11.8. Розрахунок елементів ходових систем
Умовна поверхня контакту шин (без урахування жорсткості) в см2 становить
(11.100)
де h – радіальна деформація шини, см;
В·D – габарити шини (ширина профілю ∙ зовнішній діаметр), см2;
Gш – радіальне навантаження на шину, Н;
Рш – внутрішній тиск повітря у шині, Н/см2.
Площа контакту шин по відбитку на твердій поверхні в см2 дорівнює
F = π·a·в, (11.101)
де а і в – піввісі еліпса, см.
Статична радіальна деформація шини в см визначається за залежністю
(11.102)
Динамічна радіальна деформація шини в см становить
,
(11.103)
де Кр – коефіцієнт, який залежить від розмірів і форми площі контакту, пружністних властивостей шини, вертикальної сили, см/Н;
Рк – дотична сила тяги, Н.
Повна радіальна деформація шини в см дорівнює
h = hст + hдш або h = Кд·В, (11.104)
де Кд=0,12…0,14 – коефіцієнт деформації шини.
Середній питомий тиск на грунт в Н/см2 визначається так
,
(11.105)
де Кш – коефіцієнт який залежить від жорсткості шини. Для шин
ведучих коліс Кш = 1,1…1,3; керованих – Кш = 1,05…1,1;
z = 0,5…0,8 – показник степені.
Максимальний тиск на грунт qmax = (1,7…2)qср Н/см2.
Висота розміщення ведучого колеса (зірочки) над доріжкою кочення у гусеничних тракторів з еластичною (балансирною) підвіскою в мм становить
hк = rк + fк + 20…30, (11.106)
де fк – хід (просідання) заднього опорного котка при навантаженні його силою 0,5G.
Кут задньої ділянки гусениці αз = 10…250.
Крок tк опорних котків знаходиться так
3tкзв < tк < 6tкзв, (11.107)
де tкзв – крок ланки гусениці.
Діаметр опорного котка дорівнює
dк ≥ 2tкзв. (11.108)
Крок опорних котків у тракторів з напівжорсткою підвіскою tк < 2tкзв, діаметр опорного котка dк < 2tкзв.
Кут передньої ділянки гусениці αn = 15…250.
Крок ланки гусениці tкзв = 150…200 мм для V = 10…12 км/г.
Число ланок гусениці, які можуть бути укладені на окружності ведучого колеса, становить Zзв = 10…14.
Радіус цівки в мм визначається за залежністю
rц = 0,5dn + (8…15), (11.109)
де dn – діаметр пальця, мм.
Центральний кут між зубцями становить
(11.110)
Діаметр початкової кругової зірочки дорівнює
(11.111)
Розрахункова сила, яка діє на зубці Ркφ ≈ G.
Напруга згинання зубця зірочки становить
(11.112)
де h – висота зуба, см;
Wзг – момент опору перерізу зуба біля основи, см3.
Напруга зімяття зубця дорівнює
(11.113)
де в – ширина зубця, см;
θ – кут тиску пальця на зубець, попередньо θ = 0;
Rз – радіус кривизни профілю зубця у точці контакту з цівкою, см;
rц – радіус цівки, см.
Розрахункове навантаження на направляюче колесо (при русі заднім ходом) в Н становить
Т ≈ 2Ркφ ≈ 2G. (11.114)
Розрахункове вагове навантаження і бокова реакція на опорний каток дорівнюють
Gк ≈ 0,5G. (11.115)
Ширина ободу котка в см визначається за залежністю
,
(11.116)
де с – дослідний коефіцієнт, для незагартованих котків с = 30…50, для загартованих – 200…300.
Коефіцієнт динамічності підшипників кочення ходової частини Кд = 3.
Допустимий питомий тиск на підшипники ковзання [q] = 200…300 Н/см2 для чавунних втулок, [q] = 400…800 Н/см2 – для втулок з кольорового металу.
Напруга розтягування гусеничного ланцюга становить
(11.117)
де G – вага трактора, яка приймається за розрахункове навантаження на гусеничний ланцюг, Н;
Fmin – мінімальна площина перерізу одної проушини, см2;
Zпр – число проушин у ланці.
Напруга згинання пальця гусениці дорівнює
(11.118)
де
–
середній тиск на одиницю довжини пальця,
Н/см;
впр і dпр – довжина і діаметр проушини, см.
Питомий тиск на цівку ланки становить
(11.119)
де вц і dц – довжина і діаметр поверхні тертя цівки, см.
