Тяговый расчет гусеничной транспортно-тяговой машины. Парфенов А.П

Тяговый расчет ГМ

Тяговый расчет гусеничной транспортно-тяговой машины. Парфенов А.П

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ”

Одобрено методической комиссией факультета АТ

А. П. Парфенов Ю. С. Щетинин

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ГУСЕНИЧНОЙ ТРАНСПОРТНО-ТЯГОВОЙ МАШИНЫ

Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин”

для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторостроение”

МОСКВА 2002

2

УДК 629.114.2.001.2 (075)

Парфенов А.П., Щетинин Ю.С. Тяговый расчет гусеничной транспортнотяговой машины. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин” для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторострое-

ние”. — М.: МГТУ “МАМИ”, 2002. – 75c.

В методических указаниях излагается методика выполнения тягового расчета прямолинейного движения гусеничной транспортно-тяговой машины, оборудованной ступенчатой или бесступенчатой полнопоточной гидромеханической трансмиссией. Приведены примеры выполнения расчета.

Указания предназначены для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторостроение”, выполняющих курсовую работу по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин ”.

С Московский государственный технический университет “МАМИ”, 2002 г.

3

СОДЕРЖАНИЕ

1.Общие положения…………….……………………………………. 4

2.Применяемые обозначения………………………………………… 6

3.Порядок выполнения тягового расчета машины со ступенчатой механической трансмиссией………………………………………. 8

4.Особенности тягового расчета машины, оборудованной гидродинамической передачей…………………………………………… 22

5.Пример выполнения проектировочного тягового расчета гусеничной машины со ступенчатой механической трансмисси-

ей……………………………………………………………………. 32

6.Пример выполнения проектировочного тягового расчета гусеничной машины, оборудованной гидродинамической переда-

чей…………………………………………………………………… 50 Литература………………………………………………………………. 71 Приложение……………………………………………………………… 72

4

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Тяговый расчет транспортно-тяговой машины (ТТМ) является одним из важнейших разделов курса «Теория транспортно-тяговых машин». В нем обобщены материалы по динамике и топливной экономичности ТТМ при выполнении ими своей основной технологической функции.

Поэтому курсовая работа, посвященная тяговому расчету ТТМ, является важной частью подготовки студентов по специальности «Автомобиле- и тракторостроение».

Тяговый расчет проводится на проектной стадии, когда машина отсутствует в виде серийных и опытных образцов, для выявления некоторых показателей машины, а также на стадии поверочного расчета, когда для существующей в виде серийных или опытных образцов машины необходимо уточнить некоторые тяговые, динамические или топливно-экономические данные.

Задачами тягового расчета на проектной стадии являются:

-определение массы машины, если она не задана в техническом задании

(ТЗ);

-определение мощности двигателя и выбор его модели из существующей номенклатуры двигателей или разработка ТЗ на его проектирование;

-определение минимальной скорости машины, если она не задана ТЗ;

-выбор модели гидротрансформатора и согласование работы гидродинамической передачи и двигателя для машины, оборудованной гидродинамической передачей;

-определение диапазона и передаточных чисел трансмиссии, выбор или разбивка промежуточных передач ступенчатой КП;

-определение тягово-скоростных и топливно-экономических показателей машины.

Исходные данные для тягового расчета приводятся в техническом задании на машину (в технических требованиях, тактико-технических требовани-

ях) и включают:

— назначение и тип машины (тягач, вездеход, транспортер-тягач многоцелевого назначения и т.д.);

-массу полезного груза, перевозимого транспортером, а для тягача полную массу прицепа;

-максимальную скорость движения машины или поезда, а для вездеходов кроме того дополнительно минимальную устойчивую скорость движения;

-предельные сопротивления движению или другие соответствующие показатели (максимальный преодолеваемый подъем, наибольшее тяговое усилие на крюке);

-необходимые динамические показатели (допустимое время и путь разгона до заданной скорости, наибольшее ускорение и др.).

