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松软地面履带车辆差速转向实际载荷比的研究

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履带车辆松软路面通过性分析

履带车辆松软路面通过性分析
其原理为：将一个压头顶角为 30°圆锥投影面 积为 3.226 cm2 的圆锥压头，装在长 90cm，直径为 1cm 的刻度尺杆轴上。 带有刻度盘的压力表和手 柄装在杆轴上方， 以 3cm/s 的速度压入地面内到 车辆影响所及的深度， 其所需之力除以锥底面积
－3－
2010 年第 5 期
农业装备与车辆工程
MI＝(
接地压 履带系
力×重 数×履
量系数 刺系数
+负重
轮系
数-地隙
系数）×发动机系数×传动系数
(2)
式中重量系数如表 2。
表 2 重量系数
总质量/kg <22680 22608~31751 31751~45359 >45360
重量系数 1.0
1.2
1.4
1.8
履带系数=履带宽（cm）/254；
履 刺 系 数 ：履 刺 高 度 （cm）<3.8 为 1.0,>3.8 为
履带车辆松软路面通过性分析
李军，李灏，宁俊帅
（装甲兵工程学院机械工程系，北京 100072）
摘要：在车辆地面力学的研究中,我们通常采用衡量土壤强度的方法来评估车辆在松软土壤的机动性能。 我国
主要采用贝克压力— ——沉陷及摩尔库仑理论来衡量土壤的强度及车辆的通过性。 但车辆行驶地域的随机性
很大，而且土 壤 成 分 的 不 均 匀 及 土 壤 的 含 水 量 会 对 预 测 车 辆 通 过 性 产 生 很 大 障 碍 ，因 此 对 于 WES 法 的 研 究
引言
车辆— ——地面系统， 特别是车辆行驶于松软 路面的机动性能的评估， 既涉及到了车辆基本的 设计参数又涉及到了车辆行驶在特定土壤上的土 壤的基本力学性质, 其包括土壤的物理性质及土 壤的强度性质。 而在车辆地面力学的研究中，我们 通常采用衡量土壤强度的方法来评估车辆在松软 土壤的机动性能。

农用履带车辆差速转向性能的理论研究_迟媛

农用履带车辆差速转向性能的理论研究_迟媛

221） ；东北农业大学博士启动基金
基金项目：国家自然科学基金 （51105073） ；黑龙江省留学回国基金 （LC2011C33） ；哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目 （2009RFQXN
作者简介：迟媛 （1974-） ，女，副教授，博士，硕士生导师，研究方向为履带车辆转向。E-mail: cy207@126. com
摘
要：文章设计了履带车辆的液压机械双流驱动系统，对系统中起功率汇流的动力差速转向机构进行参数
设计的基础上，理论分析了动力差速转向机构的动力输入和输出之间的转速和扭矩关系，获得了采用该转向机构 的履带车辆的理论转向半径和理论最小周转向时间，并通过样机实验获得了实际转向半径和实际最小周转向时 间，进行了比较，可用于指导液压机械双流驱动系统的研究。
各行星排的齿数
行星排 2 Planetary gear train 2 31 110 40 3 行星排 3 Planetary gear train 3 31 79 24 2
Table 1 Gear's teeth number of three planetary trains
行星排 1 Planetary gear train 1 31 79 24 2
Abstract: Double power driving system adopting hydro-mechanism was designed for tracked vehicle in
the paper. The parameters and transmission ratio of the differential steering mechanism which combined the mechanical power and hydraulic power were studied. Rotate speed and moment relationship between input and output of the steering mechanism, theoretical turning radii and minimum turning time per circle were achieved. The turning radii and time were tested by prototype experiment. The study paved the way for the design of the double power driving system.

橡胶履带车辆液压机械差速转向装置设计——操纵系统设计___设计说明书.

橡胶履带车辆液压机械差速转向装置设计——操纵系统设计___设计说明书.

