7.1地麵驅動總論
農業、林業、農村建設和運輸，各類土石方工程，礦業和淺海石油業，國防和軍事工程等的發展，對拖拉機、運輸車和越野車輛作業領域的要求越來越廣，對效能的要求也越來越高；不僅要求解決各種水田、雨季潮濕地、沼澤、海灘、沙漠、山地、林區等的通過性問題，還要求對農田減少壓實，不留下溝轍，轉向靈便準確，行駛速度快，效率高，乘坐安全舒適等。
越野車輛所能發揮的驅動力通常受到行走裝置和土壤之間附著能力的限製，而不是受發動機總功率的限製，這種限製或是最終使得車輛不能正常作業，或是作業質量過低、效率過低、油耗成本過高。越野車輛的通過性，操向的準確性和乘坐的舒適性亦直接同土壤與行走裝置的相互作用有關。因而，行走裝置和土壤之間相互作用的力學問題成為重要的研究領域。
地命驅動和載運是行走裝置與支承介質通過相互作用而產生相對運動的一種動力學過程。以地麵為支承介質的地麵驅動與水麵和空中驅動的差別，不僅在於空氣和水是一種比較單一的連續介質，其性質變化範圍比較窄，而地麵和土壤則是多種物質的混合物，性質變化很大，而且土壤對載荷的響應往往屬於非保守力係，與載荷史有關，即另外，在水和空氣驅動中，支承裝置和驅動裝置往往可以做到分開，這種分開為專用裝置提供了可能性；如船體與螺旋槳的分開，機翼與噴氣推動的分開。而在地麵驅動中，往往要求同一裝置既支承，又驅動；亦即難於避免支承重量與發揮足夠驅動力之間對行走裝置方式、形狀、尺寸的不同要求的矛盾。
7.1.1地麵驅動的性能方程和性能指標
一、性能方程通式以及性能指標
地麵驅動中載荷的速率效應，地表粗糙度（植被、障礙、坡度），車輛振動，土壤存在明顯的層次，行走裝置不脫土等等，使得問題進一步複雜化。但一般來說，土壤特性的變化，行走裝置形狀和參數，以及土壤對載荷的非保守力係動力響應，關係最為重大。
驅動土壤動力學的一個重要任務是建立性能方程輸出的性能指標；方程輸入的有關的土壤參數或地麵指標；方程輸人的有關的車輛參數（結構的和作業的），特別是與土壤接觸部分的幾何、物理、力學參數。性能指標不論作何用途，地麵驅動和載運機械的首要性能指標是牽引力或推力。
行走裝置的推力與阻力有時難於分開或分別測定，因而常直接用牽引力或拉力這樣較綜合的指標表示它的驅動性能。對於給定的土壤和車輛，牽引力的大小可確定通過的可能性，爬坡能力，操向的靈便性，可能的行駛速度，以及所懸掛作業機（懸掛機組）的工作能力。在牽引機組情況下，所需的牽引力為掛鉤牽引力，其大小確定了牽引作業機的工作能力。由於行走裝置的推力或牽引力的大小是土壤變形和位移的函數，常規定在滑轉率為15%時或25%時為可利用的牽引力數值。如果滑轉率S再大，則或是土壤結構破壞太大，或是牽引效率過低。
理論速度為行走裝置單位時間內所轉動通過的圓周的長度。此值在履帶和鋼輪的情況下比較明確，輪胎則規定為在標準硬地上空車時所測得的值。允許滑轉率在工程機械中常用牽引效率較高而推力又較大的狀態下的滑轉率值；在農業中則還需考慮土壤結構破壞的程度。
滑移率為負時，行走裝置的實際移動距離大於理論移動距離（圓周長度）。同時示出驅動力矩與滑轉率的關係。驅動力矩為零時，輪子屬於受牽曳的狀態，此時，牽引力和滑轉率皆為負。牽引力為零時屬於自走狀態，此時隻能自走，該狀態點稱自走點。P-S曲線的斜率隨滑轉率的增加而變緩，主要原因是滑轉率增高，行走裝置下陷增大，滾動阻力增長；隨著土壤變形的不斷增加，土壤剪抗增長變緩；通常是兩者同時以不同程度起作用。在不同土壤上，牽引力一滑轉率曲線。其中曲線A——輪胎在砂地上，具有明顯的峰值；曲線B——輪胎或剛性履帶在粘土上；C——柔性履帶在粘性土上。行走裝置的性能有時還用下麵幾項指標表示。牽引效率或行走效率為輸出牽引功率與輸入軸功率之比。