Выбор оптимальных весовых параметров трактора

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

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

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Содержание

1.Тяговый расчет трактора ……………………………………………………...3

1.1. Выбор тягового диапазона………………………………………………….3

1.2. Выбор оптимальных весовых параметров трактора……………...….........3

1.3. Выбор рабочих скоростей и передаточных чисел трансмиссии…............7

1.4. Определение потребной мощности двигателя…………………………….8

1.5. Определение передаточного числа трансмиссии на первой передаче…..8

2. Синтез схем планетарных коробок передач………………………………..10

2.1. Построение обобщенного кинематического плана планетарной коробки передач..……………………………………….………………………………...10

2.2. Составление исходных уравнений и приведение исходных уравнений к простейшему виду ………….…………………………………………………..13

2.3. Составление производных уравнений…………………………………….14

2.4. Проверка составленных уравнений……………………………….……….16

2.5. Отбраковка ТДМ………………………………………………….………...16

2.6. Составление групп уравнений……………………………………….…….20

2.7. Построение структурных схем ТДМ и ПКП……………………….……..21

3. Определение чисел зубьев шестерен в планетарной коробке передач……28

4. Кинематический анализ планетарной коробки передач ………..…….……32

5. Силовой анализ планетарной коробки передач ……………………..……..39

6. Библиографический список…………………………………………………..42

Тяговый расчет трактора .

Необходимые тяговые показатели трактора могут быть достигнуты и эффективно использованы только в том случае, если будут правильно выбраны его параметры: вес, скорости движения (передаточные числа трансмиссии) и мощность двигателя.

Исходные данные:

Тип трактора: колесный, сельскохозяйственный 4х2.

Тяговый класс: 0,2.

Трансмиссия: гидромеханическая.

Прототип: отсутствует.

Выбор тягового диапазона

Тяговые свойства трактора определяются максимальным и минимальным тяговыми усилиями, которые определяют тяговый диапазон.

Так, как трактор данного тягового класса не связан с тракторами предыдущего тягового класса, то тяговый диапазон принимаем: .

где - расчётное тяговое усилие на низшей рабочей передаче,

здесь - коэффициент перегрузки по тяге; по данным НАТИ для колесных сельскохозяйственных тракторов , принимаем .

Определение величины буксования.

Величина φ_КР, отложенная по оси абсцисс, определяем по формуле

где G_СЦ- сцепной вес трактора, рассчитываемый по формуле

Здесь λ- коэффициент нагрузки ведущих колес; для гусеничных тракторов и колесных тракторов 4К4 λ=1, для колесных 4К2 λ=0,8).

Для решения задачи с помощью ЭВМ каждую кривую δ=δ(φ_КР) аппроксимируем двумя прямыми линиями вида a+b·φ_КР и с+d·φ_КР. Коэффициенты a, b, c, d подбираем из условия максимального приближения к кривой δ=δ(φ_КР).

Коэффициенты аппроксимации кривых буксования δ=δ(Р_КР).

Таблица 1

Тип трактора	Вид почвенного фона	f	a	B	C	d	φ_КР
Колёсный	Стерня	0,1	0	0,2	-0,6	1,44	0,5
	Поле, подготовленное под посев	0,18	0,03	0,4	-0,3	1,5	0,3
	Грунтовая дорога	0,05	0	0,11	-0,5	0,96	0,58
	Бетонная или асфальтовая дорога	0,02	0	0,11	-0,96	1,55	0,64

Отбраковка ТДМ

Отбраковка ТДМ по величине характеристики планетарного ряда к. Для схем ТДМ со смешанным зацеплением шестерен характеристика планетарного ряда может изменяться в пределах 1,5 < к < 4,0 (4,5).

Для синтеза схем ПКП будем использовать только ТДМ со смешанным зацеплением шестерен, для которых 1,5 < к < 4,0.