Поверочный тяговый расчет проводят после завершения проектирования или в процессе проектирования для уточнения некоторых расчетных

5

данных, либо для существующей машины, у которой по каким-либо причинам соответствующие сведения отсутствуют.

Задачами поверочного тягового расчета являются:

-определение максимальной скорости движения в заданных дорожных условиях;

-определение сопротивления движению и углов подъема, которые может преодолеть машина на данной передаче и скорости;

-определение времени и пути разгона до достижения заданной скорости на горизонтальной дороге с твердым покрытием;

-оценка правильности выбора количества передач и способа их разбивки (при ступенчатых трансмиссиях) для получения наибольшей средней скорости движения машины;

-определение свободной силы тяги на крюке тягача при заданных условиях равномерного движения;

-определение топливной характеристики машины.

При выполнении поверочного расчета используются те же методы и зависимости, что и при проектировочном расчете.

Вопросы топливной экономичности в данном пособии не рассматриваются.

6

2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Мн — крутящий момент на насосном колесе гидротрансформатора; Мн/ — приведенный к валу двигателя крутящий момент на насосном колесе;

Мр — крутящий момент на реакторе гидротрансформатора; Мсв — свободный крутящий момент двигателя;

Мт — крутящий момент на турбинном колесе гидротрансформатора; П — коэффициентом прозрачности гидротрансформатора;

B — колея машины;

D — динамический фактор;

Dа — активный диаметр гидротрансформатора;

F- площадь поперечного сечения машины;

G- вес машины с грузом;

— часовой расход топлива;
H— габаритная высота машины;
— мощность на ведущих колесах машины;
Nпот — мощность потребителей;
Nсв— свободная мощность двигателя;
— эффективная мощность двигателя;
Nf— мощность сопротивления прямолинейному движению;
Nw— мощность сопротивления воздуха;
Рк— сила тяги машины;
Pк max — максимальная сила тяги;
Pк min — минимальная сила тяги;
Pf— сила сопротивления движению со стороны дороги;
Pw— сила сопротивления воздуха;
V— скорость движения машины;

Vmax — максимальная скорость движения на высшей передаче;

Vmin — скорость движения на низшей передаче при номинальной частоте вращения вала двигателя;

кгр — коэффициент грузоподъемности; кпр — коэффициент прицепной нагрузки;

кт — коэффициент трансформации гидропередачи; dР — силовой диапазон трансмиссии;

dV — скоростной диапазон трансмиссии;

f- коэффициент сопротивления качению;

g- ускорение свободного падения;

ge — удельный расход топлива;

h- дорожный просвет машины;

i- относительный подъем дороги;

j- ускорение машины;

k- число передач в КП;

kдв — коэффициент приспособляемости двигателя по моменту; kw — коэффициент обтекаемости;

l – номер передачи;

7

m0 — масса машины в снаряженном состоянии; mгр — масса транспортируемого груза;

mпр — масса буксируемого прицепа с грузом; nд — частота вращения вала двигателя;

nдN — номинальная частота вращения вала двигателя; nдхх — частота вращения вала двигателя на холостом ходу;

nдМ — частота вращения вала двигателя при максимальном моменте; nн — частота вращения насосного колеса гидротрансформатора; nт — частота вращения турбинного колеса гидротрансформатора; rк — радиус ведущего колеса;

s – путь разгона машины;

s0 — путь, пройденный машиной за время разгона до минимальной скорости на первой передаче;

sп – путь, пройденный машиной за время переключения передачи; sразг — общий путь разгона машины;

t — время разгона машины;

t0 — продолжительность разгона машины до минимальной скорости на первой передаче;

tп – время переключения передачи; tразг — общее время разгона машины;

u — передаточное число агрегата трансмиссии; u0 — общее передаточное число трансмиссии;

uр — передаточное число согласующего редуктора; uг/ — передаточное отношение гидротрансформатора;