前言的挑战，开发性能完善质量可靠，适用，价格合理的履带拖拉机迫在眉睫。

为了满足这种需求，机械液压双功率流转向机构被应用在了履带拖拉机上。

双功率流转向机构把从发动机传来的动力，分两路传给每一侧驱动轮的，其优点是动力可按比例分配到两侧履带上，转向时两侧履带始终传递动力，可实现动力转向，转向时平均车速不降低，动力不中断，因此对农田土壤破坏小，特别在松软的农田作业时，整机通过性好，作业效率高，左右两侧履带的速度差可以无级控制，这一点，是履带推土机可以高效高精度的进行侧面切削和整形作业。

可实现原地转向，提高了履带拖拉机的机动性。

在坡地工作转向时，不会出现“逆转向”现象，提高了履带拖拉机工作安全性。

与齿轮传动的转向机构相比，传动系简单，可避免因采用高、低、双速传动装置造成的动力转向能力受限的弊端。

履带车辆双功率流转向技术的发展是随着液压和液力传动技术的发展而逐渐产生发展起来的。

因为履带车辆在进行小半径转向的时候，特别是在某些极限转向的时候，转向系统传递的功率是很大的。

液压元件成本适合、性能可靠，体积不大，可作为结构元件用。

并且实现了履带车辆转向的方向盘操纵，可对大功率农用拖拉机的需求。

第一章转向技术的发展及趋势§1.1 转向技术的发展过程及优缺点转向机构对于任何车辆来说都是重要的组成部分。

对履带车辆来说，转向机构性能的好坏更为重要，其可以直接影响到履带车辆的使用性能。

自1904年霍尔顿履带式拖拉机发明以来，特别是坦克作为一种新式武器在第一次世界大战中出现并取得巨大成功后，履带车辆的转向技术就一直处于不断地发展和进步之中。

从传统的转向机构到双功率流转向机构，从独立式到差速式，各种新型的转向机构层出不穷从原理上进行分类，可以把履带车辆从出现到目前为止使用过的转向机构表示出来。

一、转向离合器式转向机构转向离合器式转向机构在拖拉机转向时，靠分离某一侧转向离合器，减小或功率限制，驾驶员若持续转向，稍有不慎就会使发动机熄火，因而只能靠滑磨，用较大半径转向，或极不平稳地以小半径断续转向。

履带车辆三种转向方式特性的对比分析

履带车辆三种转向方式特性的对比分析
履带车辆三种转向方式特性的对比分析
陈泽宇, 张承宁, 李军求, 武小花
( 北京理工大学机械与车辆工程学院, 北京 100081 )
摘 要: 对中心差速、内侧降速和外侧升速3 种履带车辆转向方式进行运动学和动力学分析; 对3 种方式下的转
向半径的变化规律进行了研究; 对比了3 种转向方式的内外侧履带功率需求; 在Ma tlab / Simu link 中进行了仿真。
1) 通过对履带车辆转向运动学的分析与仿真研
究, 得到如下结论: 3 种情况的转向半径变化率相同,
但转向半径的数值不同; 转向角速度相同时, 内侧降
速式的转向半径最小, 中心差速式稍大, 外侧升速式
最大。
2) 功率需求分析表明, 转向角速度相同时, 内侧
降速式转向的功率需求是最小的, 中心差速式较大,
ML
B
+ (
Iz
B
- DmB
4
)X# ] @u0
( 9)
式中: 功率P 的第1个下标1, 2, 3分别对应内侧
降速式、中心差速式和外侧升速式3种转向方式; 第2
# 44#
2010年4 月 农机化研究 第4期
个下标1, 2 分别表示内侧履带和外侧履带。通过式
程为
F 2 - F 1 - 2FR = Dmu#
(F2 + F 1 ) B
2 - ML = IzX#
ML = LGL
4
L =
Lmax
0. 925 + 0. 15R /B
R = u /X
P 1 =
F 1u1
1 000
P 2 =

