近年来国内河道经常水草泛滥,依靠工人打捞费时费力,因此割草船作业成为目前的常用方式,常见的割草船多为明轮或螺旋桨推进,不具备陆地行驶能力,即无法实现水陆两栖行驶,割草船上岸须借助起重机起吊,费时费力,费用昂贵,且转运不便。以河道、湖泊和水库的水草治理为应用背景,课题组拟研发一种水陆两栖船。考虑到该两栖船的工作环境多为小型河道、滩涂、沼泽等,普通车轮在这种工作环境下容易陷进淤泥,所以本课题采用履带作为陆地行走装置。本文针对两栖船的工作环境要求,完成了履带行驶系统和传动系统的设计,使用SolidWorks完成了履带行驶系统的三维模型;通过RecurDyn对两栖船履带行驶系统进行了动力学仿真,得到履带行驶系统在平地直行、一侧制动转弯和20°爬坡行驶三种工况下的受力情况;使用HyperMesh对履带架体、驱动轴和底盘承重梁进行有限元分析,得出各工况下履带架体、驱动轴和底盘承重梁的最大位移和最大应力值;使用HyperMesh对底盘架体进行了模态分析,将底盘架体的固有频率与发动机频率对比,得出不会发生共振现象的结论。本文主要完成的研究工作和设计如下:1.介绍了河道水草清理的必要性,以及履带车辆研究现状,确定了两栖船履带行驶系统的设计方案。2.完成了履带行驶系统和传动系统的设计,包括履带选型、支重轮、驱动轮、导向轮和托轮、张紧装置以及传动齿轮的设计,使用SolidWorks完成了履带行驶系统的三维模型。3.对履带车辆的行驶原理进行了简要阐述,校核了履带行驶系统的接地比压,计算了两栖船在黏土地面平路直行、一侧制动转弯以及20°坡地行驶时的阻力和牵引力以及所需要的驱动力和驱动功率,并据此完成了发动机和减速器总成的选型和校核,完成了液压系统的设计。4.使用RecurDyn对两栖船履带行驶系统进行了动力学仿真,得到履带行驶系统在平地直行、一侧制动转弯和20°爬坡行驶三种工况下的受力情况,其中平地直行和一侧制动转弯两种工况下的各支重轮受力情况相似,20°爬坡行驶工况下支重轮受力较大,并据此决定对履带架体和底盘承重梁的有限元分析只针对平地直行和20°爬坡行驶两种工况。5.使用HyperMesh对履带架体进行了前处理,并根据动力学分析结果施加载荷,进行有限元分析,得出在平地直行工况下,履带架体的最大位移为0.194mm,最大应力为143MPa,在20°爬坡行驶工况下,履带架体的最大位移为0.275mm,最大应力为202MPa,均小于材料的许用应力;对底盘承重梁进行了前处理和有限元分析,得出在平地直行工况下,底盘承重梁的最大位移为1.910mm,最大应力为149MPa,在20°爬坡行驶工况下,底盘承重梁的最大位移为2.598mm,最大应力为202MPa,均小于材料的许用应力,因此本文设计的履带行走装置满足强度要求。对履带行驶系统底盘架体进行了模态分析,得出底盘架体的前阶固有频率均小于发动机频率,因此不会发生共振。