Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ИНСТИТУТ АГРОИНЖЕНЕРИИ ФГБОУ ВО «ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГАУ»

Кафедра «Тракторы, сельскохозяйственные машины и земледелие»

УТВЕРЖДАЮ

Директор-проректор по УР

_____________ К.А. Сазонов

«____» ____________ 2017 г.

 

ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ ТРАКТОРА

ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

АВТОМОБИЛЯ

Методические указания к курсовой  и самостоятельной работе

«Тракторы и автомобили»

Часть 2.

Челябинск

2017

Методические указания к для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям: 23.03.02 – Наземные транспортно-технологические комплексы, профиль: Сельскохозяйственные машины и оборудование; 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, профиль: Сервис транспортных и технологических машин и оборудования; 35.03.06 Агроинженерия.  

Методические указания содержат общие положения, методическую и основную части, включающие три раздела, а также восемь приложений с необходимыми справочными данными по тракторам и автомобилям для выполнения курсовой и самостоятельной работ студентов.

 

 

Авторы-составители:

Кожанов В.Н., канд. техн. наук, доцент

Русанов М.А., канд. техн. наук, доцент

Петелин А.А., ассистент

 

Рецензенты:

Старцев А.В., докт. техн. наук, профессор (ЮУрГАУ)

Краснокутский В.В., канд. техн. наук, зав. кафедрой

«Автомобилестроение» ЮУрГУ

 

Ответственный за выпуск:

Хлызов Н.Т., канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Тракторы,

сельскохозяйственные машины и земледелие»

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета ЮУрГАУ

Редактор                                        Технический редактор

С.А. Медведева                                                   М.В. Шингареева

 

ИПЦ ЮУрГАУ, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75

Формат 60 ´ 84/16. Объём 3,5 п.л.

Тираж 50 экз. Заказ № ........

© Е.И. Бердов, В.Н. Кожанов,

М.А. Русанов, А.А. Петелин, 2017.

© ФГБОУ ВО «Южно-Уральский госу-

дарственный аграрный

университет»,

Институт агроинженерии, 2017.

СОДЕРЖАНИЕ

 

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

Порядок и методика выполнения курсовой работы…………………...…………...5

Раздел 1. Расчет, построение и анализ тяговой характеристики трактора.........................................................................................................................7

1.1.Определение номинальных параметров двигателя………………..…..……..7

1.1.1. Определение номинальной мощности двигателя…………………….….....7

1.1.2. Номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, удельный эффективный расход топлива. Определение часового расхода топлива…………………………………………………………………………………..………...8

1.2. Диаграмма баланса мощности и потенциальная характеристика трактора……………………………………………………………………………….………..…..8

1.2.1. Определение коэффициента полезного действия трансмиссии…...………………………………………………………………………………………9

1.2.2. Определение эксплуатационного веса трактора и построение кривой буксовния………….……………………………………………………………….……..10

1.2.3. Расчет и построение диаграммы баланса мощности и потенциальной тяговой характеристики трактора……………………………………………..…......14

1.2.4. Анализ потенциальной тяговой характеристики трактора………….…….18

1.3. Тяговая характеристика трактора со ступенчатой трансмиссией………....18

1.3.1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя…….……...19

1.3.2. Передаточные числа трансмиссии………………………………..…..……...23

1.3.3. Расчет и построение тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссий  ..…………………………………………………………...……........ 27

1.3.4. Анализ тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией…………………………………………………………………………...……………...30

1.3.5. Вопросы для контроля…………………………………….………….………...31

Раздел 2. Расчет, построение и анализ динамической характеристики автомобиля………………………………………………………………….…………..………...32

2.1. Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля………………………………………………….………………………………..……...32

2.2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя………………33

2.3. Методика расчета данных для построения динамической характеристики автомобиля……………………………………………………………….………………34

2.4. Анализ динамической характеристики автомобиля…………...……………36

2.5. Вопросы для контроля………………………………..………………...…………37

Раздел 3. Определение углов продольной и поперечной статической устойчивости трактора и автомобиля…………………………………………………...........38

Литература……………………...…………………….………………………………….40

Приложения…………………………………..…………………………………….44

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Эффективность использования и правильная эксплуатация тракторов и автомобилей во многом зависит от знания конструкции этих машин, принципов их устройства и влияния эксплуатационных факторов на технико-экономические показатели их работы (производительность, экономичность, долговечность, ремонтопригодность и др.).

