量通过多级平衡梁式履带家静定地分配在各支重轮上，各支重轮的负载仅取决于机器质心的位置。

基于履带车辆稳态转向性能分析与试验

基于履带车辆稳态转向性能分析与试验本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1 转向模型基本假设及坐标系基本假设条件1)地面为硬路或铺装路，不计履带的沉陷以及履带板在侧向方向的推土效应。

2)水平路面均匀稳态转向，两侧履带接地压力为均匀分布。

3)不计履带宽度及张力变化对履带接地压力的影响，并假设履带为不可拉伸的均匀柔性带。

4)履带车辆转向时的行驶阻力系数与直线行驶时相同。

5)转向时履带上任意一点的剪切应力与该点的剪切位移量相关，其表达式为τ=τmax(1-e-j/K)，其中τmax为履带与地面之间的最大剪切应力;j 为地面土壤的剪切位移量;K 为土壤抗剪模量，且剪切应力方向与该点的滑动速度方向相反。

坐标系描述为研究履带车辆的转向特性，假定履带车辆在转向过程中作 3 自由度平面运动，如图 1 所示为履带车辆转向运动学简图。

在水平地面上建立惯性坐标系XOY，并以履带车辆转向中心线与车体纵向中心线的交点o 为坐标原点建立固结于车体上的连体坐标系xoy。

2 履带车辆转向模型的试验验证以某型履带式装甲车辆为对象，基于建立的履带车辆转向动力学模型，仿真分析履带车辆的稳态转向性能，并根据试验结果对转向动力学模型进行验证。

高速侧履带滑转率σ2及低速侧履带滑移率σ1的模型计算结果与试验结果分别随车辆实际转向半径R 的变化关系曲线。

从图中结果对比可见，两侧履带滑转率和滑移率的计算结果与试验结果从总体变化趋势上具有良好的一致性。

无论是从测试结果还是从两个转向模型的计算结果都可以看出，滑转率和滑移率均具有随履带车辆转向半径的增大逐渐减小的变化趋势。

为了进一步验证转向模型的准确性，给出了履带车辆在砂土路面上转向时，在两个不同的转向半径下，车辆的转向性能参数的仿真计算与试验测试对比结果。

3 结论对比研究了基于剪切应力-剪位移关系转向模型计算结果与基于库仑摩擦力转向模型计算结果的差异。

履带车辆转向功率分析

有太大的差别，功率需求方面也没有太大的不同．
① 车辆在水平地面上低速稳态转向，不考虑
离心力的影响，不考虑由直驶到稳态转向的过渡过
程；
履带车辆转向是由左右两侧履带的不同速度而引起的，且总是伴随着高速侧履带的滑转与低速侧履带
的滑移．转向时，高速侧需要非常大的功率，能否提供相应的功率是对发动机及传动系统的基本要求．通过对转向功率的研究可以对车辆转向系统的
中图分类号：Ｕ６．４２３文献标识码：Ａ
ＴｈｒｗｅｔｄｆＴｒｃｅｈｃｅｅＴｕｎＰｏｒＳｕｙｏａｋｄＶｅｉｌ
ＳＮａ－ｎＧＯＬａ —ｕ，ＯＧＨｉｕ，ｊＡｉｎｈａＬｕ，ＣＮｕ — ｅＩｎＪＨＥＧＪｎｗｉ
维普资讯
２００７年第１期
车辆与动力技术
Ｖｅｉｌｈｃｅ＆ＰｗｅｅｈｏｏｙｏｒＴ６ｎｌｇ
总第ｌ５期０
文章编号：１０４８（０７０ — ０５— ４０９— ６７２０）１０４０
度；为车辆的转向阻力矩，＝ｚｇ／ｔＬ４，Ｌ为ｍ履带着地长；ｆ车辆的转向角速度；Ｍ转向机ｉｔ／为
履带车辆转向功率分析
宋海军，高连华，李军，程军伟
（甲兵工程学院，北京装摘１０７）００２要：对比了考虑履带与地面之间滑转滑移与不考虑滑转滑移的履带车辆转向功率消耗，分析了整车转向功率

履带行走装置转向性能的测试试验[1]

