
- •Основи теорії та розрахунку трактора і автомобіля
- •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 і автомобілів
- •2.1. Умови і режими роботи коліс
- •2.2. Утворення сили, моменту опору кочення та дотичної сили тяги
- •2.3. Фізико-механічні властивості грунту
- •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 та 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 ґрунтом і буксування рушіїв
- •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 ґрунту на колеса трактора при роботі з навісною машиною
- •3. Загальна динаміка гусеничного трактора
- •3.1. Особливості кінематики і динаміки гусеничного рушія
- •3.3. Центр тиску гусеничного трактора і його зміщення відносно
- •Рівняння моментів має наступний вигляд
- •3.4. Робота гусеничного трактора з навісними машинами
- •Виконуємо такі арифметичні дії
- •Після скорочення рівняння (3.38) приймає вигляд
- •Рівняння (3.44) можемо записати наступним чином
- •3.5. Розподіл нормальних реакцій грунту
- •4. Визначення зчіпної ваги та розподіл навантаження
- •5. Тягова динаміка і паливна економічність трактора
- •5.1. Баланс потужності трактора
- •5.2. Побудова потенційної 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
- •6. Тягова і гальмівна динаміка та паливна
- •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 повнопривідних
- •7.1. Основні типи безступеневих автоматичних трансмісій тракторів та 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
- •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
- •8.1.7. Стабілізація керованих коліс
- •8.2. Поворот гусеничного трактора
- •8.2.1. Кінематика повороту
- •8.2.3. Поворот гусеничного трактора з навантаженням на гаку
- •8.2.4. Характеристика повороту гусеничного трактора
- •9. Стійкість тракторів та автомобілів
- •9.1. Повздовжня стійкість тракторів та автомобілів
- •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
- •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 енергономічність 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
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра «Трактори та автомобілі»
Охмат П.К., канд. техн. наук,
професор
Мельниченко В.І., канд. техн. наук,
доцент
Основи теорії та розрахунку трактора і автомобіля
Курс лекцій для студентів
за напрямом підготовки 6.100102
«Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва»
Затверджено Міністерством аграрної політики України як навчальний посібник для викладачів і студентів вищих навчальних сільськогосподарських закладів І – IV рівнів акредитації, слухачів навчально-курсових комбінатів, навчальних центрів, шкіл
масових професій
Дніпропетровськ 2009
Охмат П.К., Мельниченко В.І. Основи теорії та розрахунку трактора і автомобіля: Курс лекцій (Навчальний посібник). – Дніпропетровськ: ДДАУ, 2009. – 257 с.
Рецензенти: Заренбін В.Г., докт. техн. наук, професор, завідувач кафедри "Експлуатація та ремонт машин" Придніпровської державної академії будівництва та архітектури
Дирда В.І., докт. техн. наук, професор, завідувач кафедри "Надійність та ремонт машин" ДДАУ
Бутенко В.Г., канд. техн. наук, професор, завідувач кафедри "Експлуатація машинно-тракторного парку" ДДАУ
В курсі лекцій викладені основні розділи дисципліни «Теорія, розрахунок та аналіз роботи тракторів і автомобілів», приведені необхідні формули для розрахунків конструктивних і експлуатаційних показників роботи сільськогосподарських тракторів і автомобілів, коротка методика побудови характеристик, аналіз отриманих результатів. До кожного розділу надаються питання для самопідготовки та самоконтролю.
Курс лекцій призначений для студентів очної і заочної форми навчання факультету механізації сільського господарства та інженерних працівників агропромислового комплексу.
Задача курсу лекцій є надання допомоги студентам при самостійній роботі.
Друкується за рішенням Вченої Ради Дніпропетровського державного аграрного університету (протокол № 5 від 24 грудня 2008 року).
Передмова
Теорія трактора і автомобіля – це наукова дисципліна, яка вивчає експлуатаційні властивості цих тягових та транспортних засобів.
Вивчення теорії трактора та автомобіля передбачено навчальним планом і програмою курсу після вивчення їх конструкцій, а також після оволодіння основами загальнотехнічних та загальнонаукових дисциплін.