Изучение конструкций тракторов и автомобилей, их эксплуатационных качеств, обоснование выбора измерителей этих качеств и методики их определения, а также выяснение влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на технико-экономические показатели являются главными задачами дисциплины.

При изучении данного раздела студенты должны прослушать курс лекций, выполнить лабораторно-практические и курсовую работы.

На лекционных занятиях излагаются необходимые теоретические положения, рассматриваются наиболее трудные вопросы учебной программы: тяговый КПД трактора и анализ его составляющих; определение нормальных реакций почвы на движители трактора и автомобиля в различных условиях эксплуатации и влияние их величин на тягово-сцепные качества; тяговый и мощностной балансы машин; кинематика и динамика разгона и торможения тракторного агрегата и автомобиля; кинематика и динамика поворота колесных и гусеничных машин; управляемость, плавность и устойчивость хода тракторов и автомобилей.

На практических занятиях студенты изучают конструктивные особенности автотракторных трансмиссий, ходовой части и механизмов поворота тракторов и автомобилей.

На лабораторных занятиях студенты проводят тяговые испытания трактора, определяют коэффициенты сопротивления качению автомобиля, суммарного сопротивления движению автомобиля и коэффициента сцепления колес с дорогой [8].

Курсовая работа выполняется студентом по индивидуальному заданию в соответствии с номером его зачетной книжки. Основной задачей курсовой работы является систематизация и закрепление знаний по основам теории трактора и автомобиля, изложенным в рекомендуемой литературе и на лекциях. В результате выполнения курсовой работы студент должен получить навыки анализа и оценки эксплуатационных качеств машины; уяснить, как влияют скоростные и нагрузочные режимы работы трактора и почвенные условия на его тяговые качества, крюковую мощность и топливную экономичность.

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

ЗАДАНИЕ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

(переписать в начале пояснительной записки)

Студенту _____ курса факультета _____              _­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­______________________

специальнсти ___________________________________________________ ______________________­­­­­­­­­­________________ шифр ______________________

             (Фамилия И.О.)                                                 (№ зачетной книжки)

 

1. Рассчитать, построить и дать анализ тяговой характеристики      трактора ___________, для которого оптимальная сила тяги на крюке составляет __________кН при скорости движения трактора _________м/с, а величина отбора мощности двигателя на ВОМ – ______%.

2. Рассчитать, построить и дать анализ динамической характеристики автомобиля ____________, имеющего полную массу, превышающую в ____ раз(а) его конструктивную массу.

3. Определить и проанализировать статическую продольную и поперечную устойчивость заданных трактора и автомобиля.

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Варианты задания берутся из Приложений А и Б.

Перед выполнением курсовой работы необходимо по источникам [1,5] изучить конструкцию тракторов и автомобилей, а также разделы курса «Основы теории тракторов и автомобилей», «Тяговая динамика и топливная экономичность трактора», «Тяговая динамика и топливная экономичность автомобиля», «Устойчивость трактора и автомобиля» [1-4].

Выполняемая студентами курсовая работа состоит из 3 частей:

1 часть – расчет, построение и анализ тяговой характеристики трактора;

2 часть – расчет, построение и анализ динамической характеристики автомобиля;

3 часть – определение углов продольной и поперечной статической устойчивости трактора и автомобиля.

Текст и графическая часть работы выполняются на листах формата А4. Графическая часть включает:

- кинематическую схему трансмиссии машин;

- скоростную характеристику двигателя трактора;

- характеристику буксования движителей трактора;

- потенциальную тяговую характеристику трактора с балансом мощности;

- тяговую характеристику трактора;

- скоростную характеристику двигателя автомобиля;

- динамическую характеристику автомобиля;

- расчетные схемы определения продольной и поперечной устойчивости трактора и автомобиля.

Оформление курсовой работы проводится в соответствии со стандартом предприятия, «Проекты (работы) курсовые и ди­пломные. Общие требования к оформлению». СТП ЧГАУ 2-2003. Челя­бинск, 2011.

Графики рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге.

 

РАЗДЕЛ 1. РАСЧЕТ, ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА

Вопросы для контроля

0. Дайте определение понятию «номинальное тяговое усилие трактора».