Тогда по величине характеристики планетарного ряда к в табл. 3 отбраковываем уравнения 1, 2, 3, 5, 8, 9, 10, 13, 15, 16, 17 и 20 (см. графу 3 и 6 таблицы).

Отбраковка ТДМ по величине относительных частот вращения сателлитов п_Во. Здесь рассматриваются только механизмы, у которых характеристика планетарного ряда к находится в приемлемых пределах.

Для схемы ТДМ со смешанным зацеплением шестерен относительные частоты вращения сателлитов определяются, как и в простой передаче при неподвижном водиле.

Таблица 3

Анализ схем ТДМ на возможность дальнейшего использования

№	Уравнение кинематики ТДМ	К		Структурная схема	Примечание
1	2	3	4	5	6
1		1,12			Исключить по К
2		1			Исключить по К
3		1,33			Исключить по К
4		3,85	4,2		Годное
5		4,85			Исключить по К
6		1,63	3,15		Годное
7		1,92	1,64		Годное
8		4,02			Исключить по К
9		1,37			Исключить по К
10		1,22			Исключить по К
11		1,9	1,37		Годное
12		1,54	2,25		Годное
13		4,76			Исключить по К
14		1,5	2,4		Годное
15		2,86	1,86		Годное
16		1,33			Исключить по К
17		1,26			Исключить по К
18		2,17	1,57		Годное
19		3,29	0,9		Годное
20		8,34			Исключить по К

Относительные частоты вращения сателлитов n_Во определяем по одному из выражений [1, 2.11-2.13]. При этом n_Во определяем для той передачи, на которой они максимальные, а максимальные они там, где относительные частоты центральных звеньев наибольшие. В нашем случае, в соответствии с ОКП ПКП (см рис. 1), наибольшие относительные частоты вращения центральных звеньев на первой передаче.

Абсолютные частоты вращения центральных звеньев ПКП для данной передачи определим из ОКП ПКП (рис. 1).

Здесь:

; ;

;

Для четвертого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1, 2.11]. Здесь ; ; .

Подставляя эти значения в выражение [1,2.11], получим

Значение по абсолютной величине для уравнения 4 заносим в графу 4 табл. 1.

Для шестого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1, 2.13]. Здесь ; ; ; . Подставляя эти значения в выражение [1, 2.13], получим

Для седьмого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1, 2.13]. Здесь ; ; ; . Подставляя эти значения в выражение [1, 2.13], получим

Для одиннадцатого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1, 2.11]. Здесь ; ; ; . Подставляя эти значения в выражение [1, 2.11], получим

Для двенадцатого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1,2.13]. Здесь ; ; ; .Подставляя эти значения в выражение [1, 2.13], получим

Для четырнадцатого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1,2.13]. Здесь ; ; ; . Подставляя эти значения в выражение [1,2.13], получим

Для пятнадцатого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1,2.13]. Здесь: ; ; ; . Подставляя эти значения в выражение [1,2.13], получим

Для восемнадцатого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1,2.13]. Здесь ; ; ; . Подставляя эти значения в выражение [1,2.13], получим

Для девятнадцатого ТДМ из табл. 3 для определения n_Во используем выражение [1,2.13]. Здесь ; ; ; .. Подставляя эти значения в выражение [1,2.13], получим

При выборе ТДМ для составления схемы ПКП одним из основных ограничений является предельная относительная частота вращения n_Во сателлитов, которая должна удовлетворять условию нормальной работы подшипниковых узлов в течение заданного срока службы машины.

Применяемые для сателлитов серийные подшипники качения допускают под нагрузкой относительную частоту вращения колец n_Водо 6000 мин^-1, а без нагрузки - до 10000 мин^-1. Поэтому, при n_Во < 6000 мин^-1 уравнение кинематики ТДМ считается годным для дальнейшего исследования, при 6000≤n_Во≤10000 мин^-1 - условно годным, а при n_Во>10000 мин^-1 - негодным.