У теорії трактора і автомобіля розглядаються закономірності їх руху, визначаються сили, діючі на їх механізми та деталі в різних умовах експлуатації, досліджуються можливості більш вигідного використання. Теорія дозволяє визначити оптимальні параметри трактора і автомобіля при проектуванні та модернізації сучасних моделей. Завдяки розвитку теорії вдалося вирішити більшість питань по впливу конструкцій трактора і автомобіля на їх експлуатаційні властивості та намітити шляхи створення найбільш досконалих машин.
Експлуатаційні властивості трактора і автомобіля характеризують можливість їх ефективного використання у певних умовах, які дозволяють оцінити, в якій мірі їх конструкція відповідає вимогам експлуатації.
Досконалість конструкцій тракторів характеризується їх експлуатаційними властивостями. Враховуючи особливості використання машин у сільськогосподарському виробництві, усі експлуатаційні властивості тракторів можна розділити на агротехнічні, техніко-економічні та загальнотехнічні.
Агротехнічні властивості характеризують пристосованість трактора до виконання сільськогосподарських операцій. До агротехнічних властивостей трактора відносять прохідність, маневреність та плавність руху. Агротехнічні властивості трактора безпосередньо впливають на врожайність сільськогосподарських культур.
Техніко-економічні властивості сільськогосподарського трактора визначають його продуктивність і економічність роботи. До цих властивостей відносять продуктивність і тягові властивості трактора, зручність агрегатування, паливну економічність.
Загальнотехнічні властивості характеризують зручність, безпеку та санітарно-гігієнічні умови роботи на тракторі. До загальнотехнічних властивостей відносять: зручність роботи на тракторі, його пристосованість до технічного обслуговування, захищеність тракториста при роботі.
Основними експлуатаційними властивостями автомобіля є: динамічність, паливна економічність, керованість, стійкість, прохідність та плавність руху.
Під динамічністю автомобіля розуміють його властивість перевозити вантажі і пасажирів з максимальною можливістю середньої швидкості в даних дорожніх умовах. Чим краще динамічність автомобіля, тим більша його продуктивність. Динамічність автомобіля залежить від його тягових та гальмівних властивостей. Тому динамічність вивчається у двох розділах: тягова динаміка та гальмівна динаміка автомобіля.
Паливною економічністю автомобіля називають його властивість раціонально використовувати для руху енергію спаленого палива. Чим менша витрата палива, тим дешевше експлуатація автомобіля.
Керованість автомобіля – це властивість міняти напрямок руху при зміні положення керованих коліс. Від керованості в більшій мірі залежить безпека руху автомобіля.
Під стійкістю автомобіля розуміють його властивість зберігати напрямок руху і протистояти ковзанню та перекиданню. Стійкість автомобіля поряд з його гальмівною динамічністю і керованістю, забезпечує безпеку руху.
Прохідність автомобіля – це властивість автомобіля робити у важких дорожніх умовах та по бездоріжжю. Прохідність має важливе значення для автомобілів, які використовуються у сільському господарстві, лісній промисловості, а також для військових автомобілів, рух яких проходить головним чином без доріг.
Плавність руху автомобіля називають його властивість рухатись по нерівних дорогах без значних коливань кузова, гасити поштовхи та удари.
Мета теорії трактора і автомобіля, як навчальної дисципліни, є підвищення продуктивності і економічності роботи машин, забезпечення необхідної безпеки і створення зручних умов для водіїв та пасажирів. Теоретичний аналіз експлуатаційних властивостей потрібний при випробовуваннях та доробці нових моделей тракторів і автомобілів, також при виборі типу рухомого складу для задоволення вимог експлуатації. Висновки теорії є базою визначення вимірювачів роботи автомобільного транспорту. На цих висновках базується розрахунок деталей автомобіля на міцність та довговічність.
Конструктивна складність трактора і автомобіля та різноманітність вимог, які пред'являються до них, не дозволяють оцінювати їх властивості одним універсальним критерієм. Тому відповідність конструкції трактора і автомобіля умовам роботи і ефективність їх використання оцінюють по всьому комплексу експлуатаційних властивостей, що дозволяє вивчати переваги та недоліки прийнятих конструктивних рішень.