电动履带式农用车辆传动系统设计(附件)【字数：8404】
摘 要 履带车辆对条件较差的道路适应性好，适用于农业作业车辆，本文研究的就是一种履带式农用作业车辆，并将电动机作为动力源与其结合在一起，设计这一移动平台系统的总体结构布局，在此基础上进行电动机、减速器、履带的选型及其参数的计算，完成动力、驱动、传动等系统方案的确定，从而保证该移动平台能够完成正常行驶的基本功能。
目 录
第一章 绪论 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
1.2.3当前成功存在的主要问题 3
1.3本课题研究内容 3
1.4技术路线 4
第二章 履带行走系统总体方案设计 5
2.1履带式移动机构行驶方式的确定 5
2.2驱动系统的布置 6
2.3动力系统的选择 6
2.4传动系统的设计 7
第三章 移动平台主动轮减速器选取 10
3.1减速器概述 10
3.2减速器作用及分类 10
3.3减速器选型参数计算 10
第四章 履带的设计及计算 12
4.1履带的选取 12
4.2履带的设计 12
4.2.1计算同步带的名义功率Pd 12
4.2.2选取同步带的型号和节距 13
4.2.3带轮的参数计算 13
结论 16
致谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1研究目的和研究意义
许多地区在现代的农业生产作业活动中都使用轮式车辆，例如三轮车、手推车和拖拉机等。轮式运输车的优势在于结构简单、速度快、车辆轻以及机动性强，但是其缺点也显而易见，即对道路的要求比较高。当轮式车辆行驶在一些道路条件较差或者道路条件较为复杂的道路上时，很容易出现故障甚至抛锚等现象，这也极大的降低了农业生产效率，为了解决这一问题，人们开始使用其他行走形式的车辆进行农业作业。
履带式车辆的出现则有效地解决了轮式车辆在农业生产活动中的不足。履带式车辆是 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
人类车辆发展历史中前进的一大进步，它将车辆与地面的接触方式由“线”扩展到了“面”，一方面在增强了车辆越野性能的同时，另外一方面也增大了车辆的负重能力。形象的来说，车辆采用了用履带来行走，就像给车铺了一条无限延长的轨道，使它能够迅速、安全、平稳地通过各种复杂条件的道路。把履带车辆作为农用车辆，其主要优点有爬坡性能和越障性能强、牵引力较大、转弯半径较小、与地面接触面积大、接地压力比较小、越野机动性能较好、移动稳定性高等。综合这些优点，车辆采用履带代替轮子前进，非常适合进行农业作业。
但是，农用履带车辆在农业生产活动发挥重要作用的同时也带来了新的问题，当前农业生产作业活动中使用的履带车大多以柴油机作为动力，按照当前全球的石油开采量来说,世界上已勘查的石油储藏量只能够人类继续使用七十年左右，再加上柴油发动车辆污染重、噪声大，排放出的废气也会危害人体的健康，并且也会影响农业作物的品质。而以电能作为车辆驱动力则是一种非常好的解决方法,这样做不仅能能提高空气质量、降低车辆对矿物能源的依赖,也能够提高能源效率。因此，研究以电能作为驱动力的履带车辆也是具有非常重要的实际意义。
本课题研究的主要目的就是电驱动履带式移动平台系统总体结构设计，以及完成动力、驱动、传动等系统方案的确定和设计及一些参数的计算，从而保证该移动平台正常行驶的基本功能。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
我国在履带车辆方面的研究起步较早，早在1959年第一辆拥有自主知识产权的履带式装甲运输车就已成功研制，并且在多种性能测试中取得了良好的成绩。其中比较著名的如1988年由中国北方工业总公司研制的ZTZ80主战坦克，该坦克是我国第二代军用坦克中的主力军，它的最大行驶速度可达65公里每小时，车体的两侧分别采用了六个承载轮，第一个和第二个承载轮以及第三个和第四个承载轮之间留有间隙，诱导轮放置方式采取前置，主动轮后置，上部安装了裙板，大大地提高了车辆的机动性能。近年来，我国在履带战车方面的研究也是成果颇丰。比较有代表性的是代号为ZBD04的军用战车，该车的底盘使用的是国内自主研发的履带式底盘。并且在履带的外面挂上了一层橡胶衬套，使战车经过地面后，不留压痕。因此该车行驶时不仅能够减少履带对于地面的破坏，而且也能减轻对履带的磨损。并且速度也达到了每小时75公里。