αmax — максимальный подъем дороги;

β — коэффициент приспособляемости двигателя по частоте;

γ- удельный вес рабочей жидкости;

δ- коэффициент условного приращения массы машины со ступенчатой трансмиссией;

δп — коэффициент условного приращения массы машины с гидромеханической трансмиссией;

η0 — общий КПД машины; ηгтр — КПД гидротрансформатора; ηгус — КПД гусеницы;

ηм— механический КПД трансмиссии;
ηр— КПД согласующего редуктора;
λ — коэффициент потерянной скорости;
λн— коэффициент момента насосного колеса;
ρ— плотность рабочей жидкости;

φ — коэффициент сцепления гусениц с дорогой; ωд — угловая скорость вала двигателя;

ψ — общий коэффициент сопротивления дороги прямолинейному движению машины.

8

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА МАШИНЫ СО СТУПЕНЧАТОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

3.1. Определение массы машины в снаряженном состоянии

Если масса машины в снаряженном состоянии m0 не задана ТЗ, на начальной стадии проектирования она определяется ориентировочно на основе анализа данных по машинам-аналогам с учетом перспективы совершенствования и развития конструкции.

Ориентиром может служить коэффициент грузоподъемности

кгр= mгр /m0

или коэффициент прицепной нагрузки

кпр= mпр /(m0+ mпр) ,

где mпр — масса буксируемого прицепа с грузом; mгр — масса транспортируемого груза.

Можно принимать:

-для гусеничных тягачей кгр =0,22…0,32; кпр =0,72…1,0;

-для гусеничных транспортеров-снегоболотоходов кгр =0,24…0,27;

кпр =0,39…0,43;

-для транспортеров-тягачей кгр =0,25…0,5; кпр =0,2…0,68.

3.2. Определение мощности и выбор двигателя

Потребная максимальная свободная мощность двигателя NсвN определяется из условий равномерного прямолинейного движения машины с грузом без прицепа с максимальной скоростью по сухой горизонтальной дороге с твердым покрытием:

NсвN = Pк min V max .

η0

Здесь Pк min – сила тяги машины в этих условиях движения; Vmax — максимальная скорость [м/с]; η0 — общий КПД машины.

Pк min = Pf + Pw max,

где

Pf =( m0 + mгр) ·g·ψ – сила сопротивления движению со стороны дороги; Pw max = kw·F·V 2max — сила сопротивления воздуха при максимальной

скорости движения.

Здесь g – ускорение свободного падения; ψ = f + i — общий коэффициент сопротивления дороги прямолинейному движению машины; kw – коэффициент обтекаемости; F – площадь поперечного сечения машины (лобовая площадь).

9

Для горизонтальной дороги с твердым покрытием принимают коэффициент сопротивления f =0,03…0,04, а относительный подъем i =0,02…0,03 [2].

В расчетах можно принимать [2] : kw = 0,06…0,07 Н·с2/м4, F=(H-h) ·B. Здесь H, h и B – соответственно габаритная высота, дорожный просвет и

колея машины (при отсутствии данных следует ориентироваться на машинуаналог).

η0 = ηм· ηгус ,

где ηм – механический КПД трансмиссии, ηгус — КПД гусеницы.

В предварительных расчетах при наличии кинематической схемы трансмиссии принимают КПД цилиндрической пары шестерен и эпициклического планетарного ряда 0,98, конической пары шестерен 0,95…0,97.

При отсутствии кинематической схемы можно принимать ηм = 0,87…0,9 Для оценки КПД гусеницы используются экспериментальные данные.

При их отсутствии можно воспользоваться эмпирической зависимостью [2]

ηгус =0,95- 0,005·Vmax , (если Vmax в км/ч), или

ηгус = 0,95 – 0,018·Vmax, (если Vmax в м/с).