Условно годные ТДМ используются, если на передаче с максимальными относительными частотами вращения сателлитов они работают без нагрузки. Установить, как нагружен механизм, можно только после построения схемы ПКП.

Для исследуемой схемы ПКП частота вращения ведущего вала n_вщ = 2000 мин^-1. Тогда годными являются уравнения 7, 11, 12, 14, 15, 18 и 19 (см. графу 4 и 6 табл. 1).

Искомая схема ПКП должна включать четыре ТДМ, так как она должна обеспечивать получение четырех передач с передаточными числами .

Составление групп уравнений

Из семи уравнений, куда входят годные 7, 11, 12, 14, 15, 18 и 19 уравнения, описывающие соответствующие ТДМ, нужно составить различные комбинации по четыре уравнения в группе, так как в ПКП четыре передачи с передаточными числами :

Следовательно, можно составить 35 неповторяющихся групп уравнений по четыре уравнения в каждой группе. Возможные комбинации групп уравнений приведены в табл. 4. Из составленных неповторяющихся комбинаций групп уравнений отбраковываем группы, в которых каждая из р + 2 частот вращения центральных звеньев не встречается хотя бы один раз. Следовательно, для составления схемы ПКП с заданными передаточными числами в каждой группе уравнений должны присутствовать частоты вращения тормозных звеньев, а также частота вращения ведущего n_вщ и ведомого n_вм звеньев. По признаку отсутствия какого-либо из перечисленных звеньев отбраковываем 14 групп уравнений (в табл. 4 отмечены курсивом).

Таблица №4

7.11.12.14	7.11.12.15	7.11.12.18	7.11.12.19	7.11.14.15
7.11.14.18	7.11.14.19	7.11.15.18	7.11.15.19	7.11.12.15
7.11.14.15	7.12.14.18	7.12.14.19	7.12.14.15	7.12.15.18.
7.12.15.19	7.12.18.19	7.14.15.18	7.14.15.19.	7.12.14.18
7.12.15.18.	7.15.18.19	7.14.18.19	11.12.15.19	11.12.18.19.
11.14.15.19	11.14.18.19	11.12.15.18	11.12.14.18	11.12.14.15.
11.12.15.19	11.12.15.18	11.12.14.15.	11.12.14.19	11.15.18.19

Более компактная конструкция ПКП получается, если характеристики к планетарных механизмов, составляющих группу уравнений, достаточно близки по величине. Поэтому структурные схемы ПКП строим только для тех групп уравнений, в которых характеристика к отличается не более чем на единицу (см. табл. 4). В табл. 4 эти группы уравнений выделены жирным шрифтом с подчеркиванием (13 групп).

Библиографический список

1. Шарипов В. М., Крумбольт Л. Н., Маринкин А. П. Планетарные коробки передач колесных и гусеничных машин./Под общ. ред. В. М. Шарипова.-М.: МГТУ «МАМИ», 2000.-142 с.

2. Проектирование полноприводных колесных машин: В 2 т. Т. 1. Учеб. Для вузов / Б.А. Афанасьев, Н.Ф. Бочаров, Л.Ф. Жеглов; Под ред. А.А. Полунгяна. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 488 с.

3. Справочник НИИАТ: 12 – е изд. переработанное. и доп. – М.: Транспорт, 1984. – 546 с.

4. Баженов С.П. Методические указания к курсовой работе по теории автомобиля и трактора для очной и очно-заочной формы обучения специальности «Автомобиле- и тракторостроение»/ С.П. Баженов.– Липецк: ЛГТУ, 2001. – 35 с.

5. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М.: Высш. шк., 2000. – 447 с.