Напруга зминання гумових втулок у проушинах гумово-металлевих гусениць дорівнює
(11.120)
де dn – діаметр пальця, см;
Σв – сумарна довжина усіх гумових втулок у провушинах з одного боку ланки, см.
Напруга кручення гумової втулки гусениці становить
(11.121)
де r2 і r1 – зовнішній і внутрішній радіуси втулки, см;
G – модуль другого роду гуми, Н/см2;
θ – кут закручування гумової втулки.
Питання для самопідготовки та самоконтролю
У чому суть методів розрахунку деталей трактора і автомобіля на довговічність?
Зміст методів розрахунку сталості деталей тракторів і автомобілів проти спрацьовування?
Які схеми трансмісії найбільш поширені на тракторах і автомобілях?
Методика кінематичного розрахунку трансмісії.
Які схеми валів відбору потужності найбільш ефективні та вимоги до них?
Як знайти необхідний навантажувальний режим трансмісії?
Навантажувальні режими ходових систем.
Зміст вірогідного методу розрахунку деталей тракторів і автомобілів?
Методика розрахунку фрикційних елементів трактора.
Особливості розрахунку ходових систем трактора і автомобіля.
Як визначається розрахунковий момент муфти зчеплення?
Чому дорівнює робота буксування муфти зчеплення при розгоні?
Навантаження на одну натискну пружину муфти зчеплення становить…
Передаточне число приводу керування муфти зчеплення дорівнює…
Розрахунковий момент повороту по двигуну фрикційної муфти управління поворотом визначається за залежністю…
Як визначається хід виключення муфти управління поворотом?
Чому дорівнює розрахунковий момент по двигуну коробки передач?
Розрахунковий модуль шестерні коробки передач становить…
Коефіцієнт працездатності підшипників кочення коробки передач дорівнює…
Напруження кручення валів карданної передачі становить…
Критичне число обертів карданного валу визначається за залежністю…
Напруга зминання гумових втулок проміжного з’єднання дорівнює…
Максимальний крутний момент при заблокованому диференціалі становить…
Як визначається розрахунковий крутний момент розвантаженої піввісі вантажних автомобілів?
Чому дорівнює гальмівний момент звичайного стрічкового гальма?
Сила на важелі включення гальма становить…
Температура гальмівного барабану в кінці гальмування визначається за залежністю…
Вісьова сила в рульовому механізмі дорівнює…
Статична радіальна деформація шини становить…
Напруга розтягування гусеничного ланцюга дорівнює…
Література
Чудаков Д.А. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля.-М.: Колос, 1972.-384 с.
Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля / Под ред. В.А. Скотникова.-М.: Агропромиздат, 1986.-383 с.
Водяник І.І. Експлуатаційні властивості тракторів і автомобілів.-К.: Урожай, 1994. -224 с.
Охмат П.К. Визначення зчіпної ваги та розподіл навантаження по мостах трактора Т-150К при оранці. – К.: Вісник сільськогосподарської науки, 1974, № 3.
Охмат П.К. Методические указания к выполнению курсовой роботы «Тяговый расчёт трактора и автомобиля». – Днепропетровск: ДСХИ, 1988. - 77 с.
Мельниченко В.І. Теорія розрахунок та аналіз роботи тракторів та автомобілів: Курс лекцій. – Дніпропетровськ: ДДАУ, кафедра «Трактори та автомобілі», 2008. - 151 с.
Головчук А.Ф., Мельниченко В.І. Підручник тракториста-машиніста категорій А і В.-К.: Урожай, 1996.-288 с.
Мельниченко В.І. Із історії розвитку Вітчизняного тракторобудування: Оглядова лекція.-Дніпропетровськ: ДДАУ, кафедра “Трактори та автомобілі”, 1998.-45 с.
Мельниченко В.І. Теорія, розрахунок та аналіз роботи тракторів та автомобілів (практичні роботи). – Дніпропетровськ: ДДАУ, кафедра “Трактори та автомобілі”, 2009. - 72 с.
Мельниченко В.І. Поліпшення потужності і прохідності зарубіжних тракторів: Оглядова лекція. – Дніпропетровськ: ДДАУ, кафедра “Трактори та автомобілі”, 2008. - 110 с.
Иванов В.В. и др. Основы теории автомобиля и трактора. – М.: Высшая школа, 1970. - 224 с.
Бочаров Н.Ф. и др. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости. – М.: Машиностроение, 1983. – 302 с.
Чудаков Д.А. Исследование работы тракторов с навесными сельско- хозяйственными орудиями. – М.: Труды НАТИ, выпуск 5, 1951. - 80с.
