林业科学

作者：刘铁男1,2,王立海1,*,张广晖1,孟庆凯1

单位：1. 东北林业大学工程技术学院 哈尔滨 1500402. 黑龙江省森林工程与环境研究所 哈尔滨 150081

关键词：三角履带轮,行驶理论,工作效率,关键参数,优化设计

基金：林业科学技术推广项目"环保型多功能集材机推广"(201633);中央高校基本科研业务费专项资金项目"基于虚拟样机技术三角履带式集材机行走装置动力学研究与运动仿真"(2014-b026);黑龙江省财政项目"多功能集材装载机三角履带模块的设计研究"(2014-02SCZ)

目的: 采用三角履带轮代替传统轮胎，并对其关键参数进行优化设计，以改善轮式集材机的通过性，提高集材机的牵引力和爬坡能力，为集材机用三角履带轮后续研究提供理论数据，为其他三角履带轮研发提供参考。方法: 分析三角履带轮的结构组成及其作用，基于轮式集材机的基本参数和林内工况提出集材机用三角履带轮结构技术方案，选取三角履带轮关键参数，并结合轮式、履带式集材机的行驶理论、工作效率和布局关系等对集材机用三角履带轮关键参数取值范围进行理论计算。利用三角履带轮驱动效率理论，建立关键参数优化设计数学模型，借助MATLAB优化工具箱，采用约束非线性优化函数fmincon对关键参数进行优化，得到关键参数的最优组合。结果: 从输出结果得到exitflag=1，表明优化一阶最优性条件满足容许范围，分析结果比较理想。根据优化结果绘制三角履带轮总体几何布置图，三角履带轮各部件之间没有任何干涉。结论: 1）通过对三角履带轮结构组成及其作用的分析，结合林内工况，提出集材机用三角履带轮总体布置方案；2）选取三角履带轮关键参数，从实际调研出发，综合考虑工作效率、行驶稳定性及三角履带轮结构特性，确定关键参数选取原则和方法；3）基于三角履带驱动效率最优原则进行履带驱动段的驱动功率损失分析，建立履带驱动效率数学模型，确立优化目标函数，借助MATLAB软件优化模块对三角履带轮关键参数进行优化分析，得到关键参数的最优组合。

来源：2020年第6期

《林业科学》期刊编辑部

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