
книги из ГПНТБ / Никитин А.О. Теория танка учебник
.pdfПодставив значения Л, а и Ь, получим
L = 0.155Z,.
Тогда
/ = /, -|- L = 0.236Z. + 0,1557. = 0,3911,
Момент сопротивления повороту тайка будет равен
М с = |
f S| ) 1 = |
tiGcos a |
pGcos aL |
— • 0,39/: |
0,78, |
||
HOC |
HOC |
|
|
Таким образом, для треугольной эпюры нормальных давлении k — 0,78.
„ |
1 , |
т. е. когда эпюра нормальных |
При смещении центра давления х |
L, |
.'давлений будет иметь трапециевидную форму, значение коэффициента k под считывается в той же последовательности, только эпюра поперечных сил перед ней ветви опорной поверхности гусеницы будет так же, как и задней, иметь фор му трапеции.
Втабл. 17 приведены значения поправочного коэффициента к.
Втой же таблице приведены значения угла подъема, подсчитанные
тля соответствующих значений х при высоте центра тяжести /гс |
= |
= 0,286 7.. |
|
Т а б л и ц а |
17 |
Л' |
/. |
k |
|
|
|||
~ т |
L |
||
|
|||
0,04 |
0,0545 |
0,99 |
|
'0,08 |
0,1135 |
0,95 |
|
'0,12 |
0,1583 |
0,88 |
|
<0,16 |
0,2015 |
0,80 |
|
0,167 |
0,2076 |
0,78 |
а
8°
15°40'
22°45'
29°15'
СО о о
Учитывая, что поворот танка на крутых подъемах невозможен из-за буксования забегающей гусеницы, и максимальный угол подъема, на котором возможен поворот, не превышает 15°, можно
принять в целях упрощения всех расчетов значение коэффициента
к = 1 .
Момент сопротивления повороту можно считать равным
Мс = |
pGcOS а /. |
(75) |
|
|
4 |
т. е. момент сопротивления повороту на подъеме изменяется про порционально уменьшению сцепного веса.
.220
Силы Р2 и Р 1 определяются из уравнений моментов внешних сил: относительно полюсов поворота 0\ и 0 2 (рис. 8 8 )
Ж0, = PJB - |
R S - |
Osin аВ |
■М, — О, |
откуда |
|
, Osin а |
|
Рг — Ri |
— |
|
|
Н----------- ' |
|
||
Аналогично |
В |
2 |
|
Мс |
Osina |
|
|
|
|
||
|
~В |
2 |
|
или, подставляя значения /?,, R 1 и Жс, получим
п |
|
( |
г G |
. |
pGZ.\ |
|
|
. |
Osina |
; |
|
|
А = |
v |
/ |
----- |
h — — |
|
cosa-( |
------------ |
|
||||
|
|
|
|
2 |
4 В J |
|
|
|
|
|
||
с |
/ |
|
|
^О |
|
pOL\ |
cos a |
Osina |
. |
|||
А = |
\ |
—/ ----- |
|
---------4B |
J |
-------------2 |
|
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 (76).'
(77)>
Рис. 8 8
Анализируя полученные формулы для М с, Я2 и Л , можно уста новить ряд важных зависимостей.
С увеличением угла подъема а при одном и том же радиусе по ворота сила тяги Р2 увеличивается. Уменьшение сцепного веса и : вследствие этого уменьшение 'Сопротивления поступательному дви жению забегающей гусеницы и уменьшение сопротивления поворо ту танка сказывается меньше, чем влияние сопротивления подъему. П о в о р о т на п о д ъ е м е требует повышенных тяговых качеств танка. Сила же торможения Р { уменьшается. Поворот на подъеме создает более легкие условия работы для тормозов механизмов по ворота. При определенном значении а сила торможения Р\ стано вится равной нулю и при дальнейшем увеличении подъема-— силой': тяги.
221:.
Соответственно изменению момента сопротивления повороту пропорционально изменению сцепного веса изменяется и равный
•ему по величине потребный поворачивающий момент, создавае мый силами Р2 и Р\. При определенном значении угла подъема, ко
гда сила |
Р I равна нулю, поворачивающий момент равен Мп = |
= Р2~ - |
При дальнейшем увеличении угла подъема, когда си |
л а Р\ становится силой тяги, поворачивающий момент равен
П о в о р о т на с пус ке . |
В данном |
случае сила Л' = Gsina |
направлена по движению танка |
(рис. 89). |
Эпюра нормальных дав |
лений и соответствующая ей эпюра поперечных касательных реак ций грунта на опорную поверхность гусениц будут аналогичны рас смотренным при движении на подъем. Различие будет заключаться только в том, что в данном случае центр давления сместится впе ред, а не назад. В соответствии с вышеизложенным примем
. , |
, |
;j Gcos o .L |
Мс = к |
------------. |
|
|
|
4 |
Поскольку поворот на крутых спусках так же, как и на подъ емах, не рекомендуется из-за опасности потери управления танком и коэффициент k при а < 15° близок к единице, в целях упрощения расчетов и в этом случае можно принять k = 1 .