履带车辆的转向理论

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。

考虑履带滑动的履带车辆转向载荷比分析与验证

考虑履带滑动的履带车辆转向载荷比分析与验证

考虑履带滑动的履带车辆转向载荷比分析与验证
李荣利;李善乐;芮强;王红岩;陈冰
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2018(000)001
【摘要】为研究高速履带车辆稳态转向载荷比的变化规律,根据履带车辆转向过程中履带与地面之间的剪切应力-剪切位移关系,建立了稳态转向平衡方程和稳态转向载荷比模型.分析了履带车辆转向功率及整车转向载荷比随转向半径的变化规律,履带滑动对转向载荷比影响.最后对某高速履带车辆开展了稳态转向试验,进行数据处理和对比验证.结果表明:整车转向载荷比试验数据与理论计算结果有很好的一致性,验证了转向载荷比模型的准确性.
【总页数】4页(P92-95)
【作者】李荣利;李善乐;芮强;王红岩;陈冰
【作者单位】63963部队,北京100072;装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;装甲兵工程学院机械工程系,北京100072
【正文语种】中文
【中图分类】TJ811
【相关文献】
1.集中载荷作用下的履带车辆稳态转向分析与试验 [J], 王红岩;陈冰;芮强;郭静;史力晨
2.动力差速转向机构履带车辆载荷比与转向系数的关系 [J], 迟媛
3.高速履带车辆转向载荷比分析与试验验证 [J], 李善乐;王红岩;芮强;陈冰
4.考虑履带张力的履带车辆牵引力-滑转率分析与试验验证 [J], 李善乐;王红岩;芮强;陈冰
5.考虑履带滑转滑移的电驱动履带车辆转向控制 [J], 盖江涛;刘春生;马长军;沈宏继
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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。

农用履带车辆软地转向特性建模与仿真

农用履带车辆软地转向特性建模与仿真沈仙法;周宏平;许林云;王海巧【期刊名称】《计算机仿真》【年(卷),期】2014(31)8【摘要】在履带车辆软地转向建模问题的研究中,为有效预测农用履带车辆在软地面上的转向特性,根据作用在转向车辆上的力和力矩建立了车辆稳态转向力学模型,进行了数值仿真,并对模型车辆进行了软地转向行驶试验.结果认为:当外侧履带打滑率增大时,履带车辆有效牵引力和内侧履带的打滑率逐渐增大,但转向力矩逐渐减小;当车辆转向比的减小时,履带车辆有效牵引力、内侧履带打滑率及转向半径随之减小,但转向力矩增大.建立的转向力学模型能够预测履带车辆的沉陷量、转向半径和内、外履带的打滑率,并且预测最大误差小于试验值的15％.研究结果为准确、有效地预测农用履带车辆软地转向性能提供了参考依据.【总页数】6页(P153-158)【作者】沈仙法;周宏平;许林云;王海巧【作者单位】南京林业大学机械电子工程学院,江苏南京210037;三江学院机械工程学院,江苏南京210012;南京林业大学机械电子工程学院,江苏南京210037;南京林业大学机械电子工程学院,江苏南京210037;三江学院机械工程学院,江苏南京210012【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.履带车辆原地转向特性仿真研究 [J], 陈兵;田政;尹忠俊;王文瑞2.液压驱动装甲履带车辆转向特性仿真研究 [J], 杨磊;马彪;李和言;陈宝瑞3.铰接式履带车辆转向特性仿真研究 [J], 陈金涛;李力;王俊杰4.小型农用履带车辆通过性仿真与分析 [J], 郭凯文;李军政;孙超然;孙松林;唐卫国5.电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究 [J], 陈树勇;孙逢春因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

履带车辆液压机械差速转向系统参数优化的研究

2018年第1期【摘要】履带车辆液压机械差速转向系统的参数设计问题具有着多参数和多目标的特点。

从履带车辆转向的系统的动力性、灵活性和快速性入手，对转向系统的参数模型进行优化，可以对系统参数之间的相互约束问题和相互耦合问题进行有效解决。

本文主要从这一系统的优化参数的内容入手，对系统参数优化问题进行了探究。

【关键词】履带车辆；液压机械差速转向系统；参数优化前言：履带式工程机械、履带式军用装甲车辆和履带式拖拉机是履带车辆的代表。

液压机械差速转向系统是建立在液压传动技术、机械传动技术等技术基础上的履带车辆流转向系统。

这一技术的应用，可以让履带车辆表现出作业效率高、操作轻便的特点。

转向系统的优化参数与履带车辆的转向动力性和灵活性等因素之间存在着密切的联系。

任意一种参数的改变，都会对其他参数带来不利的影响。

遗传算法的应用，可以为转向系统的参数优化提供一定的帮助。

一、液压机械差速转向系统的优化参数结构简单性和工作高效性是液压机械差速专项装置所具有的主要特点。

这一系统的优化参数建立在系统的工作原理之上[1]。

在对这一系统的工作原理进行分析以后，我们可以发现，在液压差速转向系统的液压泵排量可调的情况下，驾驶员可以通过对液压闭式回路系统的系统排量比进行调整的方式完成转向。

