《(轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《(轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理).ppt（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1,汽車拖拉機(jī)學(xué),第四章 汽車拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 第1課 轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理, QQ：1607357229,魯植雄 教授,第四章 汽車拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),本章內(nèi)容安排,19:17,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,2,第1課 轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理 第2課 輪式車輛轉(zhuǎn)向系（1） 第3課 輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2） 第4課 履帶拖拉機(jī)和手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,19:17,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,3,本節(jié)課的主要內(nèi)容,一、轉(zhuǎn)向方式 二、輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析 三、履帶車輛轉(zhuǎn)向理論分析 四、手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向理論分析,第四章 汽車拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,一 轉(zhuǎn)向方式,2020/7

2、/26,4,轉(zhuǎn)向方式： 1、靠車輛的輪子相對車身偏轉(zhuǎn)一個角度來實現(xiàn) 2、靠改變行走裝置兩側(cè)的驅(qū)動力來實現(xiàn) 3、既改變兩側(cè)行走裝置的驅(qū)動力又使輪子偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向的實現(xiàn)方式：,,前輪偏轉(zhuǎn) 后輪偏轉(zhuǎn) 前后輪偏轉(zhuǎn) 折腰偏轉(zhuǎn),2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,5,（一）運動學(xué)分析： 轉(zhuǎn)向瞬心,,前輪轉(zhuǎn)向 四輪轉(zhuǎn)向,R,R,O,O,L,L,M,M,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,6,為了滿足各車輪作純滾動，車輛在轉(zhuǎn)向時各車輪軸心線應(yīng)通過同一瞬心軸線，此軸線垂直于地

3、面，其投影點如圖中O點，水平投影車輛轉(zhuǎn)向時車身繞瞬心O點轉(zhuǎn)動。因車輛轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)彎半徑R隨前輪偏轉(zhuǎn)角的變化而變化，所以稱O點為瞬時轉(zhuǎn)向中心。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,7,,,轉(zhuǎn)向時必須滿足三個條件： 通過駕駛?cè)藛T的操縱來實現(xiàn)前輪的偏轉(zhuǎn)，車輪的偏轉(zhuǎn)的程度決定了車輛的轉(zhuǎn)彎半徑。 兩前輪作純滾動，要求內(nèi)側(cè)前輪偏轉(zhuǎn)角比外側(cè)前輪偏轉(zhuǎn)角要大，且兩偏轉(zhuǎn)角滿足阿克曼公式。 轉(zhuǎn)向時兩驅(qū)動輪應(yīng)具有不同的轉(zhuǎn)速，且內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速慢，外側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速快，即差速行駛。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,8,重要幾

4、何參數(shù)： 轉(zhuǎn)彎半徑R：轉(zhuǎn)向中心O到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點之間的距離。 R=Lsin 阿克曼公式： 前輪轉(zhuǎn)向時 四輪轉(zhuǎn)向時 式中：M兩轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與前輪軸心線交點之間距離； L 車輛前后軸距。 差速公式： 式中：n1、 n2分別為慢、快速側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速； R轉(zhuǎn)彎半徑； B后軸輪距。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,9,（二）動力學(xué)分析： 車輛在轉(zhuǎn)向時的受力比較復(fù)雜。為便于分析做以下假設(shè)： 四輪車輛的兩前輪直接裝在同一前軸上，前軸中間與機(jī)體鉸接； 車輛是低速轉(zhuǎn)向，這樣可以不考慮離心慣性力的影響。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課

5、件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,10,輪式車輛在水平地面上直行： 其牽引平衡方程為： 式中：Pq驅(qū)動輪的總推動力，即兩側(cè)驅(qū)動輪推力 Pq1與 Pq2之和 Pfc 前輪滾動阻力，每側(cè)前輪滾動阻力為0.5Pfc Pfq 驅(qū)動輪滾動阻力，每側(cè)驅(qū)動輪滾動阻力為0.5Pfq； PT 掛鉤牽引阻力。,,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,11,輪式拖拉機(jī)在等速轉(zhuǎn)向行駛受力： 轉(zhuǎn)向時牽引平衡方程為： 式中： 轉(zhuǎn)向時驅(qū)動輪的總推力，