После определения потребной максимальной свободной мощности NсвN выбирается двигатель со свободной мощностью большей или равной NсвN , и в дальнейших расчетах используются его характеристики.

Однако, в большинстве случаев в данных на двигатель фигурирует не свободная мощность, а эффективная мощность Nе, определенная в процессе испытаний двигателя на стенде. В этом случае необходимо учитывать, что часть мощности Nпот будет затрачиваться на работу вентилятора, воздухоочистителя, глушителя выхлопа, гидропривода управления и т.д.

Потребная номинальная эффективная мощность двигателя

NеN = NсвN +NпотN.

Ориентировочно NпотN =(0,10…0,17) NсвN,

По каталогу выбирается двигатель с номинальной эффективной мощностью большей или равной NеN, и строится его внешняя скоростная характеристика (зависимости эффективной мощности Nе, свободной мощности Nсв, свободного крутящего момента Мсв , удельного расхода топлива ge и часового расхода топлива GТ от частоты вращения вала двигателя nд.

Если в каталоге отсутствует внешняя скоростная характеристика двигателя, а имеются только данные о номинальной эффективной мощности и расходе топлива при номинальной частоте вращения вала двигателя nдN, то при проведении тягового расчета в учебных целях при использовании дизельного двигателя можно использовать следующие зависимости для построения этой характеристики:

-частоты вращения вала двигателя на холостом ходу nдхх = 1,1· nдN;

-частоты вращения вала двигателя при максимальном моменте

10

nдМ = nдN /1,43;

— для безрегуляторной ветви

2
Ne = NeN0,87+1,13;
nдN
nдNnдN
2
ge = g N−1.55+;
1,55nдN
nдN
nд3
Nпот;
= NпотN
nдN
Nсв = Ne –N пот ;
Mсв =Nсв 30.
π n
д

GТ =0,001·ge·Ne.

— для участка регуляторной ветви

Ne = NeN nдхх−− nд ;

nдхх nдN

Nсв = NсвN nдхх−− nд ; nдхх nдN

Мсв = МсвN nдхх−− nд ; nдхх nдN

GТN = 0,001·geN··NeN; GТхх = 0,23·GТN ;

GT = GTхх + (GTN −GTхх ) nдхх−− nд ; nдхх nдN

ge = 1000· GТ/Ne.

3.3. Определение минимальной скорости движения

Под минимальной скоростью движения здесь и далее будем понимать скорость движения на низшей передаче основного ряда при номинальной частоте вращения вала двигателя.

Минимальную скорость движения Vmin определяют из условия равномерного движения машины на максимальном подъеме αmax:

Vmin=NсвN η0[м/с],
Pк max

где Pк max – максимальная сила тяги.

Pк max = ( m0 + mгр) ·g· (sin αmax + f ·cos αmax) .

Источник: https://studfile.net/preview/6303169/

1 Парфенов А.П., Щетинин Ю.С. Тяговый расчет гусеничной транспортнотяговой машины. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине “Теория колесных и гусеничных

Тяговый расчет гусеничной транспортно-тяговой машины. Парфенов А.П

Книги по всем темамPages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   …   | 6 | МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ” Одобрено методической комиссией факультета АТ А. П. Парфенов Ю. С.

Щетинин ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ГУСЕНИЧНОЙ ТРАНСПОРТНО-ТЯГОВОЙ МАШИНЫ Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин” для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторостроение” МОСКВА 2002 2 УДК 629.114.2.001.2 (075) Парфенов А.П., Щетинин Ю.С. Тяговый расчет гусеничной транспортнотяговой машины.

Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин” для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторостроение”. — М.: МГТУ “МАМИ”, 2002. – 75c.

В методических указаниях излагается методика выполнения тягового расчета прямолинейного движения гусеничной транспортно-тяговой машины, оборудованной ступенчатой или бесступенчатой полнопоточной гидромеханической трансмиссией. Приведены примеры выполнения расчета.

