电动履带式农用车辆制动系统设计(附件)【字数：8463】
摘 要本次毕业设计主要是对电动履带式农用车辆制动系统的设计研究，首先简述了课题研究目的和意义，接着针对国内外在履带式农用车辆制动系统方面的研究现状进行了分析，并阐述了国内外现有成果上存在的问题。本文选择采用电机制动和机械制动联合制动的制动方式，对电驱动履带式农用车辆制动系统布置形式及其中各部件的连接方式进行了设计。在设定电驱动履带式农用车辆的基本数据后，根据制动过程条件对制动系统的主要部件进行设计计算，并且校核了强度，使其能满足要求。
目 录
第一章 引言 1
1.1研究目的和研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 2
1.3国内外现有成果存在问题 2
第二章 制动系统设计 3
2.1电机制动系统 3
2.1.1电动机的制动形式分析 3
2.1.2电动机的再生制动可行性的分析 4
2.1.3再生制动系统的结构 4
2.2机械制动 4
2.2.1制动器的需求分析 4
2.2.2制动器的选用 5
2.2.3制动力和制动力矩的计算 6
2.3制动方案的确定 6
2.4 制动系统的布置形式 6
第三章 制动系统相关结构的设计计算 9
3.1电动机的选用 9
3.2传动带的设计 10
3.3轴的设计及校核 11
3.3.1轴的设计 11
3.3.2轴的强度校核 12
3.4轴承的选用及校核 15
3.4.1轴承的选用 15
3.4.2轴承的校核 17
3.5键的设计及校核 17
3.5.1键的设计 17
3.5.2键的校核 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 引言
1.1研究目的和研究意义
本课题主要设计电驱动履带式农用车辆的制动系统，使其能够准确及时的完成驻车制动、行车制动、减速等必要的运动功 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
能。
相比于轮式车辆，履带车有接地面积大、越障能力远远优于轮式车辆、转弯灵活等显著优点，因此，履带车广泛运用在各个不同的领域，如履带式起重机、联合收割机、制式坦克等[1]。
目前而言，生活中常见的履带车主要做农用和工用，而且大多数履带式车辆使用的柴油发动机，较之汽油发动机，会造成更多的尾气污染和燃料浪费。所以，将发展较为成熟的电驱动技术和履带式车辆结合在一起，不仅新颖，同时也具有非常广阔的发展前景。
电驱动履带式农用制动系统设计作为相关设计中十分重要的一个环节，能够保证农用车辆能够安全运动，提高运输效率，还能为电驱动履带车辆及其他相关交通运输工具的设计提供参考价值。例如近年来不断更新的机器人技术，由于太空探索、危险工种机器人代替化趋势等许多方面的印象，对于履带式机器人的设计需求日益提高。
1.2国内外研究现状
较之轮式车辆，履带车能够在松软地面上行驶，附着性能好，越障能力强，但是履带式车辆机构复杂，且在城市道路上行驶要求较低，因此履带式车辆更多的运用于在农业、工程建筑、现代军事等领域[2]。其中电驱动履带式机构最具有代表性的两个应用方面分别是机器人和工程机械。
履带式工程机械，包括挖掘机、推土机、吊管机等，主要使用的是柴油机驱动，与课题有所差异，但是它们制动系统的设计有许多地方可以借鉴学习。
大型工程机械中液压助力机械制动装置被广泛使用，但其中同样也存在一个普遍的问题, 若发动机突然熄火, 将使其失去液压助力, 从而无法实现有效制动[5]。针对国产、型履带式推土机采用的双端收紧式制动器，许多厂家对其制动机构的液压油路进行了改造，但机构复杂、不美观，同时存在部分零件容易磨损造成更大的危险。所以通过在转向制动油路中增加蓄能器、单向阀和球阀，成功改善其制动效果。
1.2.1国内研究现状
在浙江大学的课题研究中，通过对液力减速器工作原理的分析，如时机减速器流道中液流的流动情况、液力减速器动轮和定轮以工作液体间力矩的相互关系等，归纳得到液力减速器制动力矩和充液率的关系[7]。同时对制动系统的控制系统重修设计，采用液压控制和电子控制两部分的结合，深入研究了履带式车辆的联合制动控制系统。
除了在这两方面中与课题相关的研究成果外，河南农业大学对履带式磁悬浮电动车制动系统的研究引人注目。通过对磁悬浮系统的工作原理以及存在断电时直流电机无法保证磁悬浮列车可以及时制动的问题，提出了机械制动和电制动联合制动方法，对永磁涡流制动进行了实验。课题在电动车辆领域提出以履带为行走机构，是一次全新的尝试，以可编程序路基控制器为控制中心，结合直流发电机的变频控制，是非常具有价值的亮点[8]。同时在履带式电动车辆的制动系统中，创造性引入制动轮、诱导轮、诱导齿，极大增强了履带传动系统的稳定性和通过性。
在搬运履带车的相关课题研究中，研究者统筹了考虑了车身重量、机构的总体布局，而且建立了在不同工况下的计算模型等，对我在自己课题的研究有许多启发。
1.2.2国外研究现状
西方国家中，为了应对令当局头疼的恐怖主义活动，同时为了减少不必要的人员伤亡，机器人成为了检测爆炸物、探索不明地形等系列危险工作的代替物。Remotec公司的Andros系列机器人在欧美国家中的使用案例最为经典，除了在白宫等使用外，南非总统选举中它参与执行了100多次任务 [9]。
美国航天局的“爬行者”履带运输车是世界是最大的运输车，它的整体造型是一个长方体装的钢铁支架结构，长达41.2米，宽34.7米，高6.1米，自重2722吨，加上火箭、飞船、发射架和发射平台，总重重达8100多吨。
1.3国内外现有成果存在问题
