基于PROE和ADAMS的履带小车设计与仿真
发布时间：2021-04-06 06:00
为提高农业生产效率和改善作业环境,设计一种搭载多功能模块应用于现代农业生产的履带小车。考虑到履带小车应用环境的不确性和搭载模块质量分布的影响,确保其在农业生产过程中的可靠性和稳性,首先利用PROE软件对履带小车进行三维建模,然后利用MSC ADAMS对其进行动力学特性分析,结果验证设计的合理性。该设计与仿真的结果对后期履带小车物理样机试制具有指导意义。
【文章来源】：齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2020,36(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
摩擦力受力图
·44·齐齐哈尔大学学报（自然科学版）2020年动小车向前、向后和转向运行。在行驶过程中，当小车需要转向时，通过控制电机转速和转向来实现驱动轮方向的改变，带动履带转向变化，实现小车转向。1.1履带设计小车的履带主要由铁芯、钢丝帘线和橡胶制成如图2所示。每一个连接单元建模为带有中心孔的简化矩形板，单元之间通过链轮齿啮合实现扭矩的传递。合理的履带设计对于小车前进、倒退、转向、制动以及牵引力等有很大影响。履带在路面上行走和转向时，除受到地面给它的摩擦力，还要克服侧向推土阻力。以其中一条履带为研究对象，建立坐标系如图3所示。取履带与地面接触的一个微元dxdy，则产生摩擦力dFi，方向与速度的方向相反。d,ddiFpxyxy(1)其中，p(x,y)为接地比压函数，μ为摩擦系数。当履带在行进中转向，履带侧面的受力如图4所示。其中Q为下部土壤对上部形土壤的反作用力，W为土壤重量。C为单位面积上的内聚力。RB(θ)为单位长度推土阻力。θ为破坏面角度。φ为土壤内摩擦角。根据Bekker[5]关于载荷沉陷量可以得出：1nzicFzkzlbkb(2)式中，z为沉陷量，kc,kφ分别是土壤内聚模量和摩擦变形模量，n为变形指数。履带两侧任一单位长度上的推土阻力RB（θ）可从力的平衡式得到：Y0，BRcoszccotQsin0(3)Z0，2Bsincot/2cos0sRzczQ(4)其中：s为土壤容重。则侧向推土阻力：2cot/21cotcotcoscotsBzzcR(5)当小车履带与地面接触面积确时，细长履带与短宽履带的相?
?扑愠雎拇?矶任?50mm，节距为75mm和节数为13节。1.2减震系统设计履带小车在空载和负载状态下平稳的运行十分重要，决其状态的主要部件是减震系统。考虑小车行驶状态的不确性造成设计困难，假设减振系统所受的载荷以不变的速度加载[6]。通过对建立的简化模型进行受力分析，绘制出减振器结构及受力简图如5所示。经过分析，可知F为地面给车轮的支撑力，也成为系统外部的激励力，与减振器预紧力、阻尼力以及弹簧产生的弹力组成平衡力系。根据平衡关系可以得到：图2履带截面示意图图3摩擦力受力图图4侧向推土阻力受力图图1履带小车整体结构图１—减震装置；２—电机；３—侧板；４—张紧轮；５—传感检测装置；６—履带；７—驱动轮
【参考文献】：
期刊论文
[1]履带式青饲收获机底盘系统优化设计[J]. 段宗科. 机械研究与应用. 2019(05)
[2]橡胶履带轮驱动齿应力建模分析及仿真验证[J]. 赵子涵,穆希辉,杜峰坡,郭建华. 机械传动. 2019(06)
[3]基于目标导向的扫地机器人设计研究[J]. 张明坤,王成军. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于PROE和ADAMS的行星轮系设计与仿真[J]. 冯立艳,耿浩,何世伟. 华北理工大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]履带-地面耦合系统机理分析与建模[J]. 姚禹,王博,高智. 长春工业大学学报. 2018(06)
[6]基于RecurDyn的新型爬楼梯轮椅的设计与仿真[J]. 陈伟荣,张华,王飞文,郑敏,刘诚. 机械传动. 2018(10)
[7]跨坐式单轨车辆水平轮的接触状态研究[J]. 张让,任利惠,季元进. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2018(04)
[8]坦克多体系统动力学建模及模型试验验证[J]. 郝丙飞,王红岩,芮强,王钦龙. 中国机械工程. 2018(04)
[9]温室轨道施药机器人系统设计[J]. 李良,张文爱,冯青春,王秀. 农机化研究. 2016(01)