Указания предназначены для студентов специальности 150100 “Автомобиле- и тракторостроение”, выполняющих курсовую работу по дисциплине “Теория колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин ”.

С Московский государственный технический университет “МАМИ”, 2002 г.

3 СОДЕРЖАНИЕ 1. Общие положения…………….……………………………………. 4 2. Применяемые обозначения………………………………………… 6 3. Порядок выполнения тягового расчета машины со ступенчатой механической трансмиссией………………………………………. 8 4. Особенности тягового расчета машины, оборудованной гидро- динамической передачей…………………………………………… 22 5.

Пример выполнения проектировочного тягового расчета гусе- ничной машины со ступенчатой механической трансмисси- ей……………………………………………………………………. 32 6. Пример выполнения проектировочного тягового расчета гусе- ничной машины, оборудованной гидродинамической переда- чей…………………………………………………………………… Литература………………………………………………………………. Приложение……………………………………………………………… 1.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Тяговый расчет транспортно-тяговой машины (ТТМ) является одним из важнейших разделов курса «Теория транспортно-тяговых машин». В нем обобщены материалы по динамике и топливной экономичности ТТМ при выполнении ими своей основной технологической функции.

Поэтому курсовая работа, посвященная тяговому расчету ТТМ, является важной частью подготовки студентов по специальности «Автомобиле- и тракторостроение».

Тяговый расчет проводится на проектной стадии, когда машина отсутствует в виде серийных и опытных образцов, для выявления некоторых показателей машины, а также на стадии поверочного расчета, когда для существующей в виде серийных или опытных образцов машины необходимо уточнить некоторые тяговые, динамические или топливно-экономические данные.

Задачами тягового расчета на проектной стадии являются:

— определение массы машины, если она не задана в техническом задании (ТЗ);

— определение мощности двигателя и выбор его модели из существующей номенклатуры двигателей или разработка ТЗ на его проектирование;

— определение минимальной скорости машины, если она не задана ТЗ;

— выбор модели гидротрансформатора и согласование работы гидродинамической передачи и двигателя для машины, оборудованной гидродинамической передачей;

— определение диапазона и передаточных чисел трансмиссии, выбор или разбивка промежуточных передач ступенчатой КП;

— определение тягово-скоростных и топливно-экономических показателей машины.

Исходные данные для тягового расчета приводятся в техническом задании на машину (в технических требованиях, тактико-технических требованиях) и включают:

— назначение и тип машины (тягач, вездеход, транспортер-тягач многоцелевого назначения и т.д.);

— массу полезного груза, перевозимого транспортером, а для тягача полную массу прицепа;

— максимальную скорость движения машины или поезда, а для вездеходов кроме того дополнительно минимальную устойчивую скорость движения;

— предельные сопротивления движению или другие соответствующие показатели (максимальный преодолеваемый подъем, наибольшее тяговое усилие на крюке);

— необходимые динамические показатели (допустимое время и путь разгона до заданной скорости, наибольшее ускорение и др.).

Поверочный тяговый расчет проводят после завершения проектирования или в процессе проектирования для уточнения некоторых расчетных данных, либо для существующей машины, у которой по каким-либо причинам соответствующие сведения отсутствуют.

Задачами поверочного тягового расчета являются:

— определение максимальной скорости движения в заданных дорожных условиях;

— определение сопротивления движению и углов подъема, которые может преодолеть машина на данной передаче и скорости;

— определение времени и пути разгона до достижения заданной скорости на горизонтальной дороге с твердым покрытием;

— оценка правильности выбора количества передач и способа их разбивки (при ступенчатых трансмиссиях) для получения наибольшей средней скорости движения машины;

— определение свободной силы тяги на крюке тягача при заданных условиях равномерного движения;

— определение топливной характеристики машины.

При выполнении поверочного расчета используются те же методы и зависимости, что и при проектировочном расчете.

Вопросы топливной экономичности в данном пособии не рассматриваются.