Мс
Силы Р2 и Р 1 определяются из уравнений моментов относительно гголюсов поворота гусениц
-P2= R 2 + ^ 1 - |
Gsina ; |
P l= - R l |
Me |
Osin а |
|
В |
~ 2 |
||||
В |
2 |
|
: 2 2 2
Подставляя значения R a, /?, и Л/с, получим
G , |
\i-GL \ |
COS я |
Gsin я |
(78) |
P « = [ f - |
4В |
2 |
||
|
|
|
||
Р г = ( ~ / |
\i.GL |
COS я + |
Gsin а |
(79) |
4В |
|
|
|
Из анализа формул (78) и (79) следует, что с увеличением угла спуска а при одном и том же радиусе поворота сила тяги Р2 умень шается, а сила торможения Р , увеличивается. Поворот на спуске не требует высоких тяговых качеств танка, но создает более тяже лые режимы работы тормозных элементов механизмов поворота.
При определенном значении угла спуска сила Р2 становится равной нулю. Поворачивающий момент будет равен
- 4 -
При дальнейшем увеличении угла спуска сила Р2 становится так же, как и сила Р\, тормозной силой и поворачивающий момент будет равен
2. Радиус свободного поворота и ограничение поворотливости танка по сцеплению забегающей гусеницы с грунтом
Радиус поворота, при котором Pt —0 и потери во фрикционных элементах механизма поворота отсутствуют, называется радиусом свободного поворота и обозначается Р с. Такой поворот возможен только при механизмах поворота, обеспечивающих отсоединение от стающей гусеницы от трансмиссии. В качестве примера таких ме ханизмов можно привести бортовой фрикцион, двухступенчатый планетарный механизм поворота, механизмы поворота второго типа с двойным подводом мощности. Механизмы дифференциального типа такого поворота не обеспечивают.
Величина Рс определяется из решения следующей системы уравнений:
|
|
Ртах |
|
|
а |
( 1 — а) |
R, |
|
|
|
в |
, G |
. \xGL \ |
Gsin я = 0. |
|
Р г= - J |
4В |
I |
2 |
Радиус свободного |
поворота |
с увеличением угла подъема ос |
|
резко уменьшается. |
При а = 0 |
на грунте, характеризуемом |
|
коэффициентами р.тах = 0,8 и /= 0 ,0 8 , для случая — = |
1,5 R C— 44B\. |
||
|
|
В |
|
Поворот с Rc при |
а =.0 используется главным |
образом для |
выравнивания машины при уводе ее в случае движения по дорогам. На подъемах поворот е R c расширяет возможности управлениятанком с указанными механизмами поворота без потерь во фрик ционных элементах, но одновременно с этим в отдельные случаях усложняется управление танком, так как имеется опасность входа- в поворот по спирали с резким уменьшением радиуса кривизны! траектории движения танка. Во избежание таких поворотов с ма лыми радиусами (меньшими, чем требуется) у механмков-водите- лей должны вырабатываться соответствующие навыки.
Весьма важно установить возможность поворота танка по усло вию сцепления забегающей гусеницы с грунтом. Условие обеспече ния силы тяги па забегающей гусенице по сцеплению можно запи
сать так: |
|
|
|
или |
Gsin ж |
Gcos ж |
|
[>-GL |
|||
COS Ж |
~ 2 |
2 |
|
откуда |
|||
|
|
||
и= 2 ср — |
— tg Ж |
|
|
|
L_ |
|
|
|
В |
|
где и. — соответствует |
/ ? |
= / ? 3 ; R„ -предельное |
(минимальное) |
|||
значение |
R |
по |
сцеплению |
забегающей гусеницы с |
||
грунтом; |
коэффициента |
сцепления для |
данного грунта; |
|||
ср —значение |
||||||
9 ~ {^тах • |
|
|
|
|
|
|
Радиус Ra по данным |
и., р.тах и а определится из формулы |
|||||
|
|
|
|
l^max |
R9 |
|
|
|
|
а + ( 1 |
а) |
|
|
|
|
|
в |
|
Расчеты и эксперименты показывают, что значения допустимых по сцеплению забегающей гусеницы! с грунтом радиусов поворота резко увеличиваются с увеличением углов подъема.
Важно также установить зависимость поворотливости тапка от
L
соотношения конструктивных параметров машины' — .
224
Допустимое соотношение этих величин должно быть
А |
? - / - tga |
В "" |
и, |
Для обеспечения поворотливости танка с R — В на горизонталь ном участке необходимо, чтобы отношение длины опорной поверх ности к ширине колеи было не больше 2 .
3. Влияние поперечной силы на момент сопротивления повороту, силу тяги и силу торможения
Действие только одной поперечной силы, без продольной, может иметь место в случае поворота танка на косогоре, когда танк будет занимать положение с чистым креном.
Возможны два таких случая: поворот под гору, когда попе речная составляющая веса танка направлена в сторону поворота, и поворот в гору, когда поперечная составляющая веса танка направ лена в сторону, противоположную повороту.