在不同转向半径下，当佳联—１．８割前摘脱稻（麦）联收机转向时，转向阻力矩随转向半径在变化。通过分析，相关系数较大的回归方程有
y = kxl （相关系数 R1 ）（２） y = setx （相关系数 R2 ）（３）
f
y = ze x （相关系数 R3 ）（４）在不同的驱动形式下，当佳联—１．８联收机转向时，转向阻力矩与转向半径之间回归方程的系数，以及相关系数见表４所示，试验及回归曲线见图４和图５所示。
- 182 -
２００４年９月农机化研究第５期
级加载和卸载，加载和卸载每级重复３次，取其平均值。标定试验结果见表１所示。
表１１００ｋｇ·ｍ扭矩仪机械标定结果
４
４．６４
５１．７５
４测试结果分析
５
２．１８
６
２．１３
９２．９３９４．５０
Tab.3
表３佳联－１．８联收机后退时试验测试数据
Experimental Results for rear-driven combine “ Jialie-1.8”
测试序号
转向半径（ｍ）
前驱动 y = 201.25x−0.441 （ R前＝－０．９８７）（５）后驱动 y = 161.49x （ −0.712 R后＝－０．９３８）（６）由试验和分析结果可以明显看出：（１）样机转向时，最大转向阻力矩出现在转向半径最小时，转向力矩随转向半径的增大而减小，转向阻力矩随制动力的增大而增大。（２）样机在前或后驱动形式的转向过程中，前驱动配置与后驱动配置的转向力矩相比较的结果为：在相同转向半径下，前驱动配置比后驱动配置的转向力矩小。（３）在测试佳联—１．８联收机转向阻力矩大小的同时，记录了加力杠杆往复的次数，而且样

履带转向原理

履带转向原理履带转向原理：提升机械车辆操控性能的重要技术引言：在现代工程机械领域，履带转向原理是一项关键技术，它通过改变履带的运动方式，提升了机械车辆的操控性能。

本文将围绕履带转向原理展开详细阐述，并探讨其在不同领域的应用。

一、履带转向原理的基本概念和原理履带转向原理是指通过改变履带的运动方式来实现车辆的转向动作。

传统的履带车辆是通过左右履带的差速运动来完成转向，但这种方式存在转向半径大、车辆稳定性差等问题。

为了解决这些问题，履带转向原理应运而生。

履带转向原理主要包括两种方式：履带转向和转向系统辅助。

履带转向是指通过改变履带的运动方向和速度来实现车辆的转向动作，可以大大减小转向半径。

转向系统辅助则是通过操纵转向系统，如转向盘或操纵杆，来控制履带的转向方向和角度。

这种方式提供了更加灵活精确的操控手感。

二、履带转向原理的应用领域1.农业机械领域：在农业机械中，履带转向原理的应用可以提高农机的转场能力和作业效率。

例如，在大型联合收割机中，通过履带转向原理，可以实现车辆的快速转向和灵活机动，适应不同地形的作业需求。

2.工程机械领域：在工程机械领域，履带转向原理的应用可以提高机械车辆的操控性和工作效率。

例如，在挖掘机中，通过履带转向原理，可以实现挖掘机的快速转向和精确操作，提高施工的效率和质量。

3.防务领域：在军事领域，履带转向原理的应用可以提高军用车辆的机动性和作战能力。

例如，在坦克中，通过履带转向原理，可以实现坦克的快速转向和侧翻避雨等动作，提高作战的灵活性和战斗力。

三、履带转向原理的优势和挑战履带转向原理相比传统的履带车辆具有以下优势：1.转向半径更小：履带转向原理可以通过改变履带的运动方式，使车辆转向半径更小，提高机械车辆的操控性。