2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Мн — крутящий момент на насосном колесе гидротрансформатора;

/ М — приведенный к валу двигателя крутящий момент на насосном колесе;

н Мр — крутящий момент на реакторе гидротрансформатора;

Мсв — свободный крутящий момент двигателя;

Мт — крутящий момент на турбинном колесе гидротрансформатора;

П — коэффициентом прозрачности гидротрансформатора;

B — колея машины;

D — динамический фактор;

Dа — активный диаметр гидротрансформатора;

F — площадь поперечного сечения машины;

G — вес машины с грузом;

GТ — часовой расход топлива;

H — габаритная высота машины;

Nк — мощность на ведущих колесах машины;

Nпот — мощность потребителей;

Nсв — свободная мощность двигателя;

Nе — эффективная мощность двигателя;

Nf — мощность сопротивления прямолинейному движению;

Nw — мощность сопротивления воздуха;

Рк — сила тяги машины;

Pк max — максимальная сила тяги;

Pк min — минимальная сила тяги;

Pf — сила сопротивления движению со стороны дороги;

Pw — сила сопротивления воздуха;

V — скорость движения машины;

Vmax — максимальная скорость движения на высшей передаче;

Vmin — скорость движения на низшей передаче при номинальной частоте вращения вала двигателя;

кгр — коэффициент грузоподъемности;

кпр — коэффициент прицепной нагрузки;

кт — коэффициент трансформации гидропередачи;

dР — силовой диапазон трансмиссии;

dV — скоростной диапазон трансмиссии;

f — коэффициент сопротивления качению;

g — ускорение свободного падения;

ge — удельный расход топлива;

h — дорожный просвет машины;

i — относительный подъем дороги;

j — ускорение машины;

k — число передач в КП;

kдв — коэффициент приспособляемости двигателя по моменту;

kw — коэффициент обтекаемости;

l – номер передачи;

m0 — масса машины в снаряженном состоянии;

mгр — масса транспортируемого груза;

mпр — масса буксируемого прицепа с грузом;

nд — частота вращения вала двигателя;

nдN — номинальная частота вращения вала двигателя;

nдхх — частота вращения вала двигателя на холостом ходу;

nдМ — частота вращения вала двигателя при максимальном моменте;

nн — частота вращения насосного колеса гидротрансформатора;

nт — частота вращения турбинного колеса гидротрансформатора;

rк — радиус ведущего колеса;

s – путь разгона машины;

s0 — путь, пройденный машиной за время разгона до минимальной скорости на первой передаче;

sп – путь, пройденный машиной за время переключения передачи;

sразг — общий путь разгона машины;

t — время разгона машины;

t0 — продолжительность разгона машины до минимальной скорости на первой передаче;

tп – время переключения передачи;

tразг — общее время разгона машины;

u — передаточное число агрегата трансмиссии;

u0 — общее передаточное число трансмиссии;

uр — передаточное число согласующего редуктора;

/ uг — передаточное отношение гидротрансформатора;

max — максимальный подъем дороги;

— коэффициент приспособляемости двигателя по частоте;

— удельный вес рабочей жидкости;

— коэффициент условного приращения массы машины со ступенчатой трансмиссией;

п — коэффициент условного приращения массы машины с гидромеханической трансмиссией;

0 — общий КПД машины;

гтр — КПД гидротрансформатора;

гус — КПД гусеницы;

м — механический КПД трансмиссии;

р — КПД согласующего редуктора;

— коэффициент потерянной скорости;

н — коэффициент момента насосного колеса;

— плотность рабочей жидкости;

— коэффициент сцепления гусениц с дорогой;

д — угловая скорость вала двигателя;

— общий коэффициент сопротивления дороги прямолинейному движению машины.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА МАШИНЫ СО СТУПЕНЧАТОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ 3.1. Определение массы машины в снаряженном состоянии Если масса машины в снаряженном состоянии m0 не задана ТЗ, на начальной стадии проектирования она определяется ориентировочно на основе анализа данных по машинам-аналогам с учетом перспективы совершенствования и развития конструкции.