П о в о р о т |
под |
г о р у . |
На рис. |
90 |
нанесены внешние силы, |
|||
действующие на танк: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Y — поперечная сила — составляющая веса танка, |
параллель |
|||||||
ная |
плоскости |
движения |
и равная Y — Osina, так как |
|||||
курсовой угол |
б = |
90°; |
веса |
танка; |
|
|||
G cosa— нормальная |
составляющая |
гусеницу; |
||||||
Л', — нормальная |
реакция |
грунта |
на |
забегающую |
||||
Л/, — нормальная |
реакция |
грунта |
на |
отстающую гусеницу; |
||||
USj — результирующая поперечных |
касательных |
реакций |
грунта на опорную поверхность отстающей гусеницы; SSo — то же забегающей гусеницы.
1Г. ЦПе |
9 9 л |
Поперечная сила |
Y = G sin а вызывает |
перераспределение |
нормальных нагрузок |
на гусеницу Q, и Q, |
и, следовательно, |
изменение равных им по величине, но противоположных по
знаку нормальных реакций грунта |
JV2 = |
Q3 и A/i = Q\. |
|
В соответствии со схемой сил (см. рис. 90) |
|||
ЛГ |
G |
. |
hc |
Л/, = |
— cos а —и |
s i n а |
— ; |
2 |
2 |
|
В |
ЛЛ = — c o s a + G s i n a — ; |
|||
|
2 |
|
В |
+ ^ 1 ^ Q2 + Qi = |
Q = |
G C O S a . |
Поперечная сила также вызывает продольное смещение полю сов поворота гусениц. Рассматривая уравнение равновесия сил, действующих параллельно оси у (рис. 91), можно определить про дольное смещение полюсов поворота
YL
(80)
2 nQ
Продольное смещение полюсов поворота прямо пропорциональ но величине поперечной силы и обратно пропорционально коэффи циенту сопротивления повороту. В тех случаях, когда Y =[aQ, сме
щение полюсов поворота будет равно |
т. е. полюса поворота |
сместятся на задние концы опорных поверхностей гусениц. Это соответствует предельному значению Y, при котором еще происхо дит поворот. При дальнейшем увеличении Y начнется боковой за нос танка.
226
Момент сопротивления повороту Мс определится как сумма моментов поперечных касательных реакций грунта относительно по люсов поворота
Момент сопротивления повороту М с при наличии продольных «смещений полюсов поворота увеличивается.
Сила Р2 определится из уравнения моментов всех внешних сил, действующих на танк, относительно полюса поворота Оt
Р->= R, + —с - Y ± - . - 1 В В
Соответственно из уравнения моментов всех сил относительно полюса поворота 0 2 получим
Учитывая, что
получим
тогда
(81)
(8 2 )
Здесь
G |
К |
Полученные выражения позволяют сделать следующие выводы.' При повороте танка под гору сила тяги Р2 с увеличением угла
крена уменьшается вследствие действия поперечной силы Y, соз дающей поворачивающий момент относительно полюсов поворота, гусениц, а также в результате уменьшения сцепного веса Q и си
лы /?2 -
Сила Pi с увеличением угла крена уменьшается вследствие дей ствия силы Y, создающей поворачивающий момент, а также в ре зультате уменьшения сцепного веса Q и увеличения силы Ri.
В соответствии с этим танк, имеющий боковой крен, разворачи вается под гору легче, чем при движении на горизонтальном уча стке.
П о в о р о т в гору. На рис. 92 и 93 нанесены: внешние силы, действующие на танк при повороте его из положения с боковым креном в гору.
Р и с . 9 2
Из условий равенства проекций сил на поперечную ось тапка, как и в случае поворота под гору.
YL
2 jj.Q
При одном и том же смещении полюса поворота / момент со противления повороту, создаваемый поперечными составляющими касательных реакций со стороны грунта, будет такой же, что и при повороте под гору
Из уравнения моментов относительно полюса поворота Оi (см.
рис. 93)
228
налогичио
Р1 = — / ? , + ^
ВВ
Так как |
|
_ [J.QZ. |
|
|
|
Жс |
У /. |
|
|
||
~ В ~~ В |
~ Т / Г |
|
|
||
то |
|
iaQZ. |
|
|
1 - / V |
Я = |
|
|
|
||
/ ? 2 + |
' ~ |
1т |
|||
|
|
•15 |
|||
^ = - Я . |
I P'QP |
- |
\тL J |
||
Г 4В |
|||||
л читывал, что |
|
Q = |
G C O S |
|
|
|
|
а ; |
|
||
п |
г, |
G COS а . |
_ |
. /гг |
|
' |
1 |
2 |
|
|
5 |
п |
г, |
G cos а |
|
/гГ |
|
/ ? , = / ( |
--------------C s m a - ^ |
зожыо сделать следующие выводы.
г - х - 1
С увеличением угла крена а сила тяги Р% будет уменьшаться вследствие действия силы У, создающей поворачивающий момент, а также в результате уменьшения сцепного веса. Некоторое же уве-
. шчение силы Р 2 сказывается на величине силы Р% незначительно. С увеличением угла крена а сила Р\ будет уменьшаться в ре зультате действия силы У, создающей поворачивающий момент, а также вследствие уменьшения сцепного веса Q. Некоторое же
уменьшение силы Pi сказывается незначительно.
229