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图11四连杆变形履带式行走机构
1.2.2国外研究现状
国外履带车的出现相对国内较早，在20世纪20年代，美国的拖拉机就开始使用了履带作为行走装置。而随着履带技术的发展，坦克、军事运输车等开始大规模应用履带作为底盘。尤其是二战期间，履带坦克作为战场主力成功引起了世界工程专家的注意，并且开始了对履带车进行系统化、专业化的研究。由于传统履带使用的是钢制履带，重量大、成本高、对地面破坏性大。因此日本在20世纪60年代研制成功了一种用橡胶与金属或纤维材料复合而成的橡胶履带，经过多年的研发与改进，橡胶履带逐渐替代了传统的钢制履带。如美国研制的LMC1500履带式雪地车的履带板就是由两层橡胶和一层履带板制成。为了提高该雪地车在不平坑洼路面上行驶时的驱动力，两边履带板上都安装有抓地齿，这样雪地车在雪地上的附着力就会增加。并且每一侧都有3个或4个支撑轮，主动轮采用后置式。最大行走速度可达32公里每小时。
学术研究方面，国外Wong J Y通过对低速和高速两种履带车辆的研究建立了两种分析模型。通过使用地面力学的相关理论分析地面与车辆之间的相互作用力关系，从而对地面的压力分布和车辆通过性进行预测。这对于履带车辆和机器人的研究与设计具有重要的指导意义。而Jeehong Kim, Changgoo Lee, Gunho Kim基于运动学原理而提出了非对称可变换单履带轮系统。这种系统是通过改变履带的形状来提高越野性能，由于履带形状改变时长度往往会发生变化，进而履带的张紧力发生较大波动，因此提出了一种减小履带周围间隙的方法。如果履带系统的带是一种同步带并且两个表面上有槽，皮带轮外圆周的表面上有槽，便能够维持槽的高度。在齿轮和链条啮合的情况下，通过调整齿的高度和孔的大小，以具有一定的过盈间隙进行补偿。由于这种系统对履带的配置要求很高，所以暂时处于理论阶段。
目 录
第一章 绪论 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
1.2.3当前成功存在的主要问题 3
1.3本课题研究内容 3
1.4技术路线 4
第二章 履带行走系统总体方案设计 5
2.1履带式移动机构行驶方式的确定 5
2.2驱动系统的布置 6
2.3动力系统的选择 6
2.4传动系统的设计 7
第三章 移动平台主动轮减速器选取 10
3.1减速器概述 10
3.2减速器作用及分类 10
3.3减速器选型参数计算 10
第四章 履带的设计及计算 12
4.1履带的选取 12
4.2履带的设计 12
4.2.1计算同步带的名义功率Pd 12
4.2.2选取同步带的型号和节距 13
4.2.3带轮的参数计算 13
结论 16
致谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1研究目的和研究意义
许多地区在现代的农业生产作业活动中都使用轮式车辆，例如三轮车、手推车和拖拉机等。轮式运输车的优势在于结构简单、速度快、车辆轻以及机动性强，但是其缺点也显而易见，即对道路的要求比较高。当轮式车辆行驶在一些道路条件较差或者道路条件较为复杂的道路上时，很容易出现故障甚至抛锚等现象，这也极大的降低了农业生产效率，为了解决这一问题，人们开始使用其他行走形式的车辆进行农业作业。
履带式车辆的出现则有效地解决了轮式车辆在农业生产活动中的不足。履带式车辆是 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
人类车辆发展历史中前进的一大进步，它将车辆与地面的接触方式由“线”扩展到了“面”，一方面在增强了车辆越野性能的同时，另外一方面也增大了车辆的负重能力。形象的来说，车辆采用了用履带来行走，就像给车铺了一条无限延长的轨道，使它能够迅速、安全、平稳地通过各种复杂条件的道路。把履带车辆作为农用车辆，其主要优点有爬坡性能和越障性能强、牵引力较大、转弯半径较小、与地面接触面积大、接地压力比较小、越野机动性能较好、移动稳定性高等。综合这些优点，车辆采用履带代替轮子前进，非常适合进行农业作业。