Тяговые характеристики сельскохозяйственных тракторов: Альбом-справочник – М.: Россельхозиздат, 1979. – 240 с.
Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов. – М.: Машиностроение, 2004.
Окунев Г.А., Русанов М.А., Кузнецов Н.А. Влияние сдвоенных колес на изменения тягово-сцепных свойств трактора РТ-М-160 // Вестник ЧГАУ. – 2006. Т. 48.
Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. – М.: Колос, 2004.
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1988.
Передмова . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Вступ . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Із історії розвитку Вітчизняного тракторобудування . . . 1.2. Із історії розвитку Вітчизняного автомобілебудування . . 1.3. Вклад Вітчизняних вчених в розвиток “Теорії трактора та автомобіля” . . . . . . . . 1.4. Типаж тракторів . . . . . . . . . . . 1.4.1. Загальна будова трактора . . . . . . . . 1.4.2. Класифікація тракторів . . . . . . . . . 1.5. Типаж автомобілів . . . . . . . . . . . . 1.5.1. Загальна будова автомобіля . . . . . . . . 1.5.2. Класифікація автомобілів . . . . . . . . 1.6. Предмет вивчення курсу “Теорія трактора та автомобіля” . . 1.7. Експлуатаційні властивості тракторів та автомобілів . . . 2. Загальна динаміка колісних тракторів та автомобілів . . . . 2.1. Умови і режими роботи коліс . . . . . . . . . 2.2. Утворення сили, моменту опору кочення та дотичної сили тяги . . . . . . . . . . . 2.3. Фізико-механічні властивості ґрунту . . . . . . . 2.4. Ведучий момент на рушіях трактора і автомобіля . . . . 2.5. Дотична сила тяги і її обмеження по зчепленню з ґрунтом . . 2.6. Необхідна і достатня умова руху трактора і автомобіля . . 2.7. Кінематика і динаміка веденого і ведучого коліс . . . . 2.7.1. Кінематика та динаміка веденого колеса . . . . . 2.7.2. Динаміка ведучого колеса з пневматичною шиною . . 2.7.3. Зчеплення з грунтом і буксування рушіїв . . . . . 2.8. Основні параметри колісної машини. Сили, які діють на нерухому машину . . . . . . . . . 2.9. Сили, які діють на рухому колісну машину . . . . . 2.10. Тяговий баланс . . . . . . . . . . . . 2.11. Нормальні реакції грунту на передні і задні колеса тракторів та автомобілів . . . . . . . . 2.12. Нормальні реакції грунту на колеса трактора при роботі з навісною машиною . . . . . . . . . 3. Загальна динаміка гусеничного трактора . . . . . . . 3.1. Особливості кінематики і динаміки гусеничного рушія . . 3.2. Динаміка гусеничного рушія. Сили і моменти, які діють на гусеничний рушій . . . . . . . . . 3.3. Центр тиску гусеничного трактора і його зміщення відносно середини опорної поверхні гусениці . . . . . 3.4. Робота гусеничного трактора з навісними машинами . . . 3.5. Розподіл нормальних реакцій ґрунту по довжині опорної поверхні гусениці . . . . . . . . . . |
3 5 5 7
8 12 12 13 16 16 18 24 25 28 28
29 32 34 37 38 38 38 40 41
50 52 60
61
65 71 71
73
76 78
81 |
Зміст
4. Визначення зчіпної ваги та розподіл навантаження по мостах повнопривідного трактора з шарнірно-з’єднаною рамою . . . 5. Тягова динаміка і паливна економічність трактора . . . . . 5.1. Баланс потужності трактора . . . . . . . . . 5.2. Побудова потенціальної тягової характеристики трактора . . 5.3. Побудова теоретичної тягової характеристики проектуємого трактора . . . . . . . . . . . 5.4. Процес розгону машинно-тракторного агрегату . . . . 5.4.1. Основні показники, їх оцінювання . . . . . . 5.4.2. Вплив на процес розгону механізмів для переключення передач при русі . . . . . . . 6. Тягова і гальмівна динаміка та паливна економічність автомобілів . . . . . . . . . . . 6.1. Баланс потужності автомобіля . . . . . . . . . 6.2. Динамічний фактор і динамічна характеристика автомобіля . 6.3. Гальмівні властивості автомобіля . . . . . . . . 6.3.1. Процес гальмування автомобіля . . . . . . . 