Ориентиром может служить коэффициент грузоподъемности кгр= mгр /mили коэффициент прицепной нагрузки кпр= mпр /(m0+ mпр), где mпр — масса буксируемого прицепа с грузом; mгр — масса транспортируемого груза.

Можно принимать:

— для гусеничных тягачей кгр =0,22…0,32; кпр =0,72…1,0;

— для гусеничных транспортеров-снегоболотоходов кгр =0,24…0,27;

кпр =0,39…0,43;

— для транспортеров-тягачей кгр =0,25…0,5; кпр =0,2…0,68.

3.2. Определение мощности и выбор двигателя Потребная максимальная свободная мощность двигателя NсвN определяется из условий равномерного прямолинейного движения машины с грузом без прицепа с максимальной скоростью по сухой горизонтальной дороге с твердым покрытием:

Pк min V max NсвN =.

Здесь Pк min – сила тяги машины в этих условиях движения; Vmax — максимальная скорость [м/с]; 0 — общий КПД машины.

Pк min = Pf + Pw max, где Pf =( m0 + mгр) ·g· – сила сопротивления движению со стороны дороги;

Pw max = kw·F·V 2 — сила сопротивления воздуха при максимальной max скорости движения.

Здесь g – ускорение свободного падения; = f + i — общий коэффициент сопротивления дороги прямолинейному движению машины; kw – коэффициент обтекаемости; F – площадь поперечного сечения машины (лобовая площадь).

Для горизонтальной дороги с твердым покрытием принимают коэффициент сопротивления f =0,03…0,04, а относительный подъем i =0,02…0,[2].

В расчетах можно принимать [2] : kw = 0,06…0,07 Н·с2/м4, F=(H-h) ·B.

Здесь H, h и B – соответственно габаритная высота, дорожный просвет и колея машины (при отсутствии данных следует ориентироваться на машинуаналог).

0 = м· гус, где м – механический КПД трансмиссии, гус — КПД гусеницы.

В предварительных расчетах при наличии кинематической схемы трансмиссии принимают КПД цилиндрической пары шестерен и эпициклического планетарного ряда 0,98, конической пары шестерен 0,95…0,97.

При отсутствии кинематической схемы можно принимать м = 0,87…0,Для оценки КПД гусеницы используются экспериментальные данные.

При их отсутствии можно воспользоваться эмпирической зависимостью [2] гус =0,95- 0,005·Vmax, (если Vmax в км/ч), или гус = 0,95 – 0,018·Vmax, (если Vmax в м/с).

После определения потребной максимальной свободной мощности Nсв N выбирается двигатель со свободной мощностью большей или равной Nсв, и N в дальнейших расчетах используются его характеристики.

Однако, в большинстве случаев в данных на двигатель фигурирует не свободная мощность, а эффективная мощность Nе, определенная в процессе испытаний двигателя на стенде. В этом случае необходимо учитывать, что часть мощности Nпот будет затрачиваться на работу вентилятора, воздухоочистителя, глушителя выхлопа, гидропривода управления и т.д.

Потребная номинальная эффективная мощность двигателя Nе = Nсв +Nпот.

N N N Ориентировочно Nпот =(0,10…0,17) Nсв, N N По каталогу выбирается двигатель с номинальной эффективной мощностью большей или равной Nе, и строится его внешняя скоростная характериN стика (зависимости эффективной мощности Nе, свободной мощности Nсв, свободного крутящего момента Мсв, удельного расхода топлива ge и часового расхода топлива GТ от частоты вращения вала двигателя nд.