因而系统的优化参数主要涉及到了以下几方面的内容：一是该系统的直驶变速系统参数；二是系统的中央传动比、行星排特性参数和液压闭式回路系统的参数；三是系统的马达后传动比、直驶变速系统参数等因素。

一般而言，直驶变动系统的参数与车辆的直驶性能之间存在着一定的联系。

在履带车辆机械差速转向系统的设计过程中，直驶变速系统参数和中央传动比通常会被看作为已知参数。

液压闭式回路系统参数和马达后传动比等参数就成为了需要优化的系统参数。

二、液压机械参数转向系统参数优化的影响因素（一）地面特性在转向行驶过程中，发动机的液压闭式回路系统的履带牵引力要大于地面所提供的牵引力，因而不论是发动机的动力因数还是液压闭式回路系统的系统动力因数，都需要高于地面动力因数。

履带车辆转向性能参数分析与试验研究_芮强


迹识别困难，测试精度差，效率低，很难在单次试 验中进行多个工况或多个转向半径的试验测试。二 是要想同时获得全部转向性能参数需要用到多种传 感器及测试设备，有时甚至需要用到几套不同类型 的测试系统。 测试系统的安装与调试、 连接与供电， 以及各套系统采集数据的同步等都对转向性能参数 的试验测试提出了很大的挑战。三是目前转向性能 试验的主要目的仍以车辆的转向性能考核为主，重 点测试一个或几个转向半径时的转向性能参数，对 于转向性能指标随转向半径变化趋势的试验研究还 不够，试验数据很难用于对现有转向理论进行有效 验证。 为了实现履带车辆转向性能参数的准确、高效 测试，本文首先根据转向运动学、动力学参数之间 的相互关系，对各转向性能参数的试验测试及获取 方法进行系统分析。在此基础上，综合采用 NI 测 试系统、 基于 GPS 测试原理的转向性能测试系统及 存储式转速、转矩仪等试验装置，实现了多个转向 半径条件下，两侧主动轮转速、车辆运行轨迹、行 驶速度及航向角、两侧传动系统输出轴转速、转矩 等数据的不间断测试。 文中对试验仪器设备的使用、 试验数据的处理等过程进行详细描述，重点研究多 套试验装置所采集试验数据的截断与同步关键问题 的解决方法。 最后对试验结果进行分析与对比研究。
0
前言
பைடு நூலகம்

