履带车行走系统扭杆悬挂校核数值模拟计算

谢观福　马捷　蒋智金

摘要：履带车行走系统是车辆行走系统的一种重要形式，履带车辆是一种重要的作业机械。文章主要阐述的是对履带车行走系统扭杆悬挂校核数值的模拟计算。

关键词： 履带车；行走系统；扭杆悬挂；模拟计算

履带行走系统主要包括驱动轮、支重轮、张紧轮、履带、扭杆弹簧；其中悬挂装置包括扭杆弹簧和弹簧减震装置。扭杆作为行走系统的关键零件，需要进行一系列的计算作为设计基础。

一、左侧第一根扭力轴计算中用到的基本数据见下表

表 1左侧第一根扭力轴计算中用到的基本数据

根据基本数据计算出的有关中间计算数据见表。

以上是前车左侧第一根扭力轴为例进行的计算，前车其它各扭力轴的各参数因为和的不同而不同，计算结果见下表。

后车扭力轴各个参数的计算原理与前车的完全相同，计算结果因为负重轮所受平均静载荷、和的不同而不同。

由上面每根扭力轴各个参数的计算结果进而可以计算出整车的比位能和振动周期，具体计算如下：

前后车悬挂装置的总比位能分别为：

前、后车悬挂装置的静比位能分别为：

前、后车悬挂装置的动比位能分别为：

前车纵向角振动周期为：

式中：：前车车体长度，：前车车体高度，

為第i个负重轮中心距离到车体质量中心的距离；

为第i个平衡肘处于静止状态是扭力轴的刚度，即当时，扭力轴的刚度值，和列表如下。

同理可以计算后车纵向角振动周期为：

悬挂性能计算

下面以前车第一根扭力轴进行悬挂性能计算：

负重轮所受的载荷

负重轮轴上的悬挂装置的刚度

根据在规定范围内取值可计算出负重轮所受载荷F和负重轮上的悬挂装置的刚度。下面仅以第一根扭力轴为例进行计算。

前车左侧第一根扭力轴的特性曲线图如下图所示。

图 2前车左侧第一根扭力轴特性曲线图

特性评估

扭力轴材料为淬透性好的45CrNiVA。根据机械设计手册第一卷，由于先进的热处理工艺，强扭及滚压强化处理措施，其最大使用应力超过材料的屈服极限（980MPa），可达到1200–1300MPa。由上述分析可知，前车右边第六根扭力轴的最大剪切应力数值最大，，安全系数为n=1.11，故能满足强度要求。

基金项目：国家科技支撑计划（2015BAK06B03）。