為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和改善作業(yè)環(huán)境,設(shè)計(jì)一種搭載多功能模塊應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的履帶小車�？紤]到履帶小車應(yīng)用環(huán)境的不確性和搭載模塊質(zhì)量分布的影響,確保其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的可靠性和穩(wěn)性,首先利用PROE軟件對履帶小車進(jìn)行三維建模,然后利用MSC ADAMS對其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析,結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。該設(shè)計(jì)與仿真的結(jié)果對后期履帶小車物理樣機(jī)試制具有指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,36(04)

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摩擦力受力圖

·44·齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2020年動(dòng)小車向前、向后和轉(zhuǎn)向運(yùn)行。在行駛過程中，當(dāng)小車需要轉(zhuǎn)向時(shí)，通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪方向的改變，帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)向變化，實(shí)現(xiàn)小車轉(zhuǎn)向。1.1履帶設(shè)計(jì)小車的履帶主要由鐵芯、鋼絲簾線和橡膠制成如圖2所示。每一個(gè)連接單元建模為帶有中心孔的簡化矩形板，單元之間通過鏈輪齒嚙合實(shí)現(xiàn)扭矩的傳遞。合理的履帶設(shè)計(jì)對于小車前進(jìn)、倒退、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)以及牽引力等有很大影響。履帶在路面上行走和轉(zhuǎn)向時(shí)，除受到地面給它的摩擦力，還要克服側(cè)向推土阻力。以其中一條履帶為研究對象，建立坐標(biāo)系如圖3所示。取履帶與地面接觸的一個(gè)微元dxdy，則產(chǎn)生摩擦力dFi，方向與速度的方向相反。d,ddiFpxyxy(1)其中，p(x,y)為接地比壓函數(shù)，μ為摩擦系數(shù)。當(dāng)履帶在行進(jìn)中轉(zhuǎn)向，履帶側(cè)面的受力如圖4所示。其中Q為下部土壤對上部形土壤的反作用力，W為土壤重量。C為單位面積上的內(nèi)聚力。RB(θ)為單位長度推土阻力。θ為破壞面角度。φ為土壤內(nèi)摩擦角。根據(jù)Bekker[5]關(guān)于載荷沉陷量可以得出：1nzicFzkzlbkb(2)式中，z為沉陷量，kc,kφ分別是土壤內(nèi)聚模量和摩擦變形模量，n為變形指數(shù)。履帶兩側(cè)任一單位長度上的推土阻力RB（θ）可從力的平衡式得到：Y0，BRcoszccotQsin0(3)Z0，2Bsincot/2cos0sRzczQ(4)其中：s為土壤容重。則側(cè)向推土阻力：2cot/21cotcotcoscotsBzzcR(5)當(dāng)小車履帶與地面接觸面積確時(shí)，細(xì)長履帶與短寬履帶的相?

?撲慍雎拇?磯任?50mm，節(jié)距為75mm和節(jié)數(shù)為13節(jié)。1.2減震系統(tǒng)設(shè)計(jì)履帶小車在空載和負(fù)載狀態(tài)下平穩(wěn)的運(yùn)行十分重要，決其狀態(tài)的主要部件是減震系統(tǒng)�？紤]小車行駛狀態(tài)的不確性造成設(shè)計(jì)困難，假設(shè)減振系統(tǒng)所受的載荷以不變的速度加載[6]。通過對建立的簡化模型進(jìn)行受力分析，繪制出減振器結(jié)構(gòu)及受力簡圖如5所示。經(jīng)過分析，可知F為地面給車輪的支撐力，也成為系統(tǒng)外部的激勵(lì)力，與減振器預(yù)緊力、阻尼力以及彈簧產(chǎn)生的彈力組成平衡力系。根據(jù)平衡關(guān)系可以得到：圖2履帶截面示意圖圖3摩擦力受力圖圖4側(cè)向推土阻力受力圖圖1履帶小車整體結(jié)構(gòu)圖１—減震裝置；２—電機(jī)；３—側(cè)板；４—張緊輪；５—傳感檢測裝置；６—履帶；７—驅(qū)動(dòng)輪

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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