履带起重机转向阻力矩及转向半径研究

摘要

转向阻力矩及转向半径是履带起重机的重要技术参数。传统算法中，将产生转向阻力矩的作用力简化为大小相等或呈线性关系的作用力，造成转向阻力矩计算结果不够准确。转向半径的传统算法中未考虑履带滑转对履带速度的影响，使得转向半径计算结果不够准确。因此，提出履带起重机转向阻力矩较为准确的计算方法，指出履带起重机转向半径与驱动速度的关系，对于指导履带起重机行走机构选型及提高履带起重机的控制和操作性能具有重要意义。
　　 本文在分析履带板上任意点的运动速度的基础上，建立相对底盘静止的动坐标系，利用坐标变换，推导出履带板上任意点的运动速度方程。地面对履带板上接触点的摩擦力方向与该点的运动速度方向相反，从而确定出产生转向阻力矩的摩擦力的大小和方向，对转向中心取矩得到转向阻力矩。推导出履带底盘双边差速、单边制动、双边反向三种转向方式稳定转向条件下的牵引力、转向阻力矩、转向半径表示为转向角速度的计算函数。建立转向运动平衡方程，求出转向角速度。对比了转向角速度、转向半径、转向阻力矩传统算法与本文算法的计算结果。采用虚拟样机技术对三种转向方式进行模拟仿真。
　　 研究表明，履带板与地面间摩擦力沿履带方向的纵向分力提供转向驱动力，垂直履带方向的横向分力产生转向阻力，稳定转向时驱动力与转向阻力平衡。转向阻力矩与驱动速度大小无关，转向角速度约为传统计算结果的75％。对于差速转向不同的驱动速度决定不同的转向角速度及转向半径，转向半径约为传统计算结果的1.3倍；单边制动转向转向半径与驱动速度大小无关，转向阻力矩约为传统计算结果的90％；双边反向转向的转向半径恒为零，转向阻力矩约为传统计算结果的1.3倍。本文研究的计算方法较传统算法更加贴近仿真结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1履带起重机发展综述

1.2履带底盘转向研究现状

1.3选题背景及意义

1.4本文工作内容

2履带底盘虚拟样机建模技术

2.1 ADAMS软件介绍

2.2履带底盘结构组成

2.3导入三维模型

2.4添加约束

2.5添加驱动

2.6仿真实例

2.7本章小结

3履带底盘双边差速转向研究

3.1履带板上任意点运动速度

3.1.1外侧履带板上任意点运动速度

3.1.2 内侧履带板上任意点运动速度

3.2转向阻力矩

3.2.1外侧履带转向阻力矩

3.2.2 内侧履带转向阻力矩

3.3转向半径算法对比

3.4双边差速转向算例

3.5双边差速转向过程仿真

3.6本章小结

4履带底盘单边制动转向研究

4.1履带板上任意点运动速度

4.1.1 驱动侧履带板上任意点运动速度

4.1.2制动侧履带板上任意点运动速度

4.2转向阻力矩

4.2.1 转向阻力矩传统算法

4.2.2驱动侧履带转向阻力矩

4.2.3制动侧履带转向阻力矩

4.3转向半径算法对比

4.4单边制动转向算例

4.5单边制动转向过程仿真

4.6本章小结

5履带底盘双边反向转向研究

5.1履带板上任意点运动速度

5.2转向阻力矩

5.2.1转向阻力矩传统算法

5.2.2转向阻力矩本文算法

5.3双边反向转向算例

5.4双边反向转向过程仿真

5.5本章小结

结 论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