1. Объясните, почему буксование движителей трактора по мере роста тягового усилия увеличивается вначале практически линейно и с небольшим темпом, а затем – резко и нелинейно?

2. Почему снижается тяговая мощность трактора при тяговых усилиях больше и меньше оптимального значения?

3. Какая ветвь тяговой характеристики трактора на данной передаче будет изменяться при изменении корректорного коэффициента запаса крутящего момента двигателя?

4. Какая ветвь тяговой характеристики трактора на данной передаче и как будет изменяться при изменении степени неравномерности работы всережимного регулятора ТНВД двигателя?

5. Почему при работе трактора с одним и тем же тяговым сопротивлением, но на разных передачах требуются разные мощности на крюке?

6. Почему изменяются тяговые показате­ли трактора на той или иной передаче при различном натяжении гусеницы у гусеничного трактора и давления воздуха в шинах у колесного трактора?

7. Как будут изменяться тяговые показате­ли трактора на той или иной передаче при износе трансмиссии и снижении мощностных показате­лей двигателя?

8. Почему изменение действительной скорости движения трактора при увеличении тягового усилия носит характер, обратный изменению буксования движителей?

9. У какого трактора, при прочих равных условиях, выше тяговый КПД – у колесного или гусеничного, и почему?

 

ПРИМЕЧАНИЕ: Письменный ответ на один из контрольных вопросов, соответствующий последней изменяемой цифре зачетной книжки студента, должен быть приведен после анализа тяговой характеристики

 

РАЗДЕЛ 2. РАСЧЕТ, ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

2.1. Определение коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля

Вычертите (или сделайте ксерокопию) кинематическую схему трансмиссии автомобиля (рис. 2.1), указанного в задании, и определите КПД трансмиссии на всех передачах:

,                                       (2.1)

где m и n – соответственно число пар цилиндрических шестерен (ЭПР) и конических шестерен, передающих крутящий момент на данной передаче; η_ц, η_к – КПД соответственно цилиндрической (ЭПР считается за одну пару шестерен) и конической пар шестерен (η_ц=0,985…0,990 и η_к=0,975…0,980); η_кард – КПД карданной передачи (η_кард=0,98…0,99).

Рисунок 2.1 - Кинематическая схема трансмиссии автомобиля

(пример)

Результаты расчетов заносятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристика трансмиссии автомобиля по передачам

Передачи	Шестерни, передающие крутящий момент
I
II
III
...

Касательная сила тяги

, кН,                                      (2.2)

где r _к – динамический радиус качения колеса с учетом деформации шин от осевой нагрузки (r _д ≈ (0,8…0,9)· r _к), значения r _к для данного автомобиля выбирается из Приложения Е.

Вопросы для контроля

0. Что такое динамический фактор автомобиля и как он определяется для различных условий движения?

1. Как будет изменяться динамический фактор в зависимости от степени загрузки автомобиля при прочих равных условиях и почему?

2. При каком коэффициенте суммарного сопротивления дороги автомобиль может двигаться с максимально возможной скоростью?

3. Определите наибольшие коэффициенты суммарного сопротивления дорог, на которых может двигаться автомобиль на каждой передаче.

4. С какой частотой вращения коленчатого вала работает двигатель при движении автомобиля с максимальной скоростью на той или иной передаче?

5. Задавшись коэффициентом сопротивления качению автомобиля, определите угол подъема дороги, который может преодолеть автомобиль при движении на той или иной передаче с заданной постоянной скоростью.

6. Объясните влияние технического состояния двигателя и трансмиссии на динамическую характеристику автомобиля на данной передаче.

7. Почему и как будет изменяться динамическая характеристика автомобиля при движении с крупногабаритным грузом, выходящим за пределы кабины и бортов его платформы?

8. Можно ли по известной динамической характеристике определить ускорение автомобиля?

9. Можно ли по известной динамической характеристике определить время и путь разгона автомобиля до определенной скорости?

ПРИМЕЧАНИЕ: Письменный ответ на один из контрольных вопросов, соответствующий последней изменяемо цифре зачетной книжки студента, должен быть приведен после анализа динамической характеристики автомобиля.