履带车辆转向性能的研究分为理论研究与试 验研究两个方面。与理论研究相比，转向性能试验
20140703 收到初稿，20141207 收到修改稿
由于受试验车辆、场地、测试技术手段、试验仪器 设备、数据处理方法等因素的影响，其研究的技术 难度更大。目前，大量的相关文献主要集中在履带 车辆转向性能的理论研究方面，关于履带车辆转向 性能试验研究的文献相对较少。但是，要想确保履 带车辆的转向理论研究结果的准确性，开展履带车
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图 2 差速式转向机构简图 Fig.2 Diagram of differential steering mechanism
输入转向机构 A 轴和 B 轴的的平均输入转速分 别通过 2 个霍尔转速传感器直接测得，如图 3 所示。
1. 磁铁 2. 霍尔转速传感器 3. 转向机构输入轴 1. Magnet 2. Hall rotational speed sensor 3. Input shaft of steering mechanism
0引言
履带行走装置由于可降低接地比压，防止车体 下陷和减轻对土壤的压实程度，所以普遍应用于水 稻联合收割机上。履带车辆不仅要有良好的通过性 能，还要有良好的转向性能。载荷比又称为转向功 率比，作为转向机构转向性能的一个评价指标，同 时也代表着发动机载荷的增长程度，载荷比越大， 转向时发动机功率的增长程度越大。为了使发动机 不熄火，实际转向时发动机的转矩应小于发动机最 大输出转矩。前期研究结果[1-5]表明，采用动力差速 转向机构的液压机械双流驱动系统[6]的履带样机在 水泥路面试验中能够按任意转向半径进行转向（包 括原地转向），转向角速度随转向动力（马达）输 入转速的增加而增加，而载荷比随着转向半径的增 加而减小，但是载荷比与转向半径的关系受地面条 件的影响，尤其是在附着力小的松软地面上更加明 显，需要进一步研究。
试验仪器：米尺，钢板尺，钉子尺，三角板。 试验方法：当履带车辆向左转向时，标记右侧 履带外侧接地最前端所走出的圆弧，并用撒细沙的 方法标记该点的轨迹圆，如图 5 所示。
图 5 用细沙标记的轨迹圆 Fig.5 Circular path with silver sand marking
根据几何知识，轨迹圆上 2 条弦长垂直平分线 的交点即为轨迹圆圆心。
由于履带样机转向一圈所经过地块及土壤阻 力的不同，会导致标记点的轨迹只能近似圆形，故
分别记 6 次值，求出轨迹圆半径平均值，再根据转 向半径几何关系式[2]，计算实际转向半径。
2.3 打滑率的测试
根据打滑率的定义，存在：
i1
= ν t1 −ν s1 ν t1
=1−
ω(R − B / 2) ν t1
（4）
的扭矩，N·m。
2 试验研究
2.1 样机试验及测试方法 本试验选取的土壤含水率[17]为 7.1%、内摩擦
角为 18.087°、内聚力为 21.045 kPa、土壤剪切变形 模量为 0.22 cm，且试验样机的履带轨距为 0.715 m， 履 带 接 地 长 度 为 0.75 m ， 驱 动 轮 节 圆 半 径 为 0.128 m，履带宽 0.15 m。
i2
= νt2 −νs2 νt2
= 1 − ω(R + B / 2) νt2
（5）
式中：i1、i2 分别为低速、高速侧履带的打滑率[18-19]；
νt1、νt2 分别为低速、高速侧驱动轮的角速度与节圆
响。Al-mili 等[8]研究了履带转向力矩和转向半径的 关系。Maclaurin 等[9-11]分析了转向功率的变化情况。 方志强等[12]、宋海军等[13-14]、程军伟等[15]对履带车 辆的转向过程、功率进行了分析。尽管相关学者已 对转向力矩和转向功率进行了研究，但未对载荷比 及其影响因素深入研究。
本文在松软土壤条件下，对采用动力差速式转 向机构的履带试验样机进行了试验研究，旨在得到 载荷比与转向半径、打滑率、转向系数等影响因素 的定量关系，为评价差速转向机构转向性能[16]提供 依据，并对履带车辆差速转向理论的扩展奠定基础。
1 载荷比
在相同的土壤条件下，载荷相同（即车辆稳态
转向时的驱动力和等速直线运动时的驱动力相同）
试验主要仪器： 变频器：2 个，型号分别为 F1000-G0055T3B 和 F1000-G0040T3B，厂家为欧瑞传动电气股份有 限公司。 转速传感器：2 个，型号为 NJK-5002C，厂家 为浙江沪工自动化科技有限公司。 集流环：2 个，型号为 JD-5，厂家为湖南长沙 湘仪动力测试仪器有限公司；型号为 SR/3，厂家为 新兴通信工业株式会社。 试验样机采用 2 组变频器、倒顺开关和电机分 别向动力差速转向机构输入直行和转向动力，通过 变频器控制柜分别调节直行转速或转向转速，样机 测试连接如图 1 所示。
1.圆盘 2.等强度梁 3.集流环 4.螺母 5.拨叉轴 6.应变片 1.Disc 2.Equal-strength beam 3.Collector ring 4.Nut 5.Fork shaft 6.Strain gauge
图 4 扭矩传感器 Fig.4 Moment sensor
电机转动，圆盘和拨叉一起随之转动，粘贴于 等强度梁上的应变片感受形变，传递给集流环，再 由集流环将收集到的信号传递到智能多通道仪上， 进而输入到自编的程序，便可在 Excel 里直接读取 不同输入转速时的扭矩。 2.2 转向半径的测试方法
第 30 卷 第 21 期 32 2014 年 11 月
农业工程学报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Vol.30 No.21 Nov. 2014
松软地面履带车辆差速转向实际载荷比的研究
迟 媛，石丹丹，王洪涛，张荣蓉
中图分类号：S219.032.3; S220.32;U463.4
文献标志码：A
文章编号：1002-6819(2014)-21-0032-08
迟 媛，石丹丹，王洪涛，等. 松软地面履带车辆差速转向实际载荷比的研究[J]. 农业工程学报，2014，30(21)： 32－39.
Chi Yuan, Shi Dandan, Wang Hongtao, et al. Research on actual steering power ratio of differential steering mechanism of tracked vehicle on soft ground[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(21): 32－39. (in Chinese with English abstract)
为：
第 21 期
迟 媛等：松软地面履带车辆差速转向实际载荷比的研究
33
ξt
=
fGv + M μω fGv
=1+ μL 4Rf
（2）
式中：v 为车体质心运动速度，对于差速式转向机 构，车辆转向时，外侧履带增速，内侧履带减速， 车辆质心保持直线行驶时的速度[13]，m/s；ω 为稳 态转向时车体中心的回转角速度，rad/s；R 为转向 半径，m；f 为地面摩擦阻力系数，根据地面条件， 取值为 0.07。 1.2 试验载荷比
图 1 测试样机连接关系 Fig.1 Connection of prototype experiment
差速转向机构见图 2 所示，直行时，只从 A 轴 输入动力，若履带车辆直行发生偏驶，B 轴会输入 转向动力，保证车辆的直线性；原地转向时，只从 B 轴输入动力；任意半径转向时，同时从 A 轴和 B 轴输入动力，即可获得履带车辆左、右驱动轴的不 同速度，实现小半径差速转向（两侧履带转动方向 相反）和大半径转向。
注：A、B 分别为差速转向机构的直行输入轴、转向输入轴，1、14 分 别差速转向机构的输出轴。 Note: A、B are the straight and steering power input to the differential steering mechanism respectively, 1 、 14 are the output shafts of the differential steering mechanism.
（3）
式中：P转 为稳态转向时发动机消耗的功率，W；P 直
为等速直线运动时发动机消耗的功率，W；nA 为直
行时 A 端的输入转速，r/min；nA′为转向时min；nB 为转向时 B 端的输
入转速，r/min；MA 为直行时 A 端的扭矩，N·m；
MA′为转向时 A 端的扭矩，N·m；MB 为转向时 B 端
时，履带车辆稳态转向时和等速直线运动时的发动
机功率的比，称为载荷比。
1.1 理论载荷比
不考虑滑移滑转时，转向阻力矩为：
Mμ
=
μGL 4
（1）
式中：Mμ 为转向阻力矩，N·m；μ 为转向阻力矩系
数，根据地面条件，取值为 0.65；G 为车体重力，
N；L 为履带接地长度，m。
则根据载荷比定义，理论不打滑载荷比表示
（东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）
摘 要：为了更好地分析动力差速转向机构的转向性能，对试验样机在松软土壤上进行了试验，得到了实测载荷
比与转速比、打滑率、转向半径、转向系数等影响因素的定量关系。试验结果表明，小半径差速转向时，低速侧
履带的滑转程度大于高速侧履带的滑转程度，但载荷比和滑转率的变化关系不明显；大半径转向时，载荷比越大，
前期研究表明，转向半径、滑转率、转向系数
等对载荷比都有一定的影响。载荷比越大，车辆在
急转弯时功率增长越显著，转向时消耗的功率也越
大。稳态转向时输入转向机构 A 的转速等于直行时 的转速，则试验中载荷比公式简化为：
ξ = P转 = M A'nA' + M BnB
P直
M AnA
= M A' + M B ⋅ (nB / nA ) MA
低速侧履带的滑移越大，高速侧履带的滑转越大。转向时的实测载荷比随着实测转向半径的增加而减小，载荷比
和转向系数亦满足理论射线关系。该文通过理论与试验研究为履带车辆差速转向机构的设计和转向性能的改进提