但是，农用履带车辆在农业生产活动发挥重要作用的同时也带来了新的问题，当前农业生产作业活动中使用的履带车大多以柴油机作为动力，按照当前全球的石油开采量来说,世界上已勘查的石油储藏量只能够人类继续使用七十年左右，再加上柴油发动车辆污染重、噪声大，排放出的废气也会危害人体的健康，并且也会影响农业作物的品质。而以电能作为车辆驱动力则是一种非常好的解决方法,这样做不仅能能提高空气质量、降低车辆对矿物能源的依赖,也能够提高能源效率。因此，研究以电能作为驱动力的履带车辆也是具有非常重要的实际意义。
本课题研究的主要目的就是电驱动履带式移动平台系统总体结构设计，以及完成动力、驱动、传动等系统方案的确定和设计及一些参数的计算，从而保证该移动平台正常行驶的基本功能。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
我国在履带车辆方面的研究起步较早，早在1959年第一辆拥有自主知识产权的履带式装甲运输车就已成功研制，并且在多种性能测试中取得了良好的成绩。其中比较著名的如1988年由中国北方工业总公司研制的ZTZ80主战坦克，该坦克是我国第二代军用坦克中的主力军，它的最大行驶速度可达65公里每小时，车体的两侧分别采用了六个承载轮，第一个和第二个承载轮以及第三个和第四个承载轮之间留有间隙，诱导轮放置方式采取前置，主动轮后置，上部安装了裙板，大大地提高了车辆的机动性能。近年来，我国在履带战车方面的研究也是成果颇丰。比较有代表性的是代号为ZBD04的军用战车，该车的底盘使用的是国内自主研发的履带式底盘。并且在履带的外面挂上了一层橡胶衬套，使战车经过地面后，不留压痕。因此该车行驶时不仅能够减少履带对于地面的破坏，而且也能减轻对履带的磨损。并且速度也达到了每小时75公里。
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图11四连杆变形履带式行走机构
1.2.2国外研究现状
国外履带车的出现相对国内较早，在20世纪20年代，美国的拖拉机就开始使用了履带作为行走装置。而随着履带技术的发展，坦克、军事运输车等开始大规模应用履带作为底盘。尤其是二战期间，履带坦克作为战场主力成功引起了世界工程专家的注意，并且开始了对履带车进行系统化、专业化的研究。由于传统履带使用的是钢制履带，重量大、成本高、对地面破坏性大。因此日本在20世纪60年代研制成功了一种用橡胶与金属或纤维材料复合而成的橡胶履带，经过多年的研发与改进，橡胶履带逐渐替代了传统的钢制履带。如美国研制的LMC1500履带式雪地车的履带板就是由两层橡胶和一层履带板制成。为了提高该雪地车在不平坑洼路面上行驶时的驱动力，两边履带板上都安装有抓地齿，这样雪地车在雪地上的附着力就会增加。并且每一侧都有3个或4个支撑轮，主动轮采用后置式。最大行走速度可达32公里每小时。
学术研究方面，国外Wong J Y通过对低速和高速两种履带车辆的研究建立了两种分析模型。通过使用地面力学的相关理论分析地面与车辆之间的相互作用力关系，从而对地面的压力分布和车辆通过性进行预测。这对于履带车辆和机器人的研究与设计具有重要的指导意义。而Jeehong Kim, Changgoo Lee, Gunho Kim基于运动学原理而提出了非对称可变换单履带轮系统。这种系统是通过改变履带的形状来提高越野性能，由于履带形状改变时长度往往会发生变化，进而履带的张紧力发生较大波动，因此提出了一种减小履带周围间隙的方法。如果履带系统的带是一种同步带并且两个表面上有槽，皮带轮外圆周的表面上有槽，便能够维持槽的高度。在齿轮和链条啮合的情况下，通过调整齿的高度和孔的大小，以具有一定的过盈间隙进行补偿。由于这种系统对履带的配置要求很高，所以暂时处于理论阶段。
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