Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчёт систем и механизмов автотракторной техники шасси и оборудование. В 2 частях. Ч.2. Лабораторный практикум
.pdf
редуктора с помощью гаек (вентилем наружу при колее 1680 мм и внутрь – при
1860 мм). По специальному заказу для трактора поставляется приспособление,
позволяющее устанавливать дополнительно четыре колеса. Оно состоит из распорной трубы, скобы и стяжной шпильки с гайкой.
Ходовая система трактора К-700 отличается от Т-150К размерами, отсутствием гидроамортизаторов подвески, способом крепления колёс и заднего
моста. Ходовые системы тракторов Т-157, Т-158, К-700, К-701, К-702 и К-703
также имеют движители, выполненные по схеме 4К4, и отличаются жёсткой
подвеской. Отличие рамы К-701 состоит в больших углах поворота (±35°) и качания (±16°).
Подвеска ведущих мостов трактора «Кировец» состоит из стремянок,
проставочного кронштейна и гаек. Проставочный кронштейн обеспечивает установку ведущих мостов под углом 10°, что позволяет уменьшить углы установки карданных валов. Кронштейн устанавливают на ведущем мосту с помощью центровочного штифта
.
Место крепления к раме определено упорами.
Крепления переднего и заднего мостов отличаются только длиной стремянок и
расположением проставочных кронштейнов, которые развернуты под углом
180°. Колёса трактора «Кировец» состоят из шины, камеры, водовоздушного
вентиля и глубокопрофильного обода
помощью шпилек с гайками и прижимов
.
Колёса крепят к конечным передачам с
.
Для работы на слабых почвах могут
устанавливаться дополнительные колёса (сдвоенные). Аналогичные ходовые
системы имеют многие мощные зарубежные колёсные тракторы.
Ходовые системы мотоблоков выполнены по схеме движителя 2К2 и с
жёсткой подвеской. Они состоят из колёс с пневматическими шинами или каркасных металлических колёс, которые прикреплены к фланцам полуосей болтами и гайками.
Колёсная ходовая система должна обеспечивать хорошее сцепление ведущих колёс с почвой, минимальное сопротивление перекатыванию трактора,
минимальное уплотнение почвы, устойчивое прямолинейное движение трактора с навесными и прицепными орудиями, лёгкость поворота и необходимую
плавность хода.
Содержание отчёта
В передней ходовой части колёсных тракторов передние колёса выполняют роль направляющих, от правильности установки которых будет зависеть
устойчивость прямолинейного движения и лёгкость хода. В результате измене-
41
ния траектории движения направляющих колёс возникает момент от боковых
αµ=
стаб
реакций сопротивления повороту – динамический стабилизирующий момент
М
, который стремится повернуть их в первоначальное положение. Его мож-
стаб
но определить по формуле:
cos
lМ
, (5.1)
где µ – коэффициент сопротивления повороту, расчётные значения которого
берутся в пределах от 0,7 для твёрдых дорог, до 1,0 – для рыхлых полевых
почв, менее 0,7 – для влажных и обледенелых дорожных условий; α – угол наклона оси шкворня назад составляет α = 0…4°, вперед – α = 0…10°;
l –
плечо
деформации точки приложения равнодействующей реакции почвы относительно центра колеса,
l
= 1…5 мм.
Сходимость достигается регулированием длины поперечной рулевой тяги. При такой установке колёса стремятся катиться по окружности, центр которой находится в точке пересечения продолжения оси цапфы поворотного кулака с опорной поверхностью. Силы сопротивления движению стремятся повернуть колёса относительно шкворней, что нарушает устойчивость прямолинейного движения. При отсутствии сходимости колеса могли бы установиться под
отрицательным углом. Подбор правильного положения колёс устраняет эти недостатки.
При установке на тракторах передних мостов с ведущими направляющими колёсами для уменьшения углов перекоса валов соединительных муфт поперечный наклон шкворня β и развал колёс γ часто делают близкими к нулю.