同一行走裝置的牽引效率在不同土壤上是不相同的，一般的曲線形狀。一般來說，最大牽引效率知出現在P，Q—S曲線的最大斜率點處。牽引係數為允許滑轉率（S=20%左右）的牽引力與垂直載荷之比（P/W）；滾動阻力係數為滾動阻力與垂直載荷之比值，-牽引比為輸出的牽引功率與動力輸出軸處的功率之比，有時亦用拖拉機總重量對延續工作2小時的最大牽引功率之比。在某些問題的分析中，有時需要確定行走裝置的沉陷量，從而確定阻力和牽引力。然而，除非考慮到沉陷量影響農業作業質量或路麵的平整，一般不將沉陷量作為車輛性能的豐要因素。
二、土壤參數
在不少場合下，行走裝置作用下的土壤失效出現剪裂麵，因此強度計算中常用莫爾一庫侖失效準則。然而莫爾-庫倉準則隻以應力為標誌。所有實際情況都表明，在其它條件相同下，不同滑轉率，沉陷量卻不同，所發揮的牽引力也是不同的。因此，在應用莫爾一庫侖準則時，還需要知道土壤的應力與應變關係參數。這些參數可以是應力張量與應變張量之間的關係參數，也可以是剪切、容積、彈性等模量但能反映土壤非線性應力應變關係而又比較實用的半經驗式的關係參數是將剪應力T與應變e看成為指數函數關係這時式中的7可用滑動量，K為剪切模量。
至於施載速率或應變速率對行走裝置性能的影響問題，至今研究報道甚少。一般認為，由於指數關係，即應變速率引起應變增加10倍，應力隻增加百分之幾。這樣，在一般正常作業情況下施載速率對性能的效應，常為了簡化而忽略不計，而土壤質量本身在變形和移動中的加速慣性力卻可能比較大，需要考慮。然而必須指出，在作業性能受最大下陷量所限製這類作業情況下，提高通過速度顯然能減少機車下陷量，從而避免陷車；對土層壓實的效應，機車通過速率亦將有顯著的影響。地麵驅動土壤動力學這一領域尚有待開發。
對於輪子多次重複通過同一輪轍時，土壤強度將由於重複施載而改變。一般來說，對於細粒粘聚性土，反複通過將使土壤強度喪失；通常認為需10-15次循環才使土壤強度達到穩定，可保留原來強度的40%-80%。對於粗粒摩擦性砂土，當處在臨界密度附近時，重複載荷已不使之變緊，亦不變鬆。初始密度較臨界密度高的砂土在重複載荷下密度將變低而向臨界密度靠近；反之，原來較鬆的將變密，即向臨界密度靠近。對於中間型細粒壓縮性土壤，在非飽和狀態下，經多次重複載荷，其強度漸增，經壓密而變成85%以上飽和時，土壤中的水和空氣都不易逃逸，多次重複載荷下有效應力變化不大，密度和強度亦變化不大。循環動載荷對行走裝算性能的效應研究報道也較少，還有待開發。
三、車輛參數
行走裝置上的總載荷和與土壤接觸的麵積對牽引性能影響最大。行走裝置組成元件上的載荷與作用位置隨作業而變，須按實際情況計算。
履帶式行走裝置與土壤接觸麵積的大小，當靜止時是較容易測定的，在牽引中隨著土壤的沉陷，接觸麵積尺寸就有所改變。一般可認為寬度不變而長度稍有改變，長度增加多少可根據實際情況估算。
剛性輪與土壤的接觸麵積可按沉陷量計算。胎輪在硬地麵上，壓扁量與載荷和輪胎氣壓有關，在靜態下其接觸麵積的形狀與大小可通過實際製取胎印獲得。若土壤很軟，隻壓陷成溝而輪胎不變形，則接觸麵積亦可從沉陷量和輪胎尺寸相當準確地算出。最常出現和最重要的情況是輪胎和土壤都部分變形；此時輪胎還會由於扭轉而發生一定的卷曲變形，因計算過於複雜，在數量不太大的情況下往往忽略不計。
致使輪胎變形的力是作用在輪胎鉛垂方向上的載荷與水平方向運動阻力之合力。因此，最大撓曲發生在輪胎前方圓周與土壤反力合力作用線交點。
當輪胎和土壤都變形時，常利用某些假設來計算接觸麵積。在實際工作中，土壤變形對接觸麵積影響不大。某些計算中將接觸麵積設定為等於硬地麵上輪胎印痕麵積，或等於輪胎直徑乘輪貽截麵寬度再乘修正係數在理論分析中，必要時可通過力學計算或精確試驗，得出載荷與撓度關係式。