6、 為兩側(cè)驅(qū)動輪推力 與 之和； 轉(zhuǎn)向時掛勾牽引力； 作用線與車輛縱向?qū)ΨQ 軸線間的夾角。,,土壤對前輪產(chǎn)生的反作用力分解為軸向分力PB（側(cè)向反作用力）和切向分力，即為Pfc,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,12,總轉(zhuǎn)向阻力矩的計算：車輛轉(zhuǎn)向時，土壤作用于車輛、并相對于O2點的總轉(zhuǎn)向阻力矩 為各項阻力矩之和，即,,,式中： 分別為前、后輪的轉(zhuǎn)向阻力矩； LTPT作用點至O2點的間距。,,2020

7、年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,13,車輛轉(zhuǎn)向時，地面作用于車輪的轉(zhuǎn)向力矩為,,,因輪式車輛后橋（驅(qū)動橋）裝有差速器，能將中央傳動傳來的力矩近似平均地分配給兩則驅(qū)動輪，所以可以假定 因而式上式可寫成：,,,,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,14,根據(jù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的條件，轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向阻力矩相平衡，即,,,由此可得轉(zhuǎn)向力PB為,,,,,,,,轉(zhuǎn)向力PB是土壤對偏轉(zhuǎn)的前輪產(chǎn)生的軸向反力，因而PB的大小取決于前輪和土壤間的側(cè)向附著性能。,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,二 輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析

8、,2020/7/26,15,討論： 拖拉機(jī)在抗壓、抗剪強(qiáng)度弱的地面上（如水田土壤、沙灘及松軟地面）轉(zhuǎn)向時，因附著性能變差、轉(zhuǎn)向力PB不足而轉(zhuǎn)向困難 對于輪式拖拉機(jī)而言，這時可以采用慢速側(cè)驅(qū)動輪的適當(dāng)制動以協(xié)助轉(zhuǎn)向 汽車、拖拉機(jī)等車輛轉(zhuǎn)向會使發(fā)動機(jī)的負(fù)荷增大。假定直線行駛時掛鉤牽引力PT ，比較車輛轉(zhuǎn)向與直線行駛時的牽引平衡方程式可知，轉(zhuǎn)向時內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪推力需增大 ，即,,,,,,,,,,,,,車輛轉(zhuǎn)向時，因驅(qū)動輪的驅(qū)動力增大而需要發(fā)動機(jī)的功率相應(yīng)增大。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,三、履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,16,（一）運動學(xué)分析 履帶兩側(cè)驅(qū)動輪角速度差：若兩側(cè)

9、驅(qū)動輪的角速度分別是 ，驅(qū)動輪的節(jié)圓半徑為r，則線速度分別是：,,履帶車輛的轉(zhuǎn)向角速度W為,,,,,結(jié)論：拖拉機(jī)兩側(cè)驅(qū)輪的角速度差值（ ）越大， 拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向角速度W越大，轉(zhuǎn)向半徑R小。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,三、履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,17,（一）運動學(xué)分析 轉(zhuǎn)向原理：履帶拖拉機(jī)兩側(cè)驅(qū)動輪的驅(qū)動力矩不相等時兩側(cè)履帶所產(chǎn)生的驅(qū)動力也不同，這就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩MB。當(dāng)其大于所有轉(zhuǎn)向阻力矩，拖拉機(jī)便能繞轉(zhuǎn)向瞬心軸線O轉(zhuǎn)向。 快、慢側(cè)履帶的線速度：,,車輛縱向?qū)ΨQ平面中心處的平均線速度V為,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,三、履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析

10、,2020/7/26,18,（二）動力學(xué)分析： 履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時的阻力矩Mz可以認(rèn)為由兩部分組成： 一是履帶在地面上相對轉(zhuǎn)動時由摩擦作用產(chǎn)生的阻力矩Mz1； 二是由牽引力 的對相對轉(zhuǎn)動中心形成的轉(zhuǎn)向阻力矩Mz2。即： Mz=Mz1+Mz2,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,三 履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,19,1無牽引負(fù)荷,,在水平地面上穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時，履帶的轉(zhuǎn)向阻力矩: Mz=Mz1 無牽引負(fù)荷時，履帶的相對轉(zhuǎn)動中心在履帶支持面中間，履帶車輛轉(zhuǎn)向時的阻力矩是由履帶與地面之間的摩擦、側(cè)向擠壓、剪切以及履帶滑轉(zhuǎn)、土壤推力作用線的橫向偏移等諸多因素引起的阻力矩的合成，單獨分