Практически это мало сказывается на устойчивости движения машины, так как
использование шин низкого давления и большого диаметра, обладающих значительной эластичностью, приводит при повороте к появлению стабилизирующих моментов из-за боковой деформации шин.
У тракторов с шарнирной рамой (рис. 5.1), остов которых состоит из двух
шарнирно-сочленённых секций, колёса жёстко связаны с остовом и установлены без развала и сходимости. Краткие технические характеристики тракторов с
шарнирной рамой представлены в табл. 5.3.
С целью повышения тягово-сцепных свойств тракторов с шарнирносочленённой рамой и обеспечения устойчивого прямолинейного движения необходимо, чтобы передний мост был ведущим, а задний мост – подключаться
только в тяжелых условиях. В этом случае автоматическое включение и выключение заднего моста обеспечивается применением установленными в приводе обгонными муфтами.
42
2
1
′=′
Рис. 5.1. Схема поворота трактора с шарнирно-сочленённой рамой:
а – вид сбоку; б – вид сверху
5.3. Технические характеристики тракторов с шарнирной рамой
Марка трактора
Параметр
ХТЗ-150К МоАЗ-49011 К-701М
Вес задней секции трактора, кг 3000 5500 6120
Вес передней секции трактора, кг 5200 8500 8450
Угол поворота полурам, град.:
в горизонтальной плоскости 12 36 35
в вертикальной плоскости – – 16
l1 = l2, мм 1230 1875 1875
, мм
ll
Крюковое усилие трактора, кН 30 50 50
615 937,5 937,5
Когда передний мост является ведущим (задний в это время выключен),
появляется стабилизирующий момент
М
(момент ведущей секции), который
в.с
43
при повороте секций на угол φ стремится вернуть систему в исходное положе-
ϕ
=
1
в.с
+
=
ние:
sin
где
R –
реакция со стороны заднего моста,
RlМ
2
, (5.2)
PfGR
, (5.3)
кр
здесь
задней секции трактора (табл. 5.3);
f –
коэффициент сопротивления передвижению (см. табл. 1.6);
Р
– крюковое усилие, развиваемое тракто-
кр
G
– вес
2
ром (табл. 5.3).
Если ведущим мостом будет задний, то толкающее усилие
Р
создаст по-
з.с
ворачивающий момент, вызывающий неустойчивое прямолинейное движение.
Для устойчивого прямолинейного движения трактора необходимо, чтобы ось
соединительного шарнира устанавливалась под углом γ в продольной плоскости трактора. В этом случае во время поворота секций из-за изменения высоты
расположения центра машины появляется стабилизирующий момент:
l
2
+
l
1
l
2
cos1
l
1
ϕγ
sintg1
l
2
′
2
ϕ+
+
lG
11
l
1
′
lG
, (5.4)
22
где G
=
М
с
– вес передней секции трактора (табл. 5.3); γ – угол поворота полурам в
1
горизонтальной плоскости, град. (табл. 5.3).
В большинстве случаев задние колёса, оснащённые шинами низкого давления и большого размера, соединяют с остовом без дополнительных упругих
элементов. У тракторов с неодинаковыми колёсами в подвеску передних колёс
небольшого размера с повышенным внутренним давлением включают различного вида упругие элементы. В практике отечественного и зарубежного тракторостроения наибольшее распространение получили металлические рессоры
(рис. 5.2). На автотракторной технике применяются также пневматические,
гидравлические и комбинированные упругие элементы. Методика расчёта упругих элементов сводится к определению коэффициента распределения подрессоренных масс трактора, который для большинства колёсных тракторов ε ≈ 1.
В этом случае при предварительных расчётах упругих элементов пользуются следующим методом – двухосный трактор рассматривают как систему,
состоящую из двух независимых подрессоренных элементов: подрессоренной
массы М
, приходящейся на переднюю ось, и массы М2, приходящейся на зад-
1
нюю ось. Не учитывая массу оси, переднюю часть подрессоренного трактора
можно рассматривать как систему с одной степенью свободы.
