-1-王振峰設(shè)計(jì)說明書(履帶式行走底盤)一、1.設(shè)計(jì)背景與目標(biāo)(1)隨著科技的發(fā)展，各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)和軍事領(lǐng)域?qū)σ苿?dòng)設(shè)備的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性提出了更高的要求。在眾多移動(dòng)設(shè)備中，履帶式行走底盤因其優(yōu)異的越野性能和穩(wěn)定性，在復(fù)雜地形作業(yè)中顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)。王振峰設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一需求，開展了履帶式行走底盤的研究與設(shè)計(jì)工作。(2)設(shè)計(jì)該履帶式行走底盤的目標(biāo)在于提高移動(dòng)設(shè)備的作業(yè)效率和適應(yīng)性。首先，通過優(yōu)化履帶結(jié)構(gòu)，減少在復(fù)雜地形中的能量損耗，提高設(shè)備在斜坡、沼澤等惡劣環(huán)境中的通過能力。其次，設(shè)計(jì)高效的動(dòng)力系統(tǒng)，確保設(shè)備在各種工況下的動(dòng)力輸出穩(wěn)定。此外，考慮到成本和制造工藝，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)力求在滿足性能要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，便于生產(chǎn)與維護(hù)。(3)履帶式行走底盤的設(shè)計(jì)還將充分考慮人機(jī)工程學(xué)原理，優(yōu)化駕駛室布局和操作界面，以提高操作人員的舒適度和工作效率。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代傳感器技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)駕駛和遠(yuǎn)程控制功能，滿足未來智能化、自動(dòng)化作業(yè)的需求。通過此次設(shè)計(jì)，王振峰團(tuán)隊(duì)期望為我國移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域提供一種性能可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、易于維護(hù)的新型履帶式行走底盤。二、2.設(shè)計(jì)要求與規(guī)范(1)設(shè)計(jì)要求方面，履帶式行走底盤需具備至少30度的爬坡能力，以適應(yīng)復(fù)雜地形。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用案例，如森林火災(zāi)救援、野外工程作業(yè)等，對(duì)設(shè)備的最大載重能力要求不低于1000kg。同時(shí)，行走速度應(yīng)在0-10km/h范圍內(nèi)可調(diào)，以滿足不同作業(yè)場(chǎng)景的需求。(2)在規(guī)范方面，底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T3847-2004《履帶式行走底盤通用技術(shù)條件》。材料選擇上，應(yīng)采用高強(qiáng)度、耐腐蝕的合金鋼，確保底盤在長期使用中的安全性和可靠性。例如，履帶板材料需滿足GB/T5144-2006《履帶板》的相關(guān)規(guī)定，使用壽命不少于5000小時(shí)。(3)針對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)，設(shè)計(jì)要求發(fā)動(dòng)機(jī)功率不低于75kW，以滿足設(shè)備在各種工況下的動(dòng)力需求。同時(shí)，燃油消耗率需控制在8L/h以下，以降低運(yùn)營成本。制動(dòng)系統(tǒng)需滿足GB7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的要求，制動(dòng)距離不超過50米。此外，底盤的噪聲水平應(yīng)控制在75dB以下，以滿足環(huán)保要求。在安全性能方面，需配備防翻滾裝置和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，確保操作人員的人身安全。三、3.設(shè)計(jì)方案與原理(1)設(shè)計(jì)方案采用模塊化設(shè)計(jì)理念，將底盤分為動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四大模塊。動(dòng)力系統(tǒng)選用高效節(jié)能的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用液力變矩器和行星齒輪機(jī)構(gòu)，確保動(dòng)力傳遞平穩(wěn)。行走系統(tǒng)采用雙排履帶設(shè)計(jì)，提高設(shè)備的接地壓力和通過性。(2)在行走原理上，履帶式行走底盤通過履帶與地面的摩擦力實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和轉(zhuǎn)向。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力通過液力變矩器傳遞至行星齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，驅(qū)動(dòng)履帶旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)節(jié)行星齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速比，實(shí)現(xiàn)不同速度和轉(zhuǎn)向的需求。同時(shí)，采用差速器設(shè)計(jì)，使左右履帶可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向。(3)控制系統(tǒng)采用CAN總線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各模塊間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作。通過智能控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如速度、溫度、壓力等，并自動(dòng)調(diào)整動(dòng)力輸出和行走速度。此外，控制系統(tǒng)還具備故障診斷和報(bào)警功能，確保設(shè)備在復(fù)雜工況下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在智能控制方面，可結(jié)合GPS定位和地形分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和路徑規(guī)劃功能。四、4.關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)關(guān)鍵部件之一為履帶系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于確保履帶與地面間的摩擦力和承載能力。設(shè)計(jì)過程中，通過有限元分析軟件對(duì)履帶板進(jìn)行強(qiáng)度和疲勞壽命計(jì)算，確保其在工作過程中的可靠性。履帶板厚度根據(jù)載荷和速度計(jì)算得出，一般取8-10mm。同時(shí)，考慮到履帶張緊力和接地壓力，設(shè)計(jì)張緊裝置，保證履帶緊貼地面，提高牽引力。(2)動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)是另一關(guān)鍵部件。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)備的最大載荷和預(yù)期的工作速度，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)所需的扭矩和功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的選型需滿足GB/T3767-2005《柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》的相關(guān)要求。通過熱力學(xué)計(jì)算，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率和排放性能，確保其在低負(fù)荷和高負(fù)荷工況下均能穩(wěn)定工作。(3)傳動(dòng)系統(tǒng)中的液力變矩器是確保動(dòng)力平穩(wěn)傳遞的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和履帶轉(zhuǎn)速，計(jì)算液力變矩器的變矩比和流量。通過仿真分析，優(yōu)化液力變矩器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如葉片形狀和角度，以提高變矩效率和降低噪音。此外，對(duì)齒輪箱進(jìn)行強(qiáng)度和壽命計(jì)算，確保其在高速、重載工況下的可靠性。五、5.測(cè)試與驗(yàn)證(1)在測(cè)試與驗(yàn)證階段，首先對(duì)履帶式行走底盤進(jìn)行了靜態(tài)強(qiáng)度測(cè)試，以確保其在設(shè)計(jì)載荷下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。測(cè)試包括對(duì)底盤框架、履帶張緊裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和連接部件的拉伸、壓縮和彎曲強(qiáng)度檢驗(yàn)。通過對(duì)比理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。例如，對(duì)底盤框架的屈服強(qiáng)度和極限載荷進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試，確保其在承受最大載荷時(shí)不會(huì)發(fā)生永久變形。(2)針對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)行了熱力學(xué)性能測(cè)試和排放測(cè)試。在熱力學(xué)性能測(cè)試中，通過模擬實(shí)際工作條件，監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的功率、扭矩、燃油消耗率和冷卻液溫度等參數(shù)。排放測(cè)試則按照GB18285-2018《汽車排放污染物測(cè)量方法及限值》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保發(fā)動(dòng)機(jī)排放符合環(huán)保要求。此外，通過模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的運(yùn)行，評(píng)估了發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性和可靠性。(3)在行走性能測(cè)試中，模擬了多種復(fù)雜地形，如斜坡、泥地、巖石路等，對(duì)履帶式行走底盤的通過性、穩(wěn)定性和牽引力進(jìn)行了全面評(píng)估。測(cè)試過程中，記錄了設(shè)備的最大爬坡角度、行走速度