11、析和計算它們對轉(zhuǎn)向阻力矩的影響比較困難。 一般是通過實驗，測取轉(zhuǎn)向阻力系數(shù) 值，用轉(zhuǎn)向摩擦阻力矩Mz1的形式來反映無牽引負(fù)荷時履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向阻力矩，使分析簡化。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,三 履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,20,無牽引負(fù)荷,,設(shè)履帶的接地壓力均勻分布，其值為：0.5GsbL0 Gs為車輛使用重量，b為單側(cè)履帶寬度，L0為履帶接地長度,微小面積bdx上重量產(chǎn)生的摩擦力對轉(zhuǎn)動極線O1O2（履帶接地長度的中心連線）的力矩dM為,,兩條履帶轉(zhuǎn)向阻力矩之和Mz為,,結(jié)論：拖拉機(jī)越重，履帶接地長度L0越大，越向阻力矩Mz也越大。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)

12、學(xué)課件,三 履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,21,2有牽引阻力 在水平地面穩(wěn)定轉(zhuǎn)向，履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向阻力矩為 ，由于牽引阻力的影響，履帶的相對轉(zhuǎn)動極線位置由原來在接地長度的中心，即0.5L0處向后移動距離為X0 摩擦阻力引起的轉(zhuǎn)向阻力矩Mz1為,,,,去掉較小項時，則得,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,三 履帶式車輛轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,22,2有牽引阻力 牽引負(fù)荷的橫向分力引起的轉(zhuǎn)向阻力矩Mz2為,,,,討論：轉(zhuǎn)向力矩MB是由兩側(cè)履帶土壤推力不相等而形成的，當(dāng)它足以克服轉(zhuǎn)向阻力矩時，即,,,總轉(zhuǎn)向阻力矩Mz為：,,,則，履帶拖拉機(jī)便能轉(zhuǎn)向。,202

13、0年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,四 手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,23,直行時，兩側(cè)驅(qū)動輪的土壤推力相等，即Pq1=Pq2。 轉(zhuǎn)向時，內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪動力被停止傳遞，驅(qū)動力矩為零，即Pq10，但驅(qū)動輪的滾動阻力仍為0.5Pf。 此時拖拉機(jī)的全部動力傳遞給外側(cè)驅(qū)動輪，其驅(qū)動輪驅(qū)動力矩為M0，驅(qū)動半徑為rq，其驅(qū)動力Pq2為：,,,轉(zhuǎn)向力矩MB：,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,四 手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向理論分析,2020/7/26,24,尾輪偏轉(zhuǎn) 角時，土壤對尾輪作用一側(cè)向力PB，該力對驅(qū)動橋中心的作用力臂為 Lcos 、力矩PBLcos 有助于拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向?？傓D(zhuǎn)向力矩為,,,,,總轉(zhuǎn)

14、向阻力矩,,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,小結(jié),2020/7/26,25,,分析了車輛的幾種轉(zhuǎn)向方式 進(jìn)行了輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析（運動學(xué)、動力學(xué)） 進(jìn)行了履帶車輛轉(zhuǎn)向理論分析（運動學(xué)、動力學(xué)） 進(jìn)行了手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向理論分析,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,思考題,2020/7/26,26,,汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向方式有哪些種？其各自特點及適用場合是什么？ 試進(jìn)行輪式車輛轉(zhuǎn)向時的運動學(xué)分析和動力學(xué)分析。 試進(jìn)行履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時的運動學(xué)分析和動力學(xué)分析。 試進(jìn)行手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向時的運動學(xué)分析和動力學(xué)分析。,2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,本節(jié)內(nèi)容結(jié)束,27,2020/7/26,下一講,第2課 輪式車輛轉(zhuǎn)向系（1）,第四章 汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),2020年7月26日,汽車拖拉機(jī)學(xué)課件,