大部分电驱动车辆都是通过机械制动达到制动目的，即传动的车辆所用的制动方式，针对课题“电动履带式农用车辆的制动系统”的特点，可以综合考虑电制动和机械制动联合制动的方式，这样不但能够提高制动效率，也能防止在机械制动或电制动其中之一发生故障时保证制动效果。
目 录
第一章 引言 1
1.1研究目的和研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 2
1.3国内外现有成果存在问题 2
第二章 制动系统设计 3
2.1电机制动系统 3
2.1.1电动机的制动形式分析 3
2.1.2电动机的再生制动可行性的分析 4
2.1.3再生制动系统的结构 4
2.2机械制动 4
2.2.1制动器的需求分析 4
2.2.2制动器的选用 5
2.2.3制动力和制动力矩的计算 6
2.3制动方案的确定 6
2.4 制动系统的布置形式 6
第三章 制动系统相关结构的设计计算 9
3.1电动机的选用 9
3.2传动带的设计 10
3.3轴的设计及校核 11
3.3.1轴的设计 11
3.3.2轴的强度校核 12
3.4轴承的选用及校核 15
3.4.1轴承的选用 15
3.4.2轴承的校核 17
3.5键的设计及校核 17
3.5.1键的设计 17
3.5.2键的校核 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 引言
1.1研究目的和研究意义
本课题主要设计电驱动履带式农用车辆的制动系统，使其能够准确及时的完成驻车制动、行车制动、减速等必要的运动功 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
能。
相比于轮式车辆，履带车有接地面积大、越障能力远远优于轮式车辆、转弯灵活等显著优点，因此，履带车广泛运用在各个不同的领域，如履带式起重机、联合收割机、制式坦克等[1]。
目前而言，生活中常见的履带车主要做农用和工用，而且大多数履带式车辆使用的柴油发动机，较之汽油发动机，会造成更多的尾气污染和燃料浪费。所以，将发展较为成熟的电驱动技术和履带式车辆结合在一起，不仅新颖，同时也具有非常广阔的发展前景。
电驱动履带式农用制动系统设计作为相关设计中十分重要的一个环节，能够保证农用车辆能够安全运动，提高运输效率，还能为电驱动履带车辆及其他相关交通运输工具的设计提供参考价值。例如近年来不断更新的机器人技术，由于太空探索、危险工种机器人代替化趋势等许多方面的印象，对于履带式机器人的设计需求日益提高。
1.2国内外研究现状
较之轮式车辆，履带车能够在松软地面上行驶，附着性能好，越障能力强，但是履带式车辆机构复杂，且在城市道路上行驶要求较低，因此履带式车辆更多的运用于在农业、工程建筑、现代军事等领域[2]。其中电驱动履带式机构最具有代表性的两个应用方面分别是机器人和工程机械。
履带式工程机械，包括挖掘机、推土机、吊管机等，主要使用的是柴油机驱动，与课题有所差异，但是它们制动系统的设计有许多地方可以借鉴学习。
大型工程机械中液压助力机械制动装置被广泛使用，但其中同样也存在一个普遍的问题, 若发动机突然熄火, 将使其失去液压助力, 从而无法实现有效制动[5]。针对国产、型履带式推土机采用的双端收紧式制动器，许多厂家对其制动机构的液压油路进行了改造，但机构复杂、不美观，同时存在部分零件容易磨损造成更大的危险。所以通过在转向制动油路中增加蓄能器、单向阀和球阀，成功改善其制动效果。
1.2.1国内研究现状
在浙江大学的课题研究中，通过对液力减速器工作原理的分析，如时机减速器流道中液流的流动情况、液力减速器动轮和定轮以工作液体间力矩的相互关系等，归纳得到液力减速器制动力矩和充液率的关系[7]。同时对制动系统的控制系统重修设计，采用液压控制和电子控制两部分的结合，深入研究了履带式车辆的联合制动控制系统。
除了在这两方面中与课题相关的研究成果外，河南农业大学对履带式磁悬浮电动车制动系统的研究引人注目。通过对磁悬浮系统的工作原理以及存在断电时直流电机无法保证磁悬浮列车可以及时制动的问题，提出了机械制动和电制动联合制动方法，对永磁涡流制动进行了实验。课题在电动车辆领域提出以履带为行走机构，是一次全新的尝试，以可编程序路基控制器为控制中心，结合直流发电机的变频控制，是非常具有价值的亮点[8]。同时在履带式电动车辆的制动系统中，创造性引入制动轮、诱导轮、诱导齿，极大增强了履带传动系统的稳定性和通过性。
在搬运履带车的相关课题研究中，研究者统筹了考虑了车身重量、机构的总体布局，而且建立了在不同工况下的计算模型等，对我在自己课题的研究有许多启发。
1.2.2国外研究现状
西方国家中，为了应对令当局头疼的恐怖主义活动，同时为了减少不必要的人员伤亡，机器人成为了检测爆炸物、探索不明地形等系列危险工作的代替物。Remotec公司的Andros系列机器人在欧美国家中的使用案例最为经典，除了在白宫等使用外，南非总统选举中它参与执行了100多次任务 [9]。
美国航天局的“爬行者”履带运输车是世界是最大的运输车，它的整体造型是一个长方体装的钢铁支架结构，长达41.2米，宽34.7米，高6.1米，自重2722吨，加上火箭、飞船、发射架和发射平台，总重重达8100多吨。
1.3国内外现有成果存在问题
大部分电驱动车辆都是通过机械制动达到制动目的，即传动的车辆所用的制动方式，针对课题“电动履带式农用车辆的制动系统”的特点，可以综合考虑电制动和机械制动联合制动的方式，这样不但能够提高制动效率，也能防止在机械制动或电制动其中之一发生故障时保证制动效果。
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