 

РАЗДЕЛ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТРАКТОРА И АВТОМОБИЛЯ

3.1. Вычертите расчетные схемы для неподвижно стоящих трактора и автомобиля (указанных в задании) на уклоне, подъеме и на косогоре. Укажите силы, реакции, углы и координаты центра масс, как указано на рис. 3.1 и 3.2, и выполните экспликацию к схемам.

 

 

Рисунок 3.1 – Продольная статическая устойчивость трактора:

а, б – колесного соответственно на критических углах подъема и спуска;

в, г – гусеничного соответственно на критических углах подъема и спуска

 

 

 

 

                         

                         

                     а                                                               б

Рисунок 3.2 – Поперечная статическая устойчивость трактора:

а – колесного; б – гусеничного

Обозначения на рисунках 3.1 и 3.2

 – эксплуатационная масса трактора,

 – база трактора,

 – ширина колеи,

h _ц.т и α – координаты центра тяжести трактора (соответственно высота центра масс и расстояние по горизонтали от центра масс до осей ведущих колес или ведущих звездочек),

h _п – высота подъема гусениц,

a ₀ – смещение центра тяжести трактора по горизонтали.

Ширину колеи, базу и координаты центра тя­жести взять из технических характеристик машин (см. Приложения Г, Е).

3.2. Определите углы продольной и поперечной статистической устойчивости трактора и автомобиля, а также углы продольного и бокового скольжения, используя расчетные формулы из соответствующих разделов литературных источников по теории трактора и автомобиля (см. рекомендуемый список литературы).

3.3. Сравните полученные углы устойчивости с углами скольжения в продольном и поперечном направлениях и сделайте заключение о предельных углах безопасной работы на данных машинах с точки зрения возможного сползания и опрокидывания (на сухой грунтовой поверхности).

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Кычев В.Н., Бердов Е.И. Основы теории и анализ конструкций тракторов и автомобилей. Курс лекций. – Челябинск: ООП ЧГАУ, 2004. – 140 с., ил.

2. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. – М.: Колос, 2004. – 504с., ил.

3. Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. – М.: Агропромиздат, 1986. – 383 с., ил.

4. Гуськов В.В. Тракторы. Теория. – М.: Машиностроение, 1988. – 376 с., ил.

5. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомоби­ля. – М.: Колос, 1972. – 384 с., ил.

6. Тракторы и автомобили /Под. ред. В.А. Скотникова. – М.: Агропромиздат, 1986. – 383 с., ил

7. Стандарт предприятия. Проекты (работы) курсовые и ди­пломные. Общие требования к оформлению. СТП ЧГАУ 2-2003. Челя­бинск, 2011.

8. Мут А.Ф., Русанов М.А., Васильев И.М. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Тракторы и автомобили». Часть II «Тракторы». Челябинск: ЧГАУ, 2001. – 46с., ил.

9. Тяговые характеристики сельскохозяйственных тракторов: Альбом – справочник. М.: Россельхозиздат, 1979.

10. Поливаев О.И. и др. Тракторы и автомобили. Конструкция: учебное пособие. – М.: КРОКУС, 2010. – 256 с., ил.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Выбор прототипа трактора и двигателя

 по номеру зачетной книжки

 

Две последние изменяемые цифры номера зачетной книжки	Прототип трактора	Прототип Двигателя
00…04	Т-25А	Д-120
05…09	Т-40М	Д-144
10…14	МТЗ-80	Д-240
15…19	МТЗ-82	Д-240
20…24	МТЗ-100	Д-240
25…29	МТЗ-102	Д-245
30…34	МТЗ-142	Д-260
35…39	ДТ-75В	А-41М
40…44	Т-150	СМД-60
45…49	Т-150К	СМД-62
50…54	К-701	ЯМЗ-240
55…59	Т-4А	А-01М
60…64	Т-170М	Д-160.01
65…69	Т30-69	Д-120
70…74	ЛТЗ-60А/АБ	Д-144/Д-248
75…79	РТ-М-160	ЯМЗ-236Д-2
80…84	Беларус-1025	Д-245
85…89	Беларус-1221	260.2С
90…94	ХТЗ-17221	ЯМЗ-236Д-3
95…99	ВТ-150	Д-442ВИ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ЗАДАНИЙ

НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТАМИ

Данные по трактору

Предпоследняя изменяемая цифра номера зачетной книжки	Последняя  изменяемая цифра номера зачетной книжки
	стерня			вспаханное поле		стерня			вспаханное поле
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	6,0	5,8	5,6	5,0	4,0	5,4	5,2	5,0	9,0	8,0
	2,0	2,2	2,4	2,0	2,8	2,2	2,4	2,7	2,1	2,8
	30	25	20	30	20	30	25	20	30	20
1	10	9,5	9,0	9,5	8,5	8,5	14,0	15,0	9,0	10,0
	2,3	2,6	2,9	2,2	2,3	2,9	2,6	2,4	3,3	3,0
	30	25	20	25	30	25	10	10	11	11
2	16,0	14,5	15,5	11,0	12,0	15,0	16,0	17,0	10,0	11,0
	2,3	2,5	2,3	2,7	2,5	2,4	2,3	2,2	3,0	2,7
	10	9,5	9,5	11	10	9	9	9	10	10
3	15,5	16,5	17,0	12,0	13,0	18,0	19,0	17,5	14,0	15,0
	2,4	2,2	2,5	2,9	2,7	2,4	2,3	2,5	2,5	2,3
	9	9	18	20	20	18	18	18	20	20
4	18,0	19,0	20,0	13,0	14,0	18,5	19,5	20,5	15,0	16,0
	2,5	2,4	2,2	2,8	2,6	2,4	2,3	2,2	3,3	3,0
	18	18	18	20	20	18	18	18	25	25
5	20,0	21,0	22,0	17,0	18,0	23,0	29,0	30,0	25,0	26,0
	3,0	2,9	2,7	2,9	2,7	2,6	1,7	1,6	1,8	1,7
	23	23	23	25	25	23	10	10	11	11
6	31,0	32,0	34,0	27,0	25,0	5,8	6,0	6,2	7,0	7,8
	1,6	1,5	1,4	1,6	3,0	2,2	2,5	2,7	2,3	2,2
	10	10	10	11	17	15	20	15	17	17
7	32,0	33,0	29,0	25,0	26,0	30,0	31,0	32,0	27,0	27,5
	2,6	2,6	2,9	2,8	2,7	2,8	2,7	2,6	2,6	2,5
	15	15	15	17	17	15	15	15	17	17
8	45	47	49	39	42	51	53	55	33	34
	3,1	3,0	2,8	3,0	2,7	2,7	2,6	2,5	2,0	1,9
	18	18	18	20	20	18	18	18	11	11
9	37	39	41,5	35	36	43	60	70	50	55
	1,9	1,8	1,7	1,9	2,0	1,7	1,6	1,3	1,7	1,5
	10	10	10	11	11	10	10	10	12	12

Примечание: В первой строке каждого варианта задания указано значение оптимальной силы тяги на крюке в кН, во второй строке - значение скорости движения трактора в м/с при оптимальной силе тяги, в третьей строке - величина отбора мощности двигателя на ВОМ в процентах от номинальной (максимальной) мощности двигателя.

Данные по автомобилю

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки	Последняя цифра номера зачетной книжки										Марка автомобиля
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	УАЗ-3303
1	1,0	1,15	1,35	1,55	1,75	1,95	2,05	2,15	2,25	2,3	ГАЗ-3307
2	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	ЗИЛ-4333
3	1,0	1,05	1,25	1,45	1,55	1,65	1,85	2,0	2,1	2,2	МАЗ-5335
4	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	КамАЗ-5320
5	1,0	1,05	1,15	1,25	1,35	1,45	1,55	1,65	1,75	1,85	УАЗ-3303
6	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	ГАЗ-3307
7	1,0	1,25	1,45	1,55	1,65	1,75	1,85	2,0	2,1	2,2	ЗИЛ-4333
8	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	МАЗ-5335
9	1,0	1,15	1,25	1,35	1,45	1,55	1,65	1,85	2,0	2,1	КамАЗ-5320

 

Примечание: В каждом варианте задания указано значение коэффициента, определяющего отношение полной массы автомобиля к его конструктивной массе.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ

Трансмиссии автомобилей

Кожанов Владимир Николаевич

Русанов Михаил Алексеевич

ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ ТРАКТОРА

ИНСТИТУТ АГРОИНЖЕНЕРИИ ФГБОУ ВО «ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГАУ»