Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гоберман Л.А. Прикладная механика колесных машин

.pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.73 Mб
Скачать

oot

с о

Рис. 59. Расчетная схема тягача с шарнирно-сочлененной рамой и двухосного прицепа с передними управляемыми колесами

Гоберман .

t o

00

CD

Рис. 61. Расчетная схема тягача с шарнирно-сочлененной рамой и двухосного прицепа с поворотной тележкой и подрес­ соренными колесами

величина (хг — %2) не достигнет предельного значения, равного углу замыкания балансира. Второй этап — совместное движение обеих частей машины в сторону опрокидывания, наступающее по­ сле блокировки балансира шарнирно-сочлененной рамы; этот этап при определенных условиях может отсутствовать.

Рассмотрим первый этап движения.

Построим вначале следующие системы координат: инерциаль­ ную систему OXYZ, плоскость которой OXY горизонтальна; систему oxyz, которая связана с дорогой и параллельна ее опорной плоскости; подвижную систему C1x 1y 1z1, связанную с балансир­ ной частью машины и с началом координат, совпадающим с цен­ тром масс Сх этой части машины; подвижную систему 0 2х 2у 2г2, связанную с небалансирной частью машины и с началом координат в точке 0 2, лежащей на оси горизонтального шарнира рамы.

Запишем выражения кинетических энергий для отдельных элементов исследуемой системы.

Кинетическая энергия балансирной (грузовой) части машины (за исключением колес)

2

Кинетическая энергия небалансирной (моторной) части ма­ шины (за исключением колес)

здесь первым

членом характеризуется движение массы т2 вместе

с массой т х\

вторым членом — движение массы т 2 относительно

массы т 1 (точки Сх)\ третьим членом — вращательное движение массы т 2 относительно трех взаимно перпендикулярных осей.

Кинетическая

энергия для колес

= Зч-6):

 

2 k x c, Хі + 2/е г/Сіфі +

+ 2lsyCltyx + 2 /5/бфіфі — 2l5zCХх) + ~

(/з^фі +

 

 

• О

+

^зі/,Х + ^32,%) +

J c 1x 1

;

Т\ = —у-пц (xCl -)- Ус, -f- zCl — 2(6хСіхі -\- 2/б^/с,фі +

- 1

2 /5^,^! — 2/5/6фігрі +

2l5zCi%i) -f

19*

291

г.

 

 

 

 

 

 

 

 

• 2

 

+

~2 (*4і*,фі ~Ь J*yt Хі 4“ 442іфі) +

- у Л4х, —гг ;

 

у т 5 ( -^с, “Ь Ус, 4“ Zc, 4“ 2^8-^с1'фі — 2/4&.Ф1 4- 2^7Ус,фі

 

'-2 /Лфіфі — 2 /72 Сі х-2 2 /8zClqn +

2l7l8%2(pl) +

 

 

4 -

- у (^ 5 * ,ф + ^ 5 у , х

- 4 Л г ,Ф і) 4~

у

*46*,

4 4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гк

 

т6

'■- у тб(хСі 4~ Ус, 4~ zc, +

2/gуФ і — 24ус, фі + 24ус, Фі

 

 

— 2/4/7фіфі -f

2/7zCi %2 — 2/8гСіфі — 2ЫвХіфі) 4-

 

 

4- - у (^6дг,ф2 +

^6уг %24“ J6z,Фі)

і _

J

£

 

 

9

‘'Се*!

.2

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

 

Кинетическая энергия

навесного оборудования

 

 

Т7 = ~2 ~m 7 [ x Ct + Ус, 4“zc, 4- (ZC^Zc,) Хі 4“ 4фі 4- (Zc, zc,)

фі 4“

4“ 2лГс, Xl (Zc,

zc,) 2/9Хс,фі

2 /9^1 фі (Z^

zCi)

2yCl (zCj -

2Cl).

Потенциальная энергия системы

 

 

 

 

 

 

— GizCl 4~G2(zc, — Афі + /3) 4~Ga (zc, — 4 —4x0 4“

 

 

4" G4 (zCl — 4 — /5X1) + G5(zc, 4- 4 — h%2 4 ф 0 4-

 

+

G6 (zCl 4 - / 4 4 - /?X2

4ф0 + G7Zc74- -y

c„ (ze, — zCl — /10)2.

Функция

Релея

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф =

У

ßr

— Zc,)2.

 

 

 

 

Обобщенные силы на перемещениях у и ф:

 

 

 

 

 

Q4 = ^3 + £ і

1 гк5

Гкв

РУс,>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qi|) —

Сру

^руфі•

 

 

 

 

В этих выражениях Gx и G2 —вес балансирной и небалансир­ ной частей машины (без колес);

G{ ( і = 3-ь 6 ) — вес колес,

G — суммарный приведенный вес навесного оборудования и груза;

292

2^1—(/ — 6 ) — тяговые усилия на колесах машины;

г к і

ср у — приведенная жесткость рулевого управ­ ления;

kpy— коэффициент демпфирования рулевого уп­ равления.

Воспользовавшись, далее, уравнением Лагранжа — Чаплы­ гина (IV. 18), по приведенным выше уравнениям кинетической и потенциальной энергий системы, с учетом демпфирования в на­ весном оборудовании и выражений для обобщенных сил, находим следующие дифференциальные уравнения движения исследуемой системы:

(тт+ m7) хСі + m2 (t2%2+ /іфі) + m7 \{zc, — zc,) Xi f

“4 (Zc7

zc,) Xl

^вФі] Rx,t

 

(mT-]- m7) yc, — т 2/зфі — m [фі {zc, zCi) -j-

4“ фі (zc?

Zc,)] -)- {Jc3x, 4“ Jc,x,

4" ^c,x,

~4 Jcext) X

X — Ус, —

^Ус, -j- (Мз 4~ Mi, +

M s

4“ M q) —----1- R Ul,

 

 

 

 

 

 

K

пцгс, m7f(zc, — z(1) xi 4- (zc, — О

Ф2 4- xCl%i

— ^эХіфі — Ус,фі] + Ötcn (zCl zCl — 4o) —

 

 

( Zc7

Zc,) — Rz,’

 

m7[ kl, 4- (zc, zCi) je? 4~ (zc, zCl) фі 4- xc, xi

- ^эХіФі

Ус,фі] 4~ Gx 4~ Cn (zc,

zc,

4o) 4"

 

4“ K ( z C7zc,) = 0;

 

 

[Jr X, 4- m7 {ze,

ZCif ] ф'і 4- tn7 [ 2

{Zc, ZCl) X

X( z c, — Zc,) Ф1 — (Zc7 — Zc,) Ус, ( z c, Zc,) У с ]

G2/l — Rq,,]

[Je, y, + m7 (Zc7 - Zc, f ] Xl + m7 [2 (Zc, — Zc,) X

X (zc, — Zc,)

Xl + (zc, Zc, ) (Xc, — ^эфі) +

-|~ (Zc7

z c,) ( Xc,

Ш 1 = R%

j'i y2Xl 4“ OT2 (/2*c,

4 А^гфі) =

(< /т г, + m l Ü ) Ф і + m 2 ( l l X c , + / 1/ 2 X 2) —

mih fxc, 4- Xi (гС7— ze.) 4- (zc, ~ Zc,) Xi] =

= Cp уфХ kp уфі )

/д® д= Мд(сод)—Mc,

293

Здесь mT— общая масса трактора; Уд — приведенный момент инерции вращающихся частей двигателя; Мд (сод) — вращающий момент двигателя (по механической характеристике), приведенный

к ведущим

колесам;

уИс — момент

сопротивления,

приведенный

к ведущим^колесам; Rxl, Ryl, Rzl, R(pl,

R ^ ,

 

Rxl

и Rx2 — реак­

ции связей;

ц — коэффициент сопротивления

воздушной среды.

Выражения для реакций связей находим с учетом уравнений

(IV.9)—(IV. 12):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я . ^ =

Я * , ' г Ял:4 4 - Я , 5 4-

Я * 6 = а п 3%ъ +

( g i 23 4 ~ A 4 ) X i +

 

” г a i ' l 3 ^3 +

ö l'2 3^ l

“ г Й П 4 ^4

( й 124

^

4 )

 

4 “

 

 

 

 

+

а і \

Ъ

+

а П 5^5

+

( Я 12б +

V 5j

Х 2 +

« З Д ' £g

+

а ! ' 2' Х 2 +

 

 

 

+

а 116 ^

+

(й 1 2 6 +

^ б )

^ 2

+

а і ' 2; ^

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

Я (/3 +

Я р 4 +

R y 5 - f

R y e =

G22gT|3 +

 

 

 

 

 

 

+

 

 

+

а224 ^4 +

 

 

 

+

а225

+

 

 

 

 

 

 

 

 

+

а 2,2; тІ5

+

а 22(л

+

а 2' 2; ^ б ;

 

 

 

 

 

 

Я г , =

Я г 3 +

 

Я г 4 +

Я г 6 +

 

Я г ,

=

Сшр3 [Z c, —

4 —

4 Х 1 —

2 3 —

Zp ( / ) ]

+

4~ 4ШрЗ [ZCl — 4Хі — Z P

(0 1 4" Сшр4 [ZCl — 4 + 4хі — 24 —

( 0 ] 4“

4 “ 4 Шр4 [Zc,

Ң— /5 Х і —

2 Р (0 1

4 “ с шр5 [2 с,

“ Г

4 —

4 X 2

X8фі — г к П ----

z p ( 0 J 4" ^ ш Р5

 

— 4 х г — 4 ф і — z p (4 J - ( - с ш рб l z c, 4' 4 4" 4 x 2

 

— 4 ф

і — Г к6 —

Z p ( / ) ] +

/гшр6 [ z Cl

4-

h x 2 —

4 ф і

Zp

( 4 К

 

 

Яф, — (Я3 — Яг/3 )(гк3 4" 4 )

+ ( Я 4 — Я,/4) (/"к4 + 4 ) +

 

4 ~ (Я б —

R y b ) (/"к5

■—

4 )

4 - (Я б —

Я р б ) 4 кв —

4 )

Я г , 4

Я г , 4 ;

 

Я % ,

= Я ж 3

(/■кз 4 ~

4 )

4 "

Я * 4

(г к4 4 ~ 4 )

4

“ Я г 44

Я г , 4

4 "

4 3 4 " 4 4;

 

 

Я х з

= Я х 6/'к 5

4 -

R x J

k 6

4 "

( Я г в — Я г , )

4

4 ~

^ 5

4 "

4 ѳ ;

 

 

 

Я ф , = ( Я г , 4 " я , е) 4 +

( Я 3 — Я „ ) 4 +

( Я 5 — Я „ . ) 4

 

 

( Я 4

Я г /4)

4

(Я б —

Я ^ , ) 4

+

М

СЗ - f - М

Сі 4 - M

Cs - f -

M c„;

 

294

здесь Pt (i = 3-н 6 ) — тяговые усилия на колесах, Рь = — 1- ;

Lt — момент на колесах, действующий в попереч­ ной вертикальной плоскости, определяе­ мый по формуле (IV. 12);

М сі — момент на колесах, действующий в гори­ зонтальной плоскости, определяемый по формуле (IV. 11);

сшр. — радиальная жесткость шины /-го колеса;

— соответствующий коэффициент демпфиро­

вания для t'-ro колеса;

Nt — нормальная реакция на г'-м колесе, опре­ деляемая по формуле (IV.9).

Так как обобщенные реакции неголономной связи зависят от параметров пневматика, то полученную выше систему дифферен­ циальных уравнений движения машины можно решить только с учетом уравнений кинематических связей для каждого колеса, найденных в разделе 15 и приведенных теперь к центру тяжести Сх грузовой части погрузчика:

•V, — к ъ

+

>'кзфі%і +

/'кзХіфі +

Ус, +

Ъ — 'ПзФі — Ус, Тз = 0;

У с

^ б ф і + / з ф і

г к3%1 +

г/Сіф

— І з ф і + Т)з = 0 ;

 

4>і + Тз +

а31з + ьзУз — СзХ

= 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І б % і + ^ к 4 % Х і + ^ к 4 Х і ф і + Ус, + І і — т ]4 ф і — Ус, У4 = 0 ;

 

Ус, + ^ б ф і

^к4Хі +

tyli/c, —

І4 ф і +

Щ = 0;

 

 

фі + Y4 + а&і + ЬіУі — СіХ1

0 ;

 

 

х с, +

; зф і + г к5 фХ 2 +

г к 5 Ь Ь + Ус, +

i s — йзФ і — Ус,У5 =

0 ;

 

У с — ; 4фі - f

— ^ 5 X 2 + У с Ь — І5 ф і + Й5 = 0 ;

 

 

фі + Ys ■

Й5І5 + ЬйуЬ— С5Х2

0 ;

 

 

Хс,

+ ^зф і + /"кбфХ2 +

Гк6І2 + У с

+

Іб —

Лбфі —

У с Y6 =

0;

 

Ус, — ^4фі — /7 ф і —

г кбХ2 +

Ус,Ч>1

Ібф і +

Т]6 = 0 ;

 

 

Фі “Н Ye +

 

Ус,

 

 

 

 

 

азіз + Mo — св%2

 

 

В этих уравнениях принято, что гкфх = уСі.

Перейдем к рассмотрению 2-го этапа движения. После блоки­ ровки балансира массы т 1 и /л2, как уже отмечалось, переме-

295

щаются как одно целое. Поэтому систему координат C1x 1y 1z1 нам удобно теперь поместить в общем центре тяжести трактора —

точке С; координаты

этой

точки

определяются соотношениями

 

Хс,т1+ хСгщ

^

 

 

ті + щ

 

Xe,',

 

 

 

 

 

 

!/Сіт і +

Ус,т а

 

 

т1 + т2

 

 

 

4 4 + Zc2m2

кроме того, а = уСі ус, b = zCl ~

zc.

 

Кинетическая энергия трактора для 2-го этапа

Т\ — -g-

(Ші 4

ПІ2 ) (xc 4

Ус -j- zc) -|-

H 2~ CXM(^M"T" ^C,JM

Кинетическая энергия колес:

Tz = -nr m 3 [x2c— а2ф2 4- bi Xmsin2 Хм + <AXmcos2 %u 4- 2луаіфм 4

4 2*AxMsln Xm2 x.CjXmcos x4 2aA4,XMsin xM—

ЗалХмФм cos x„ — <Ax„ sin 2 Xm4 УІ 4

bi^l f Сіф2 4

4'

2г/Афм 4

2 гдАфм 4 2ЬхС\І!риЦ)м4 ' 4 4

^іфмСОБ Хм 4

4 b\ Хм cos2 Хм 4

с\ Хм sin2 Хм 4 аіфм% sin2 4 2zcaxфм cos Хм

2 гА cos Хм 4 2 гссхsin х„ — 2 zca ^ MxMsin х„ — 2аАфм cos2 хм 4

4

аіфмИХм sin 2хм 4

аіфмфмХм sin2xM— b\CX%Msin2xM4

 

4 biai Хмфм sin 2Хм — 2ЗДФ! Хм sin2 Хм] 4

 

 

' Ѵ м фм

\ 2

 

 

 

4 з,/мХм4-4згмфм~|

сг,

 

А

tni [хі 4 а

фм 4

bh u sin Хм 4 с Хм COS Хм 4

2 хсапрм

2

 

2

2

 

2 *АгХ„ sin Хм — 2хссмcos хм — 2аA 4 .Хм sin х„ —

-

2а;с2Хмфм cos Хм 4

с2^Хм sin 2хм 4 ^ 4

bWu 4

с2фм 4

4

2 ^Л^м 4 2 г/ес2 фм 4 2 гса2 фм cos х„ — 2 zAx« cos х„ —

2zfii Хм sin Хм — 2 аА ф м Хм cos2 Хм — 0 2фмс2 Хм sin 2Хм 4

 

 

 

 

 

*2

^ 2 Хм sin 2Хм] 4

 

яфм 4 4 А Хм 4

^с4гмфм 4

7~ ^ ’

296

п

tn 5 [ х с2 +

йзф „ + b l l l s in 2 Хм +

СзХм c o s 2 Хм + 2 х са 3ф

— 2 x cb 3Хм sin Хм — 2 x cc3x„ cos Хм — 2а3^зХмФм sin %M

 

2й3С3фмХм COS Xm “f" С3&зХм Sin 2Xm

Ус

^зфм 4~ с3фм

+

2 y cb3% — 2г/сс3фм — 2й3с3і])мфм +

z2 +

а2ф„ cos2 %м +

+ с3 Хм sin

Хм +

йзфм Хм sin2 Хм + Ь1Хм cos2 Хм 22сй3фм cos Хм +

+ 2 гсс3Хм sin Хм 4- 2 гса3фмХм sin уѵМ— 2 zА Хм cos x« +

-Г «зСзфмХм Sin 2хм — йзфм sin 2хм +

2аАфмХм cos2 хм +

+

2с3а3фм Хм sin2 %м— с ф з 1 и sin 2х„ — ЯзѴрмХм sin 2х„] +

 

+

2 \

^ Съ"ы “Ь А ,г„Ф м + J Ѵм Г2

Гб =

^ - т 6 [х 2 +

а 4ф„ + b4%l sin2 Хм +

^Хм cos2 Хм + 2л;сй4фм +

+2%А Хм sin Хм — 2ХАХМ cos Хм 4 - 2а А х мфм sin ум —

2а4с4г|)„Хм cos Хм —<Ахм sin 2хм 4“ Vo 4~ ^фм + с4фм +

+ 2 у сЬ^"ірм 2г/сс4фм 204с4г|)мфм —| z c —|—п4фм cos Хм 4~~

4- ^4Хм Sin2 Хм 4- й4Хм COS2 Хм — 2гса4фм cos Хм 4~ 2z a Xmsin Хм +

+ 2гАХм cos Хм +

ö-ГзфмХм sin 2хм — 2 дА ф мхмс082 Хм +

4~ с464Хм sin 2хм] 4- 4

ѵ >

JceyM%M !- Л62мФм + JV m г 2

Кинетическая энергия навесного оборудования трактора для 2-го этапа

74 = -J- tn-, [ Хс + ( z Ci — z cf sin2x„ +

( г „ — z c) x2Mcos2 Хм 4~

-г Хм Sin2 Хм (ö51|5m 4- 2ö5^m 4“

bl )

4“ «бфмCOS2 Хм 4“

4 ~ 2хсsin Хм (zCl

z c) -j- 2 Xc ( z

C7

zc) Хм cos Хм ~т~

4- 2xc%(a5\j)M-L b5) sin Хм —

2л:са5фм cos Xm - f

4" Xm (ZCl

Zc) (Zc,

Zc)

Sin 2 Xm 4 ”

+ (zc, — Zc) Xm(ö5^ m4- Ьб) Sin2XM~

— азфм (zCi Zc) sin 2x„ + Xm(Zc,

Z c) (a5ipM+ b5) sin 2xM—

— 2й5Хмфм ( Z c , Zc) cos2Xm — ПзХмфм («5^M 4 ' bs) sin 2xm 4-

+ yl + Ь Ж (ZCi Z c f Фм 4- А Z cf Фм 4- 2*/Лфм

297

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