军用某50型装载机可更换三角履带轮的设计与仿真分析

发布时间：2017-10-03 05:11

  本文关键词：军用某50型装载机可更换三角履带轮的设计与仿真分析

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【摘要】：传统轮胎式工程抢修车辆具有行驶速度快、机动性能好、维修方便等特点,但其在沙土、泥泞、冰雪等特殊路面行进和作业时,车胎容易发生打滑、下陷甚至导致车辆重心不稳,降低了车辆的通过性和作业能力。面对复杂多变的战场环境及部队日常应急抢险任务的多元化需求,为更好地应对战时及平时的作业任务,因此,研发一种行走装置增强工程装备对严峻环境的适应能力显得尤为必要。可更换三角履带轮作为一种新型行走机构,它融合了轮胎与履带行走机构的优点,既提高了车辆的通过性能,又保持了原车的机动能力。由于三角履带行走装置质量较轻、对车辆底盘也没有特殊的要求,同时可以快速实现轮胎与履带轮的互换。因此,将其应用于军用工程抢修装备,能够有效提升车辆对恶略环境的适应能力,扩展装备的作业范围。本文以应用于骨干工程抢修装备的某50型装载机为对象,研制与其配套的三角履带轮行走装置。本文首先在研究可更换三角履带轮技术形式的基础上,结合工程抢修装备的实际应用需求,对应用于军用某50型装载机的三角履带行走装置进行了方案设计,确定行走装置的结构布局和部件组成。其次,对三角履带行走装置的基架、驱动轮、支撑轮系、减震张紧装置及履带等关键部件进行了主参数选择。基架采用中间支撑式的总体结构,破解履带轮的承重难题;支撑轮系中各轮均采用单轴独立减震模式,解决履带式车辆的震动、跑偏和履带的张紧问题;提出将橡胶履带抗拉件外置的思路,来提高橡胶履带抗拉强度,解决橡胶履带寿命短的问题。再次,利用ANSYS Workbench仿真软件,对主要零部件进行建模和有限元仿真分析,计算极限工况下零部件的应力和应变情况。分析部件材料的强度和刚度是否符合设计要求。最后,利用RecurDyn多体动力学仿真软件建立该型三角履带轮装载机虚拟样机,对其转向性、爬坡能力、越沟能力及克服垂直障碍能力等设计指标进行了仿真验证;结合实际工况对不同路面、速度、转向角度等参数下车辆的机动性能进行了仿真分析。
【关键词】：装载机 可更换三角履带 有限元分析 多体动力学仿真 通过性
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH243;TJ810.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 国内外三角履带行走装置的研究现状及趋势9-12
• 1.2.1 国外三角履带行走装置的研究现状9-11
• 1.2.2 国内三角履带行走装置的研究现状11-12
• 1.2.3 三角履带行走装置发展趋势12
• 1.3 本文主要研究内容12-15
• 第2章 可更换三角履带轮关键零部件参数的设计15-30
• 2.1 军用某50型装载机参数简介15-16
• 2.2 三角履带行走装置的结构及工作原理16-18
• 2.2.1 三角履带行走装置的结构16-17
• 2.2.2 三角履带行走装置工作原理17-18
• 2.3 三角履带行走装置关键零部件参数的设计18-29
• 2.3.1 三角履带行走装置结构布局18
• 2.3.2 橡胶履带选择与参数确定18-21
• 2.3.3 驱动轮选择与参数确定21-24
• 2.3.4 支重轮与张紧轮参数确定24-28
• 2.3.5 基架选择与参数确定28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 可更换三角履带轮关键部件的静力学分析30-40
• 3.1 有限元分析方法及求解步骤介绍30-31
• 3.2 关键部件模型的建立31-32
• 3.3 关键部件的静力学分析32-39
• 3.3.1 基架的静力学分析32-34
• 3.3.2 支重轮的静力学分析34-37
• 3.3.3 张紧轮的静力学分析37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 三角履带轮式装载机建模与动力学仿真分析40-62
• 4.1 履带轮式装载机建模40-44
• 4.1.1 装载机车身几何建模40
• 4.1.2 三角履带轮结构建模40-41
• 4.1.3 履带轮式装载机虚拟样机建模41-44
• 4.2 履带轮式装载机转向性能及通过性仿真分析44-61
• 4.2.1 三角履带轮装载机转向性能仿真分析44-49
• 4.2.2 三角履带轮装载机爬坡性能仿真49-53
• 4.2.3 三角履带轮装载机水平壕沟通过性仿真53-57
• 4.2.4 三角履带轮装载机垂直障碍物通过性仿真57-61
• 4.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68

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本文编号：963316