2.5. Дотична сила тяги і її обмеження по зчепленню з ґрунтом

При перемотуванні гусениць ведучими зірочками під дією ведучого моменту їх опорна поверхня чинить тиск на ґрунт у бік, який протилежний напрямку руху трактора.

Рівна їй дотична реакція грунту діє на опорну ділянку гусениці у зворотному напрямку. Цю реакцію грунту, яка діє на машину і є зовнішньою силою, називають дотичною силою тяги.

Принципово аналогічна картина має місце і при дії ведучих коліс колісних машин на ґрунт. Таким чином, дотична сила тяги фізично є рівнодіюча усіх дотичних реакцій грунту, діючих на опорну поверхню гусениці (колеса) у напрямку руху машини.

Дотична сила тяги передається через деталі гусеничного (колісного) рушія остову машини і є його рушійною силою.

Дотична сила тяги для колісних машин в Н визначається за залежністю

(2.22)

або

(2.23)

а для гусеничних машин

(2.24)

або

(2.25)

де η_в.д.= 0,96…0,98 – ККД ведучої ділянки гусениці.

Рушійна реакція грунту визначається так

для колісних машин

Х_к=Р_к - Р_fк, (2.26)

а для гусеничних –

Х_к=Р_к - Р_fг, (2.27)

де Р_к – сила опору кочення ведучих коліс. Н;

Р_fг – внутрішні втрати на кочення у гусеничному рушії, Н.

2.6. Необхідна і достатня умова руху трактора і автомобіля

Дотична сила тяги трактора і автомобіля може бути розрахована по крутному моменту двигуна або ж по зчепленню рушіїв з ґрунтом.

Дотична сила тяги по крутному моменту двигуна розраховується по формулам (2.22, 2.23).

Можлива дотична сила тяги по зчепленню рушіїв з ґрунтом в Н для колісних машин визначається за залежністю

Р_{φ max} = φ · G_зг, (2.28)

а для гусеничних тракторів –

Р_φ = φ · G, (2.29)

де G – експлуатаційна вага гусеничного трактора, Н.

Так як Р_{к max} = X_к + Р_f2, а напруга на поверхні шляху, яка утворюється штовхаючою реакцією X_к = Р_{к max} - Р_f2, то умова руху машини визначається так

Р_к = ΣР_оn ≤ Р_{к max}. (2.30)

2.7. Кінематика та динаміка веденого і ведучого коліс

2.7.1. Кінематика та динаміка веденого колеса

Можливі випадки руху коліс в таких умовах:

а) кочення жорсткого колеса по жорсткій поверхні;

б) кочення жорсткого колеса по поверхні, яка деформується;

в) кочення еластичного колеса (з пневматичною шиною) по жорсткій поверхні;

г) кочення еластичного колеса по поверхні, яка деформується;

На ведене колесо (рис. 2.6) діють: F_п – штовхаюча сила; G_п – вертикальне навантаження, що містить вагу колеса; R_п – нормальна реакція грунту, направлена за радіусом.

Рис. 2.6. Схема сил, діючих на жорстке ведене колесо при рівномірному коченні по горизонтальній деформіруємій поверхні

Рис. 2.7.Схема сил, діючих на еластичне ведене колесо при рівномірному коченні по горизонтальній деформіруємій поверхні

Результуюча реакція розкладається на вертикальну У_п і горизонтальну Х_п складові, які дорівнюють У_п = G_п, Х_п = F_п = Р_fn.

Рівняння моментів відносно центра колеса записуємо так

М_fn = Р_fn · r_n= У_n · α_n. (2.31)

Звідки

(2.32)

де - коефіцієнт кочення.

Значення коефіцієнта кочення для жорсткого колеса визначається за формулою Грандвуане

(2.33)

де Д і в – зовнішній діаметр і ширина ободу.

Глибина колії в см становить

(2.34)

Умова обертання веденого колеса визначається так Р_fn ≤ φ · G_n або f_n ≤ φ.