2.车辆稳定性更高：履带转向原理可以通过改变履带的运动方向和速度，使车辆的转向更加平稳，提高车辆的稳定性和平衡性。

然而，履带转向原理也面临着一些挑战：1.技术复杂性：履带转向原理涉及到多个机械和电气系统的协同工作，技术难度较大，需要对车辆的整体设计和控制系统进行全面考虑。

履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究

图15 上坡分离路面仿真结果(有T C S控制)5 结论(1)建立了发动机模型㊁轴间/轮间电控限滑差速器模型以及相应的液压系统模型,设计了发动机目标转矩模糊控制器㊁轴间电控限滑差速器模糊控制器以及轮间电控限滑差速器P I D控制器,提出了基于驱动防滑的全时四轮驱动汽车牵引力控制策略㊂(2)对所设计的四轮驱动汽车牵引力控制系统进行了动力学仿真分析,结果表明:所提出的牵引力控制策略能合理地对四轮驱动汽车各驱动轮的驱动力矩进行调节,有效抑制了驱动轮的过度滑转,提高了汽车的动力性和行驶稳定性,控制策略具有较好的适应性㊂参考文献:[1] 李静,李幼德,赵健,等.四轮驱动汽车牵引力控制算法[J].机械工程学报,2006,42(2):141‐144.L i J i n g,L iY o u d e,Z h a oJ i a n,e ta l.R e s e a r c ho nT r a c t i o nC o n t r o l S y s t e mf o rF o u r W h e e lD r i v eV e-h i c l e[J].C h i n e s eJ o u r n a lo f M e c h a n i c a lE n g i n e e r-i n g,2006,42(2):141‐144.[2] A n w a r S.B r a k e‐b a s e dV e h i c l eT r a c t i o nC o n t r o l v i aG e n e r a l i z e dP r e d i c t i v e A l g o r i t h m[J].S A E P a p e r,2003‐01‐0323,2003.[3] 胡建军,王银,秦大同,等.基于轴间转矩分配的四轮驱动汽车牵引力控制[J].华南理工大学学报(自然科学版),2010,38(1):108‐112.H u J i a n j u n,W a n g Y i n,Q i nD a t o n g,e t a l.T r a c t i o nC o n t r o lo f F o u r‐w h e e lD r i v e V e h i c l e s B a s e d o nI n t e r‐a x l eT o r q u eD i s t r i b u t i o n[J].J o u r n a l o f S o u t hC h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n),2010,38(1):108‐112.[4] P a n z a n iG,C o r n o M,T a n e l l iM,e t a l.D e s i g n i n gO n‐d e m a n dF o u r‐w h e e l‐d r i v e V e h i c l e sv i a A c t i v eC o n t r o l o f t h eC e n t r a lT r a n s f e rC a s e[J].I n t e l l i g e n tT r a n s p o r t a t i o nS y s t e m s,2010,11(1):931‐941.[5] 高阳,李静,赵健,等.全时四轮驱动汽车驱动轮牵引力综合控制策略[J].吉林大学学报(工学版), 2009,39(2):296‐299.G a oY a n g,L i J i n g,Z h a o J i a n,e t a l.F u l l‐t i m eF o u r‐w h e e l‐d r i v e V e h i c l e T r a c t i o nI n t e g r a t e d C o n t r o l S t r a t e g y[J].J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y(E n g i n e e r i n ga n dT e c h n o l o g y E d i t i o n),2009,39(2):296‐299.[6] 胡建军,丁华,秦大同,等.基于限滑差速器驱动的防滑控制[J].北京工业大学学报,2011,37(1): 174‐180.H uJ i a n j u n,D i n g H u a,Q i n D a t o n g,e ta l.A n t i‐s l i p R e g u l a t i o n B a s e do n L i m i t e d‐s l i p D i f f e r e n t i a l[J].J o u r n a lo fB e i j i n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y, 2011,37(1):174‐180.[7] 王银.基于轴间扭矩分配的四轮驱动汽车牵引力控制系统研究[D].重庆:重庆大学,2009. 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[13] 潘玉斌.商用车牵引力控制系统的路面识别算法研究[D].长春:吉林大学,2008.[14] S e n a t o r eC,S a n d uC.T o r q u eD i s t r i b u t i o nI n f l u-e n c eo n T r a c t i v eEf f i c i e n c y a n d M o b i l i t y o fO f f‐r o a d W h e e l e d V e h i c l e s[J].J o u r n a lo fT e r r a m e-c h a n i c s,2011,48:372‐383.㊃2281㊃中国机械工程第25卷第13期2014年7月上半月Copyright©博看网 . All Rights Reserved.