44
Рис. 5.2. Подвеска переднего моста трактора Т-150К:
1 – передний кронштейн; 2 – рама трактора;
3 – ограничитель хода; 4 – передний мост;
5 – амортизатор; 6 – задний кронштейн; 7 – рессора
Период (секунды) собственных колебаний передней оси:
М
С
1
Σ
Т
π=
2 , (5.5)
где С
– суммарная жёсткость упругих элементов, т.е. рессор и шин (табл. 5.4).
Σ
Круговая частота (1/с) собственных продольных колебаний подрессоренной массы трактора:
C
М
Σ
1
=ω . (5.6)
z
Используя одну из этих зависимостей, можно найти параметры упругого
элемента подвески.
Массу передней подрессоренной части трактора
М
можно рассматривать
1
как подрессоренную двумя последовательно установленными упругими элементами: рессорой и шиной. Таким образом, суммарная жёсткость упругих
элементов:
СС
р1ш1
, (5.7)
СС
+
р1ш1
где
С
ш1
и
С
=
Σ
С
– соответственно жёсткости шины и рессоры (табл. 5.4).
р1
45
5.4. Параметры систем подрессоривания колёсных тракторов
+
=
Параметр Т-25А Т-150К К-700А Т-40М МТЗ-80
Масса трактора, кг 1640 5692 11 600 2520 3320
Момент инерции остова относительно
поперечной оси, кг·м2 101,05 1600 2600 260 –
База трактора, м 1,778 2,86 3,75 2,155 2,37
Расстояние от центра масс до оси переднего колёса, м 1,179 0,935 1,1 1,525 1,556
Коэффициент распределения масс 0,86 1,53 0,98 1,05 0,52
Жёсткость рессор, Н/мм – 560 – 226 600
Парциальная частота вертикальных колебаний остова трактора, Гц 2,34 – 1,75 2,36 2,8…3,2
Жёсткость шин колёс, Н/мм:
передних 172 834 580 525 420
задних 210 686 494 600 450
Парциальная частота колебаний v связана с прогибом упругого элемента
зависимостью:
где
f
–
суммарная статическая деформация (прогиб) упругих элементов
Σ
здесь
f
–
радиальная деформация шины
ш1
Таким образом, для обеспечения заданной частоты колебаний подрессо
ренной массы
М1,
ω
=ν
2
1
z
=
π
2
Σ
например, с частотой
C
π
М
;
f
р1
1 Гц,
Σ
1
fff
–
1
≈
2
, (5.9)
р1ш1
деформация рессоры
деформация
, (5.8)
f
Σ
.
f
должна составлять
1
,
-
250 мм.
Зная деформацию шины
ходят деформацию
46
f
и
жёсткость
р1
f
(
жёсткость и нагрузка на шину известны
ш1
Ср1
рессоры
С
р1
:
М
1
=
. (5.10)
f
р1
), на-
Максимальный динамический прогиб упругого элемента определяет воз
-
можность поглощения ударов со стороны почвы. Для нахождения динамиче
ской деформации
динамичности
Для колёсных тракторов
f
и
потенциальной энергии подвески вводят коэффициент
д1
:
ff
k+=
д
k
= 2,3…3,
д
д1р1
. (5.11)
f
р1
что соответствует
f
= (1,3…2)
д1
f
.
р1
Иногда найденные прогибы упругих элементов не могут быть реализова
ны по условиям компоновки. Тогда прогиб подвески уменьшают по сравнению
с расчётным значением, а для снижения частоты колебаний системы устанав
ливают амортизаторы, которые гасят вынужденные колебания за счёт уст
ройств, повышающих трение в системе подвески
.
-
-
-
-
47
Цель
РАСЧЁТ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
работы:
Лабораторная работа 6
АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ
закрепить знания по особенностям устройства, принципу
работы и методике расчёта рулевого управления автотракторной техники
Оборудование:
ления автотракторной техники
плакаты, схемы, отдельные детали и узлы рулевого управ
.
.
1.
Изучить
Порядок выполнения работы
детали и узлы рулевого управления автотракторной техники
место их расположения и приёмы проведения эксплуатационных регулировок
2.