[10]深海履带式集矿机多体动力学建模与行走性能仿真分析[J]. 张滔,戴瑜,刘少军,陈君,黄中华. 机械工程学报. 2015(06)
本文编号：3120907
【文章来源】：齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2020,36(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
摩擦力受力图
·44·齐齐哈尔大学学报（自然科学版）2020年动小车向前、向后和转向运行。在行驶过程中，当小车需要转向时，通过控制电机转速和转向来实现驱动轮方向的改变，带动履带转向变化，实现小车转向。1.1履带设计小车的履带主要由铁芯、钢丝帘线和橡胶制成如图2所示。每一个连接单元建模为带有中心孔的简化矩形板，单元之间通过链轮齿啮合实现扭矩的传递。合理的履带设计对于小车前进、倒退、转向、制动以及牵引力等有很大影响。履带在路面上行走和转向时，除受到地面给它的摩擦力，还要克服侧向推土阻力。以其中一条履带为研究对象，建立坐标系如图3所示。取履带与地面接触的一个微元dxdy，则产生摩擦力dFi，方向与速度的方向相反。d,ddiFpxyxy(1)其中，p(x,y)为接地比压函数，μ为摩擦系数。当履带在行进中转向，履带侧面的受力如图4所示。其中Q为下部土壤对上部形土壤的反作用力，W为土壤重量。C为单位面积上的内聚力。RB(θ)为单位长度推土阻力。θ为破坏面角度。φ为土壤内摩擦角。根据Bekker[5]关于载荷沉陷量可以得出：1nzicFzkzlbkb(2)式中，z为沉陷量，kc,kφ分别是土壤内聚模量和摩擦变形模量，n为变形指数。履带两侧任一单位长度上的推土阻力RB（θ）可从力的平衡式得到：Y0，BRcoszccotQsin0(3)Z0，2Bsincot/2cos0sRzczQ(4)其中：s为土壤容重。则侧向推土阻力：2cot/21cotcotcoscotsBzzcR(5)当小车履带与地面接触面积确时，细长履带与短宽履带的相?
?扑愠雎拇?矶任?50mm，节距为75mm和节数为13节。1.2减震系统设计履带小车在空载和负载状态下平稳的运行十分重要，决其状态的主要部件是减震系统。考虑小车行驶状态的不确性造成设计困难，假设减振系统所受的载荷以不变的速度加载[6]。通过对建立的简化模型进行受力分析，绘制出减振器结构及受力简图如5所示。经过分析，可知F为地面给车轮的支撑力，也成为系统外部的激励力，与减振器预紧力、阻尼力以及弹簧产生的弹力组成平衡力系。根据平衡关系可以得到：图2履带截面示意图图3摩擦力受力图图4侧向推土阻力受力图图1履带小车整体结构图１—减震装置；２—电机；３—侧板；４—张紧轮；５—传感检测装置；６—履带；７—驱动轮
【参考文献】：
期刊论文
[1]履带式青饲收获机底盘系统优化设计[J]. 段宗科. 机械研究与应用. 2019(05)
[2]橡胶履带轮驱动齿应力建模分析及仿真验证[J]. 赵子涵,穆希辉,杜峰坡,郭建华. 机械传动. 2019(06)
[3]基于目标导向的扫地机器人设计研究[J]. 张明坤,王成军. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于PROE和ADAMS的行星轮系设计与仿真[J]. 冯立艳,耿浩,何世伟. 华北理工大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]履带-地面耦合系统机理分析与建模[J]. 姚禹,王博,高智. 长春工业大学学报. 2018(06)
[6]基于RecurDyn的新型爬楼梯轮椅的设计与仿真[J]. 陈伟荣,张华,王飞文,郑敏,刘诚. 机械传动. 2018(10)
[7]跨坐式单轨车辆水平轮的接触状态研究[J]. 张让,任利惠,季元进. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2018(04)
[8]坦克多体系统动力学建模及模型试验验证[J]. 郝丙飞,王红岩,芮强,王钦龙. 中国机械工程. 2018(04)
[9]温室轨道施药机器人系统设计[J]. 李良,张文爱,冯青春,王秀. 农机化研究. 2016(01)
[10]深海履带式集矿机多体动力学建模与行走性能仿真分析[J]. 张滔,戴瑜,刘少军,陈君,黄中华. 机械工程学报. 2015(06)
本文编号：3120907
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