Если в каталоге отсутствует внешняя скоростная характеристика двигателя, а имеются только данные о номинальной эффективной мощности и расходе топлива при номинальной частоте вращения вала двигателя nд, то при N проведении тягового расчета в учебных целях при использовании дизельного двигателя можно использовать следующие зависимости для построения этой характеристики:

— частоты вращения вала двигателя на холостом ходу nдхх = 1,1· nдN;

— частоты вращения вала двигателя при максимальном моменте nд = nд /1,43;

М N — для безрегуляторной ветви nд n n д д ;

= 0,87 +1,13 — N N e eN nд n n дN дN N nд n д = 1,55 -1.55 + ge g ;

N nд n дN N nд Nпот = NпотN ;

nдN Nсв = Ne –N пот ;

N св Mсв =.

nд GТ =0,001·ge·Ne.

— для участка регуляторной ветви n n дхх д = ;

N N e eN n n дхх дN n n д дхх = ;

N N св свN n n дN дхх n n д дхх = ;

М М св свN n n дхх дN GТN = 0,001·geN··NeN;

GТхх = 0,23·GТN ;

n n дхх д GT = GTхх + (GT — GTхх ) ;

N n n дN дхх ge = 1000· GТ/Ne.

3.3. Определение минимальной скорости движения Под минимальной скоростью движения здесь и далее будем понимать скорость движения на низшей передаче основного ряда при номинальной частоте вращения вала двигателя.

Минимальную скорость движения Vmin определяют из условия равномерного движения машины на максимальном подъеме max:

NсвN Vmin = [м/с], Pк max где Pк max – максимальная сила тяги.

Pк max = ( m0 + mгр) ·g· (sin max + f ·cos max).

Значение Ркmax ограничивается сцеплением движителей с дорогой, т.е.

Рк max ·( m0 + mгр) ·g· cos max, где — коэффициент сцепления гусениц с дорогой.

Тогда tg max = – f.

При расчетах принимают трудный для условий движения грунт (сухой дерн) с = 0,8…1,0, f = 0,08…0,1. КПД гусеницы вследствие малой скорости движения принимается равным 0,9…0,95.

КПД трансмиссии м также может измениться вследствие изменения числа пар зубчатых колес, участвующих в передаче крутящего момента при движении с Vmin.

3.4. Определение скоростного и силового диапазонов Под скоростным диапазоном dV понимают соотношение V u max 0 max = =, d V u 0min V min где u0max и u0min — максимальное и минимальное передаточные числа трансмиссии.

Под силовым диапазоном dР понимают отношение максимальной по двигателю силы тяги Pк max к минимальной Pк min:

P к max =.

d P P к min Силовой диапазон учитывает потери мощности не только в механизмах трансмиссии, но и в гусеничном движителе, которые значительно больше при максимальной скорости, поэтому всегда dР > dV.

3.6. Определение передаточных чисел трансмиссии Общие передаточные числа трансмиссии на низшей и высшей передачах в КП определяются скоростью движения машины на этих передачах, частотой вращения вала двигателя nдN и радиусом ведущего колеса rк:

nд rк nд rк N N u0max = 0,377, u0min = 0,377.

Vmin Vmax Здесь Vmin и Vmax имеют размерность [км/ч], rк — [м].

Радиус rк рассчитывают при профилировании зубьев ведущих колес или выбирают, ориентируясь на машину-аналог.

При распределении общего передаточного числа по агрегатам трансмиссии необходимо уже определиться с кинематической схемой трансмиссии или хотя бы знать, какие агрегаты участвуют в передаче и преобразовании крутящего момента.

В большинстве случаев общее передаточное число однопоточной трансмиссии u0 = uР · uКП · uЦП· uМП· uБП, где uР,uКП, uЦП, uМП, uБП — соответственно передаточные числа редуктора, коробки передач, центральной передачи, механизма поворота и бортовой передачи.

Передаточные числа коробки передач определяются расчетным путем.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   …   | 6 | Книги по всем темам

Источник: http://knigi.dissers.ru/books/1/12565-1.php

Biz-books
Добавить комментарий