Составить
отчёт о проделанной работе
.
Краткие теоретические сведения
Обычная схема рулевого управления колёсной автотракторной техникой
включает в себя: рулевой механизм, рулевой привод и рулевой усилитель
Рулевой
угловое перемещение рулевой сошки
механизм
преобразует вращательное движение рулевого колёса в
.
.
-
,
.
Рулевым
приводом
называется система тяг и рычагов, соединяющих руле
вую сошку с осями направляющих колёс и обеспечивающих их правильную
кинематику при повороте
.
Рулевой механизм должен удовлетворять некоторым особым тре
бованиям
.
1.
Передаточное число его должно быть выбрано с таким расчётом, что
бы отклонение управляемых колёс от нейтрального положения на максималь
ный угол
(35…40°)
происходило за
1,25 – 2
оборота рулевого колеса в каждую
сторону от положения, занимаемого им при прямолинейном движении. Умень
шение указанного числа оборотов улучшает манёвренность машины, однако
при чрезмерном его уменьшении движение машины, в особенности на высоких
скоростях, становится неустойчивым и управление ею затруднительным. У ос
новных моделей автомобилей и тракторов передаточное число рулевых меха
низмов находится в пределах
15 – 25.
Применение сервоустройств того или
иного типа, снижающих затраты физической энергии для управления машиной
-
-
-
-
-
-
-
,
позволяет уменьшать передаточное число рулевого механизма
48
.
2.
КПД рулевого механизма должен иметь разную величину, в зависимо
-
сти от того, в каком направлении передаётся действующий на механизм мо
мент
:
− от
направлении
вуют толчки от неровностей дороги (обратный КПД
− для
можно более высоким
− обратный
рулевого колеса к рулевой сошке
– от
управляемых колёс на рулевую сошку, когда на колёса дейст
(
прямой КПД) или в обратном
);
облегчения поворота желательно, чтобы прямой КПД был воз
;
КПД целесообразно иметь несколько меньшим, чтобы уст
ранить или хотя бы ослабить отдачу обратных ударов от дороги на рулевое ко
лесо, а через него водителю
.
Вместе с тем снижение обратного КПД рулевого механизма не должно
быть чрезмерным, чтобы сохранить его «обратимость» и дать таким образом
машине возможность при освобождении водителем рулевого колеса возвра
щаться из криволинейного движения при повороте в прямолинейное под дейст
-
-
-
-
-
-
-
вием стабилизирующего момента
3.
Рулевой механизм должен обладать допустимым минимальным люф
.
том, который можно было бы восстанавливать в процессе эксплуатации. В не
которых конструкциях зазоры между сопрягаемыми элементами рулевого ме
ханизма делаются переменными: минимальными на среднем участке и посте
пенно возрастающими по мере отклонения механизма от нейтрального положе
ния; благодаря этому машина устойчиво сохраняет прямолинейность движения
и в то же время устраняются затруднения для возвращения колёс в нейтральное
положение после поворота
.
Рассмотрим несколько основных, наиболее распространённых типов ру
левого механизма. На рисунке
стоящего из цилиндрического червяка
казан в положении, соответствующем повороту машины
6.1, а
приведена схема рулевого механизма, со
1 и
червячного сектора
2.
Механизм по
.
Если в данном рулевом механизме сделать, что угол подъёма винтовой
-
-
-
-
-
-
-
-
линии будет меньше угла трения, то толчки и удары, воспринимаемые управ
ляемыми колёсами, будут полностью гаситься силами трения в рулевом меха
низме и на рулевое колесо не будут передаваться, но при этом потеряется воз
можность использовать стабилизирующий момент для возвращения управляе
мых колёс в нейтральное положение после освобождения рулевого колеса. По
этому
рулевые
червячные механизмы выполняются на грани обратимости
.
-
-
-
-
-
49
50
Рис. 6.1. Схемы основных типов рулевых механизмов:
а – цилиндрический червяк-сектор; б – глобоидальный червяк-ролик;
в – комбинированные винт-гайка и зубчатая рейка-сектор
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]