6.3.2. Гальмова сила на колесах автомобіля . . . . . 6.3.3. Рівняння руху автомобіля при гальмуванні . . . . 6.3.4. Вимірювачі гальмових якостей автомобіля . . . . 6.3.5. Гальмування двигуном . . . . . . . . . . 6.4. Паливна характеристика проектуємого автомобіля . . . 7. Тягова динаміка повноприводних тракторів та автомобілів . . . 7.1. Основні типи безступеневих автоматичних трансмісій тракторів і автомобілів . . . . . . . . 7.1.1. Фрикційна механічна трансмісія . . . . . . . 7.1.2. Електричні трансмісії . . . . . . . . . . 7.1.3. Гідродинамічна трансмісія . . . . . . . . 7.1.4. Гідростатична (гідрооб'ємна) трансмісія . . . . . 7.2. Методика тягового розрахунку трактора з гідростатичною трансмісією . . . . . . . . . 8. Теорія повороту тракторів та автомобілів . . . . . . . 8.1. Теорія повороту колісних тракторів та автомобілів . . . 8.1.1. Загальні відомості . . . . . . . . . . 8.1.2. Способи повороту колісних машин . . . . . . 8.1.3. Кінематика повороту колісної машини з рульовою трапецією . . . . . . . . . . 8.1.4. Динаміка повороту колісних машин . . . . . . 8.1.5. Керованість колісної машини . . . . . . . 8.1.6. Вплив бокового уводу шин на кінематику повороту колісної машини . . . . . . . . . . . 8.1.7. Стабілізація керованих коліс . . . . . . . . 8.2. Поворот гусеничного трактора . . . . . . . . . 8.2.1. Кінематика повороту . . . . . . . . . . 8.2.2. Динаміка гусеничного рушія . . . . . . . .
8.2.3. Поворот гусеничного трактора з навантаженням на гаку . . . . . . . . . 8.2.4. Характеристика повороту гусеничного трактора . . . 9. Стійкість тракторів та автомобілів . . . . . . . . . 9.1. Продольна стійкість тракторів та автомобілів без навантаження на гаку . . . . . . . . . . . 9.2. Граничний статичний кут по сповзанню . . . . . . . 9.3. Загальна умова повздовжньої стійкості колісних машин . . 9.4. Повздовжня стійкість колісної машини з навантаженням на гаку . . . . . . . . . . . 9.5. Гранична статична стійкість гусеничного трактора . . . . 9.6. Поперечна стійкість тракторів та автомобілів . . . . . 9.7. Способи підвищення стійкості тракторів та автомобілів . . 9.8. Поперечна стійкість колісних машин при криволінійному русі . . . . . . . . . . . 9.9. Поворот колісної машини на схилах і під’йомах . . . . . 9.10. Прохідність тракторів та автомобілів . . . . . . 9.10.1. Загальні відомості . . . . . . . . . . 9.10.2. Геометричні параметри прохідності . . . . . 9.10.3. Способи поліпшення прохідності . . . . . . 10. Плавність руху і ергономічність машин . . . . . . . . 10.1. Загальні відомості . . . . . . . . . . . . . 10.2. Характеристики поверхні доріг . . . . . . . . 10.3. Вплив коливань на людину . . . . . . . . . . 10.4. Рівняння коливань . . . . . . . . . . . . . 10.5. Вимірювачі плавності ходу . . . . . . . . . . 10.6. Гасіння коливань . . . . . . . . . . . . . 10.7. Коливальна система колісного трактора . . . . . . . 11. Основи розрахунку шасі тракторів і автомобілів . . . . . 11.1. Загальні положення . . . . . . . . . . . . 11.2. Розрахунок фрикційних муфт зчеплення . . . . . . 11.3. Особливості розрахунку фрикційних муфт повороту . . . 11.4. Основи розрахунку коробок передач . . . . . . . 11.5. Розрахунок елементів з’єднувальних муфт і карданних механізмів . . . . . . . . . . . 11.6. Розрахунок механізмів заднього моста . . . . . . . 11.7. Розрахунок рульового механізму . . . . . . . . 11.8. Розрахунок елементів ходових систем . . . . . . . . Література . . . . . . . . . . . . . . . .
|
86 93 93 96
103 115 115
117
120 120 121 131 131 132 135 136 141 143 151
153 153 157 157 161
165 169 169 169 169
171 173 175
176 177 179 179 182
183 188 190
190 192 195
195 196 199 201
202 204 209 209 210 212 215 215 217 218 218 220 222 223 226 226 226 230 231
237 240 245 249 254
|