[15] G r e lR ,V e j l u p e kJ ,L a m b e r s k y V ,e t a l .D e v e l -o p m e n t o f 4W S /4WDE x p e r i m e n t a lV e h i c l e :P l a t -f o r mf o rR e s e a r c ha n dE d u c a t i o ni n M e c h a t r o n i c s[C ]//P r o c e e d i n gso f t h e2011I E E EI n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c eo n M e c h a t r o n i c s .I s t a n b u l ,T u r k e y,I E E EC o m p u t e r S o c i e t y,2011:893‐898.[16] 毛啸滇.防滑差速器的应用研究[D ].合肥:合肥工业大学,2006.(编辑苏卫国)作者简介:胡建军,男,1973年生㊂重庆大学机械传动国家重点实验室副教授㊂主要研究方向为车辆动力传动及其综合控制㊁混合动力电动汽车㊁汽车电子㊂发表论文80余篇㊂杨振辉,男,1987年生㊂重庆大学机械传动国家重点实验室硕士研究生㊂刘辉,男,1988年生㊂重庆大学机械传动国家重点实验室硕士研究生㊂葛鹏,男,1985年生㊂重庆大学机械传动国家重点实验室硕士研究生㊂履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究曹付义周志立徐立友河南科技大学,洛阳,471003摘要:采用机械系统动力学分析与建模通用方法,考虑车辆转向时履带滑转(滑移)及转向中心偏移等因素,在对车辆转向受力状况进行分析与计算的基础上,建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,采用N e w t o n ‐R a p h s o n 方法对模型进行了求解㊂根据提出的转向性能评价指标,结合实例样车,采用仿真与试验方法研究了履带车辆转向性能,行驶试验的结果表明,所建模型能反映履带车辆转向性能的变化趋势㊂研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础㊂关键词:履带车辆;液压机械传动;转向性能;N e w t o n ‐R a ph s o n 方法中图分类号:U 463.3 D O I :10.3969/j.i s s n .1004-132X.2014.13.023S t u d y o nS t e e r i n g P e r f o r m a n c e o fH y d r o ‐m e c h a n i cD i f f e r e n t i a l S t e e r i n g Me c h a n i s mi nT r a c k e dV e h i c l e C a oF u y i Z h o uZ h i l i X uL i yo u H e n a nU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y ,L u o y a n g,H e n a n ,471003A b s t r a c t :G e n e r a l i z e d m e t h o do f t h ed y n a m i ca n a l y s i sa n d m o d e l l i n g o fm e c h a n i c a l s ys t e m w a s u s e d f o r t r a c k e dv e h i c l es t e e r i n gp e r f o r m a n c e .T h e g r o u n d i n g t r a c ks k i d (s l i p p a g e ),s t e e r i n g ce n t r e of f s e t a n de t c .w a sc o n s i d e r e d i ns t e e r i n gp r o c e s s ,t h e f o r c ea n a l ys i sa n dc a l c u l a t i o n w e r e f i n i s h e d ,a n d t h e s t e e r i n g d y n a m i c sm o d e l o f t r a c k e dv e h i c l ew a s e s t a b l i s h e db a s e do nh y d r o ‐m e c h a n i c a l d i f f e r -e n t i a l .T h em o d e lw a s s o l v e du s i n g N e w t o n ‐R a p h s o n m e t h o d .As t e e r i n gp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o n i n -d e xw a s p r o v i d e d .T h e s t e e r i n g p e r f o r m a n c e c h a n g i n g t r e n d o f t r a c k e d v e h i c l ew a s s i m u l a t e d r e f e r r i n g t o p r o t o t y p eb a s e do nh y d r o ‐m e c h a n i c a ld i f f e r e n t i a l .I t i sv e r i f i e db y e x p e r i m e n t a l r e s u l t st h a t t h e m o d e l c a nr e f l e c t t h e c h a n g i n g t r e n do f t r a c k e dv e h i c l e s t e e r i n gp e r f o r m a n c e .T h e t h e o r e t i cb a s i s f o r h y d r o ‐m e c h a n i c a l d i f f e r e n t i a l s t e e r i n g m e c h a n i s md e s i g n a n d r u n n i n g c o n t r o l o f t r a c k e d v e h i c l e i s p r o -v i d e d .K e y wo r d s :t r a c k e dv e h i c l e ;h y d r o ‐m e c h a n i c a lt r a n s m i s s i o n ;s t e e r i n gp e r f o r m a n c e ;N e w t o n ‐R a p h s o nm e t h o d 0 引言履带车辆的转向性能直接反映了车辆行驶的机动性㊁准确性㊂转向性能影响因素较多,转向性能不仅与转向操纵输入㊁地面性质㊁行驶速度等因素有关,还受所装备的转向机构影响,目前研究履带车辆转向性能的文献大多不考虑具体的转向机构[1‐5]㊂液压机械差速转向机构是复合了液压传动和机械传动的履带车辆新型转向机构,在大功率履带拖拉机㊁工程车辆及装甲车辆等领域有着良好的应用前景[1,6‐10]㊂收稿日期:2013 02 04基金项目:河南省重点科技攻关计划资助项目(102102210165)考虑车辆转向时履带滑转(滑移)及转向中心偏移等因素,通过对履带车辆转向受力状况进行分析与计算,笔者建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,参考某型号橡胶履带车辆,采用仿真分析及试验方法,对履带车辆转向性能进行了研究㊂研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础㊂1 转向受力分析与计算1.1 受力分析假设车辆向右转向,车辆水平面内的受力状况如图1所示,o x y 为静坐标系,o 'x 'y'为随车辆㊃3281㊃履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究曹付义周志立徐立友Copyright©博看网 . All Rights Reserved.运动的动坐标系,车辆受到驱动力F q(内侧履带驱动力F q1和外侧履带驱动力F q2)㊁转向阻力F z(内侧履带转向阻力F z1和外侧履带转向阻力F z2)㊁工作阻力F w及行驶阻力F f(内侧履带行驶阻力F f1和外侧履带行驶阻力F f2)等的共同作用,对高速转向的车辆还要考虑转向离心力F c e n t (F c e n t x和F c e n t y)的影响㊂图1 履带车辆转向受力图1.2 假设条件履带车辆的转向受力计算较为复杂,为便于研究,作如下假设:(1)车辆在水平硬地面上转向行驶,转向阻力仅表现为地面附着力,不考虑剪切阻力和推土阻力㊂(2)车辆转向时,地面附着力足够大,接地履带未全滑转㊂(3)车辆静止时,两侧履带接地压力均匀分布㊂(4)车辆转向时,发动机油门开度保持不变㊂(5)车辆质心与其几何中心重合㊂(6)忽略空气阻力的影响,滚动阻力系数和地面附着系数为定值㊂1.3 受力计算1.3.1 驱动力驱动力与地面性质㊁接地履带的滑转(滑移)有关,但其产生的来源是通过车辆动力传动系统传递的发动机动力㊂对不同的转向机构,发动机传递到内侧履带㊁外侧履带的驱动力不同,进而影响履带车辆的转向性能,目前已有的履带车辆转向动力学模型在计算驱动力时并未考虑转向机构的影响,仅根据地面与接地履带的相互作用关系进行计算㊂采用液压机械差速转向机构的履带车辆的内侧履带㊁外侧履带驱动力均可根据发动机转矩计算得到,二者具有确定的计算关系㊂采用图2所示液压机械差速转向机构[8]的车辆内外侧履带驱动力按下式计算:图2 液压机械差速转向机构F q1=(1+α)[(1-λ1)i g i z+αλ1i f i y]i m2αr q M e(1)F q2=(1+α)[(1-λ2)i g i z+αλ2i f i y]i m2αr q M e(2)式中,α为行星排特性参数;λ1㊁λ2分别为内侧㊁外侧液压功率分流比[10];i g为直驶变速系统传动比;i z为中央传动比;i f为定轴齿轮传动比;i y为马达后传动比;i m为最终传动比;M e为发动机转矩;r q为驱动轮半径㊂1.3.2 转向阻力内侧履带㊁外侧履带转向阻力按横向附着力计算,即F z1=∫0.5L-0.5L∫-0.5B+0.5b-0.5B-0.5b x x2+y2μp1(x,y)d x d y(3) F z2=∫0.5L-0.5L∫-0.5B+0.5b-0.5B-0.5b x x2+y2μp2(x,y)d x d y(4)式中,L为履带接地长度;B为履带轨距;b为履带宽度;μ为地面附着系数;p1㊁p2分别为内侧履带㊁外侧履带接地压力㊂p1㊁p2的计算式如下[11]:p1(x,y)=m g2b L-6F c e n t x h g xb L3-F c e n t y h gb B L(5)p2(x,y)=m g2b L-6F c e n t x h g xb L3+F c e n t y h gb B L(6)式中,m为车辆质量;h g为质心高㊂1.3.3 工作阻力履带车辆通常与配套工作装置一起完成各种作业,其作业种类多,作业方式复杂,工作阻力可按不同作业类型分别计算㊂以铧式犁作配套工作装置为例进行计算,其工作阻力为F w=k p z b p h p(7)式中,k p为土壤比阻;z为犁铧数;b p为单体犁铧的宽度;h p为耕作深度㊂1.3.4 行驶阻力行驶阻力根据滚动阻力系数和履带接地压力计算,内侧履带㊁外侧履带行驶阻力分别为F f1=f b L p1(x,y)(8)F f2=f b L p2(x,y)(9)式中,f为履带滚动阻力系数㊂1.3.5 转向离心力转向离心力在x'㊁y'方向的分力分别为㊃4281㊃中国机械工程第25卷第13期2014年7月上半月Copyright©博看网 . All Rights Reserved.F c e n t x=m v2DR2c+D2(10)F c e n t y=m v2R cR2c+D2(11)式中,v为车辆速度;D为转向中心线偏移量;R c为转向中心到车辆纵向中心线垂直距离㊂2 转向动力学模型及求解方法2.1 转向动力学模型当履带车辆在水平地面上稳态转向行驶时,其纵向㊁横向所受力的合力及各力对车辆质心的合力矩为零㊂在图1坐标系下,其转向动力学模型为F q1+F q2-F f1-F f2+F c e n t y-F w c o sβ=0(12)F z1+F z2-F c e n t x+F w s i nβ=0(13)B2(F q2-F q1)-∬x d F z1-∬x d F z2-F w l T s i nβ=0(14)式中,β为工作阻力与y'轴的夹角;l T为工作装置挂接点到车辆质心的距离㊂2.2 模型求解方法转向动力学模型为非线性方程组,采用N e w t o n‐R a p h s o n方法进行求解,流程如图3所示㊂其中,A1㊁A2分别为内侧履带㊁外侧履带速度瞬心偏离其各自几何中心的距离,C为常数㊂3 转向性能评价指标履带车辆的转向性能通常用转向半径和转向角速度进行评价,由于车辆转向时履带滑转(滑移)及转向中心偏移,故在对履带车辆进行实时操纵时,较难控制其实际转向半径和实际转向角速度的大小,为此提出以履带滑转(滑移)率㊁转向中心偏移率㊁转向半径变化率和转向角速度变化率等作为履带车辆转向性能评价指标㊂3.1 履带滑转(滑移)率履带滑转(滑移)率定义为履带相对速度和牵连速度之差与履带相对速度的比值,内侧履带滑移率和外侧履带滑转率分别为δ1=A1R c-0.5B-A1(15)δ2=A2R c-0.5B-A2(16) 3.2 转向中心偏移率转向中心偏移率定义为转向中心偏移量与履带接地长度一半的比值,即δ3=D0.5L(17) 3.3 转向半径变化率转向半径变化率定义为车辆实际转向半径和理论转向半径之差与理论转向半径的比值,即图3 模型求解流程图δ4=R-R lR l(18)式中,R为实际转向半径;R l为不考虑履带滑转(滑移)及转向中心偏移的理论转向半径㊂3.4 转向角速度变化率转向角速度变化率定义为车辆理论转向角速度和实际转向角速度之差与理论转向角速度的比值,即δ5=ωl-ωωl(19)式中,ωl为不考虑履带滑转(滑移)及转向中心偏移的理论转向角速度;ω为实际转向角速度㊂4 实例计算4.1 已知参数根据使用条件设定履带滚动阻力系数为0.05,地面附着系数为1㊂履带车辆结构参数㊁液压机械差速转向机构及发动机参数㊁直驶变速系统传动比见表1㊁表2及表3[11]㊂㊃5281㊃履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究曹付义周志立徐立友Copyright©博看网 . All Rights Reserved.表1 履带车辆结构参数m (k g )B (m )L (m )b (m )h g (m )i m r q (m )70001.4351.6150.70.65.50.346表2 液压机械差速转向机构及发动机参数i fi yi zαp H(M P a)n e (r /m i n )P e(k W )0.9054.102.7332.39138230095.6注:p H 为液压闭式回路系统额定压力;n e 为发动机额定转速;P e 为发动机额定功率㊂表3 直驶变速系统传动比挡位F 1F 2F 3F 4F 5F 6R 1R 2传动比3.5002.3892.0501.8331.4800.8763.5612.4204.2 仿真计算限于篇幅,主要研究液压闭式回路系统排量比与直驶变速系统传动比对车辆转向性能的影响㊂4.2.1 液压闭式回路系统排量比的影响以直驶变速系统一挡㊁不带工作装置为例,车辆转向性能随液压闭式回路系统排量比变化的关系如图4所示㊂当液压闭式回路系统排量比增大时,车辆理论转向角速度增大㊁理论转向半径减小,转向阻力矩增大㊂为平衡增大的转向阻力矩,转向力矩需增大,从而使外侧履带滑转率㊁内侧履带滑移率和转向中心偏移率增大,车辆转向半径变化率和转向角速度变化率增大,由于内侧履带的转向阻力大于外侧履带的转向阻力,故内侧履带滑移率大于外侧履带滑转率㊂图4 液压闭式回路系统排量比的影响(i g =3.5,F w =0)4.2.2 直驶变速系统传动比的影响当液压闭式回路系统排量比为0.5,直驶变速系统传动比变化,其他条件不变时,车辆转向性能随直驶变速系统传动比变化的关系如图5所示㊂当直驶变速系统传动比增大时,由发动机决定的驱动力增大,而地面驱动力不变,使外侧履带滑转率㊁内侧履带滑移率增大,车辆行驶速度降低,转向离心力对转向中心的矩减小,使转向中心偏移率减小,车辆的实际转向角速度减小,而理论转向角速度不变,使转向角速度变化率和转向半径变化率增图5 直驶变速系统传动比的影响(ε=0.5,F w =0)大,外侧履带滑转率小于内侧履带滑移率㊂4.3 试验验证4.3.1 试验方案为验证履带车辆液压机械差速转向机构转向性能仿真模型的正确性及仿真结果的合理性,笔者进行了多工况转向行驶试验㊂试验样机为装备液压机械差速转向机构的农用履带车辆㊂试验测试履带车辆两侧驱动轮转速,驱动轮转速采用反射式光电传感器测量㊂试验前,在驱动轮外侧车体上安置专用传感器支架,在支架上安装光电传感器,在驱动轮与光电传感器相对应的位置上对称均匀粘贴反光片,可进行驱动轮转速数据采集,履带车辆两侧分别安装了两套相同的光电传感器㊂试验时,首先通过发动机油门控制机构设定发动机转速,通过变速操纵机构设定直驶变速系统挡位,使车辆在设定的发动机转速和直驶变速系统挡位下开始行驶,然后转动方向盘,改变液压闭式回路系统排量比,车辆开始转向行驶,待行驶稳定后,测试履带车辆两侧驱动轮转速㊂改变方向盘行程,测试不同方向盘行程下的车辆两侧驱动轮转速,完成设定发动机转速及直驶变速系统挡位的转向行驶试验㊂保持发动机转速不变,改变直驶变速系统挡位,进行不同挡位下的转向行驶试验㊂改变发动机转速重复上述试验过程㊂4.3.2 试验结果分析以发动机转速2300r /m i n 和1530r /m i n ㊁直驶变速系统二挡和四挡的履带车辆转向行驶工况为例,对试验结果进行分析㊂根据试验测得的履带车辆两侧驱动轮转速,经换算绘制出转向半径随液压闭式回路系统排量比变化的关系曲线,如图6所示㊂为便于比较,图6同时给出了其理论计算值(不考虑履带滑转(滑移)及转向中心偏移)及仿真计算值㊂分析图6可知,转向半径的试验结果与仿真计算结果的变化趋势一致,当液压闭式回路系统排量比增大或直驶变速系统挡位升高时,转向半径变化率增大㊂㊃6281㊃中国机械工程第25卷第13期2014年7月上半月Copyright©博看网 . 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双电机独立驱动履带车辆转向特性研究

C AM E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n 基金项目：电动车辆国家工程实验室开放基金（BIT －NELEV －2012）收稿日期：2012－09－10修回日期：2012－09－17第30卷第5期计算机仿真2013年5月文章编号：1006－9348（2013）05－0158－05双电机独立驱动履带车辆转向特性研究王孟英，谷中丽（北京理工大学机械与车辆工程学院，北京100081）摘要：研究电传动履带车辆在不同转向工况下对驱动电机输出特性需求问题，针对目前常用的双电机独立驱动模式，车辆直驶和转向行驶均通过两侧电机转速/转矩的变化来实现，为有效的控制两侧电机完成预期转向，提高转向稳定性，首先采用运动学和动力学方法对车辆瞬态转向进行了分析，借助动力学分析软件RecurDyn /Track －HM 和控制系统分析软件Matlab /Simulink 仿真平台，建立了整车多体动力学模型和控制系统模型，然后对车辆转向特性进行了多工况协同仿真分析。

结果表明，不同转向工况对驱动电机输出特性需求不同，瞬态转向受转向角速度变化率影响较大，稳态转向主要取决于转向半径大小，为制定合理的控制策略提供了依据。

关键词：电传动；履带车辆；转向特性；协同仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：BResearch on Steering Characteristics of Dual －MotorDriving Electric Tracked VehicleWANG Meng －ying ，GU Zhong －li（School of Mechanical and Vehicular Engineering ，Beijing Institute of Technology ，Beijing 100081，China ）ABSTRACT ：For the commonly used dual －motor drive mode ，we need to change the motors speed /torque to com-plete straight driving and steering of the vehicle．In order to effectively control the motors and improve the steering stability ，this paper first analyzed the kinematics and dynamics characteristics of the vehicle under dynamic steering conditions．The multi －body dynamics model of the whole vehicle and control system model were built based on the simulation platforms on dynamics analysis software known as RecurDyn /Track －HM and control system analysis soft-ware known as Matlab /Simulink．Then collaborative simulation on steering characteristics under different steering conditions was carried out．The results are as follows ：the required output characteristics of the motors are mainly in-fluenced by the steering angular acceleration of the vehicle under dynamic steering condition ，while under steady －state steering condition mainly depend on turning radius．This provides a basis for formulating reasonable control strat-egy．KEYWORDS ：Electric drive ；Tracked vehicle ；Steering characteristics ；Collaborative simulation1引言电传动履带车辆的转向性能作为整车性能评价的重要指标，直接反映了履带车辆的行驶机动性和动力性［1］。

履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势

履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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履带车辆的转向理论

履带车辆的转向理论一、双履带车辆的转向理论对于双履带式车辆各种转向机构就基本原理来说是相同的，都是依靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使其达到不同时速来实现转向的。

(一)双履带式车辆转向运动学履带车辆不带负荷，在水平地段上绕转向轴线O 作稳定转向的简图，如图7-12所示。

从转向轴线O 到车辆纵向对称平面的距离R ，称为履带式车辆的转向半径。

以T O 代表轴线O 在车辆纵向对称平面上的投影，T O 的运动速度v '代表车辆转向时的平均速度。

则车辆的转向角速度Z ω为：图7－12 履带式车辆转向运动简图R v Z '=ω (7-37)转向时，机体上任一点都绕转向轴线O 作回转，其速度为该点到轴线O 的距离和角速度Z ω的乘积。

所以慢、快速侧履带的速度1v '和2v '分别为：Z Z Z Z B v B R v B v B R v ωωωω5.0)5.0(5.0)5.0(21+'=+='-'=-=' (7-38)式中：B —履带车辆的轨距。

根据相对运动原理，可以将机体上任一点的运动分解成两种运动的合成：(1)牵连运动，；(2)相对运动。

由上可得：B R B R v v 5.05.021+-=''(二)双履带式车辆转向动力学 1、牵引平衡和力矩平衡图7-13给出了带有牵引负荷的履带式车辆，在水平地段上以转向半径R 作低速稳定转向时的受力情况(离心力可略去不计)。

转向行驶时的牵引平衡可作两点假设：(1) 在相同地面条件下，转向行驶阻力等于直线行驶阻力，且两侧履带行驶阻力相等，即：ff f F F F 5.021='='(2)在相同的地面条件和负荷情况下，γcos x F 相当于直线行驶的有效牵引力KP F ，即：图7－13 转向时作用在履带车辆上的外力γcos x KP F F =所以回转行驶的牵引平衡关系为：K KP f K Kx f f K KF F F F F F F F F F =+='+'+'+'='+'212121cos γ (7-39)设履带车辆回转行驶时，地面对车辆作用的阻力矩为μM ，在负荷xF 作用下总的转向阻力矩为：γμsin x T C F a M M += (7-40)式中：T a —牵引点到轴线21O O 的水平距离。

(双电机驱动履带车辆动态转向所需电机功率特性的研究)

Liu Long School of Mechanical Engineering Prof. Li Zhai Prof. Chengning Zhang Master of Engineering Vehicle Engineering Beijing Institute of Technology June 19，2012
双电机驱动履带车辆动态转向所需电机功率特性的研究
北京理工大学
研究成果声明
本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：
II
北京理工大学硕士学位论文
In the case of the above analysis and simulation, this paper shows that under the conditions of pivot turn, small-radius steering and brake steering, when the vehicle steers at the angular speed of 0.5π rad/s , the output torque value of motor required is beyond the peak power of selected motor. Therefore, this paper proposes a new steering system as a solution to solve the problem of inadequate dynamic steering power of dual-motor independent driven tracked vehicle. In order to verify the theoretical analysis, this paper also shows the vehicle design and layout including the selection of power system, which lays the foundation for future experimental verification. Key Words: dual-motor; tracked vehicle; the motor dynamic characteristics; real-time simulation; dynamic

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ｓｔｅｅｒｉｎｇｒｅｓｓｉｔａｎｃｅｉｓｃｌｃａｕｌａｔｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｒａｗｌｅｒｖｅｈｉｃｌｅｆｏｆｓｅｔ，ｃｒａｗｌｅｒｃｅｎｔｅｒｄｓｉｔａｎｃｅ，ｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｃｒｗｌａｅｒｐａｄｎｄａ
摘
要：结合露天矿用自移式破碎站实际工作特点，在考虑了履带车辆设备的偏心、履带的中心距、履带板的宽度和履带
的接地长度等相关参数影响的前提下，进行了转向理论分析和驱动力计算，分析了履带驱动力与履带车辆设备的偏心、履带中心距、履带接地长度、履带板宽度、履带转弯半径之间的相互关系；明确提出了履带车辆再生功率产生的条件和变化规律，指出了履带车辆再生功率与履带车辆转弯半径的关系，研究结果对露天矿用履带车辆的设计有理论指导作用。
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＴｒａｎｓｐｏｒｔＣｒａｗｌｅｒ；ＤｒｉｖｉｎｇＦｏｒｃｅ；ＳｔｅｅｒｉｎｇＲａｄｉｕｓ；ＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＰｏｗｅｒ一
１引言
、
ｈｅｔｃｏｎｔａｃｔｌｅｎｇｔｈｏｆｃｒｗｌａｅｒ．Ｉｎｔｅｒｒｅｌｔｉａｏｎｆｔｏｈｅｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅｎｄａｃｒｗｌａｅｒｖｅｈｉｃｌｅｏｆｆｓｅｔ，ｃｒｗｌａｅｒｃｅｎｔｅｒｄｓｉｔａｎｃｅ，ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｌｅｎｇｔｈｆｏｃｒａｗｌｅｒ，＾ｅｗｉｄｔｈｆｏｃｒａｗｌｅｒｐｄ．ｓａｔｅｅｉｒｎｇｒｄｉａｓｕａｒｅｎａａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｇｅｎｅｒｔｉａｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｎｄａｒｅｇｕｌａｒｐｔａｔｅｒｎｆｏｒｅｇｅｎｅｒｔａｉｖｅｐｏｗｅｒａｌｅｐｏｓｅｄｃｌｅａｒｌｙ．ｈｅＴｒｅｌｔｉａｏｓｈｎｉｐｆｒｏｅｇｅｎｅｒｔｉａｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｓｔｅｅｒｉｎｇｒａｄｉｓｕａｒｅａｌｓｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｏｓｔｕｄｙｒｅａｇｕｉｄｎｃａｅｏｒｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｃｒｗｌａｅｒｖｅｈｉｃｌｅｓｅｕｄｉｎｏｐｅｎｐｉｔｍｉｎｉｎｇ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｔｕｌａｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｍｏｂｉｌｅｃｒｕｓｈｅｒｕｓｅｄｉｎｏｐｅｎｐｉｔｍｉｎｉｎｇ，ｓｔｅｅｒｉｎｇｔｈｅｏｒｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄｎｄａ
示。假定车辆沿顺时针方向转弯，图中：Ｄ－＿一车辆几何中心．ｏ１ —履，ｌｅｌ
Ｚ
一横向和纵向偏心距离，其中，Ｉｃｌ履带车辆广泛应用于大型露天矿中，它是各种设备的重要带理论转向中心ｅ
第１２期制造
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ８７
大型双履带车辆转向性能的研究
周鸣宇，叶龙，祁建
１１０１４１）（北方重工集团有限公司设计研究院，辽宁沈阳
关键词：履带车辆；驱动力；转弯半径；再生功率中图分类号：ＴＨ１６；Ｕ４６３．４１文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）１２ — ００８７ — ０３
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＳｔｅｅｒｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＬａｒｇｅ — — ＳｃａｌｅＤｕａｌ－ — ＣｒａｗｌｅｒＶｅｈｉｃｌｅ
ＺＨＯＵＭｉｎｇ — ｙｕ，ＹＥＬｏｎｇ，ＱＩＪｉａｎ
（Ｄｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｏａｈＨｅａｖｙＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１４１，Ｃｈｉｎａ）