Содержание

1.Тяговый расчет трактора ……………………………………………………...3

1.1. Выбор тягового диапазона………………………………………………….3

1.2. Выбор оптимальных весовых параметров трактора……………...….........3

1.3. Выбор рабочих скоростей и передаточных чисел трансмиссии…............7

1.4. Определение потребной мощности двигателя…………………………….8

1.5. Определение передаточного числа трансмиссии на первой передаче…..8

2. Синтез схем планетарных коробок передач………………………………..10

2.3. Составление производных уравнений…………………………………….14

2.4. Проверка составленных уравнений……………………………….……….16

2.5. Отбраковка ТДМ………………………………………………….………...16

2.6. Составление групп уравнений……………………………………….…….20

2.7. Построение структурных схем ТДМ и ПКП……………………….……..21

3. Определение чисел зубьев шестерен в планетарной коробке передач……28

4. Кинематический анализ планетарной коробки передач ………..…….……32

5. Силовой анализ планетарной коробки передач ……………………..……..39

6. Библиографический список…………………………………………………..42

Тяговый расчет трактора .

Исходные данные:

Тип трактора: колесный, сельскохозяйственный 4х2.

Тяговый класс: 0,2.

Трансмиссия: гидромеханическая.

Прототип: отсутствует.

Выбор тягового диапазона

где - расчётное тяговое усилие на низшей рабочей передаче,

Выбор оптимальных весовых параметров трактора.

Существующие методики выбора весовых параметров трактора при выполнении тягового расчета позволяют подобрать вес трактора таким образом, чтобы тяговый кпд трактора, работающего с номинальной силой тяги на крюке при установившемся движении на горизонтальном участке пути в определенных почвенных условиях, находился в зоне, близкой к его максимальной величине. Однако трактор – это разносторонняя машина, которая предназначена для выполнения различных сельскохозяйственных и дорожно-транспортных работ, и следовательно, работает в самых разнообразных почвенных условиях. Таким образом, подобранный вес может оказаться неоптимальным, если трактор будет работать в других условиях. В связи с этим возникает необходимость многофакторного подхода к решению задачи выбора весовых параметров трактора при выполнении тягового расчета.

В качестве параметра оптимизации принимаем значение тягового кпд трактора при работе с номинальной силой тяги на крюке в данных почвенных условиях, которое определяется по формуле

где η_ТР- кпд трансмиссии; δ- величина буксования; Р_Н- номинальное тяговое усилие по типажу, kH; Р_f- сила сопротивления качению трактора, kH.

Определенное таким образом значение тягового кпд отвечает требованиям, предъявляемым к параметру оптимизации. Однако, используя его как параметр оптимизации, выражение можно упростить. Механический кпд трансмиссии в реальных машинах изменяется в зависимости от нагрузки и угловой скорости ведомых валов. Так как мы рассматриваем значение тягового кпд только в одной точке, то с достаточной степенью точности можно принять η_ТР=const и параметр оптимизации представить в виде

Величина η зависит от буксования δ и силы сопротивления качению Р_f, которые при эксплуатации трактора с номинальной силой тяги на крюке на данном почвенном фоне зависят только от веса трактора G_Э. Решая методом последовательных приближений задачу оптимизации, находим экстремальное, в данном случае максимальное, значение параметра η и соответствующее ему значение веса трактора G_Э.

Решение производим в следующей последовательности.

1.2.1. Назначаем область определения фактора G_Э. Область определения эксплуатационного веса G_Э выбираем в соответствии с весом трактора прототипа, на базе которого проектируется новая машина или который она должна заменить:

где G_ЭЛ- левая граничная точка области определения фактора G_Э; G_ЭП- правая граничная точка области определения фактора G_Э.

Множество G_ЭЛ, G_ЭП, представляет собой диапазон поиска, который включает граничные точки и точки, расположенные на кратное число шагов от них. Принимаем шаг 0,5 kH. Все дальнейшие расчеты выполняем для каждой точки заданного поиска.

1.2.2. Определяем силу сопротивления качению Р _f по формуле

где f- коэффициент сопротивления качению трактора на данном почвенном фоне.

Дата: 2019-05-29, просмотров: 177.

12 3 4 5 Следующая ⇒