- •Введение
- •1 Аналитический обзор существующих конструкций
- •2 Описание принципа действия принятой конструкции
- •3 Расчёт основных параметров
- •4 Тяговые расчеты
- •4.1 Тяговые расчеты для рабочего передвижения
- •4.1 Тяговые расчеты для рабочего передвижения
- •4.2. Движение по горизонтальному участку пути
- •4.3 Движение в гору
- •5 Статические расчеты
- •5.1 Определение коэффициентов запаса устойчивости при рабочем положении
- •5.2 Расчет проходимости
- •5.3 Статические расчеты при переводе рабочего органав транспортное положение
- •5.4 Статические расчеты для транспортного перемещения
- •5.4.1 Расчет в продольной плоскости
- •5.4.2 Расчет в поперечной плоскости
- •6 Подбор гидромотора
- •7 Прочностные расчеты
- •7.1 Расчет шпоночного соединения
- •7.2 Расчет подшипников
- •8.5. Прочностной расчет на кручение вала
- •8 Особенности эксплуатации машины
- •8.1 Техническое обслуживание
- •8.2 Техника безопасности
- •8.3 Хранение и консервация
- •9 Технико-экономические показатели
- •10 Заключение
3 Расчёт основных параметров
В соответствии с описанием принятой конструкции косилки роторы представляют собой треугольные диски, на каждом из которых шарнирно установлены по три плоских ножа(рисунок 3.1).
Рассчитаем число роторов Np:
, (3.1)
.
= 4,2…2,9 ;
Принимаем.
У существующих многороторных косилок роторы обычно кинематически связаны зубчатыми колесами, поэтому опасности столкновения ножей нет и требуемое перекрытие обеспечивается за счет некоторого взаимного перекрытия траекторий концов ножей. Предварительный расчет диаметра роторавыполним по формуле:
, (3.2)
Рисунок 3.1 – Схема к расчету параметров ротора четырехроторной
косилки.
.
Принимаем м.
Параметры ножа показаны на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Схема к расчету параметров ножа ротора.
Кинематически длина режущей части ножа hp должна определяться из условия ,однако с учетом того, что при взаимодействии со срезаемой растительностью нож отклоняется назад от радиального положения, длину режущей части принимаем по условию:
, (3.3)
где С - подача на нож.
, (3.4)
где – номинальная скорость рабочего передвижения;
– диаметр ротора по концам ножей;
– окружная скорость роторов по концам ножей. Принимаем =60 м/с;
– число ножей на роторе (=3).
Определяем скорость передвижения :
, (3.5)
где - техническая производительность косилки (= 4,0м2/с по заданию).
м/с.
По формуле (3.4) получим:
м.
Тогда
= 1,20,19= 0,022м.
Принимаем = 60 мм.
Угол заострения α3 ножа принимается 25...32°. Принимаем =25°.
Диаметр отверстия оси d0= 15...22 мм. Принимаем d0 =18 мм.
Координата центра отверстия оси определяется прочностным расчетом, но предварительно может быть принята равнойd0. Принимаем = 20 мм.
Ширина ножа = 45...65 мм. Принимаем = 50 мм.
Толщина ножа = 4,5...6,0 мм. Меньшие значения принимают для многороторных косилок. Принимаем = 5 мм.
Обычно общая длина ножа составляет120... 145 мм. Компоновочно по рисунку 3.2 принимаем 100 мм.
Диаметр диска (корпуса) DД (рисунок 3.1) принимается по формуле:
, (3.6)
м.
Принимаемм.
При ударе ножа о неперерезаемый стебель нож отклоняется и уходит под корпус, поэтому диаметр окружности установки осей ножей D0определяем по следующей рекомендации:
, (3.7)
.
Принимаем мм.
Ориентировочно определим величину перекрытия:
=(0,15...0,20), (3.8)
= (0,15...0,20) 0,54 = 0,081. .0,1м.
Компоновочно:
, (3.9)
Величина перекрытия должна быть такой, чтобы срезание растительности происходило до ее встречи с передним краем корпуса редуктора режущего аппарата. Для расчета необходимо знатьширину редуктора Вр режущего аппарата. Расчет Вр выполним путем использования методов проектирования параметров редуктора с цилиндрической прямозубой передачей.
Прочностной расчет редуктора следует вести по наиболее нагруженной паре зубчатых колес, которой является первая от привода. Поэтому приближенно расчетный момент можно вычислить по формуле:
, (3.10)
где – мощность на привод рабочего органа;
– угловая скорость ротора, соответствующая .
Угловая скорость:
, (3.11)
с.
Значение можно найти по рекомендации
, (3.12)
где удельная мощность, приходящаяся на единицу ширины
захвата,кВт/м.Принимаем Руд = 12 кВт/м
кВт.
кНм.
Рисунок 3.3 –Схема к расчету параметров многороторной косилки
По рекомендациям по проектированию зубчатых передач из условия обеспечения прочности определяем межосевое расстояние .
При передаточном отношении, равном единице, коэффициенте ширины венца 0,16, прямозубых колесах, седьмом классе точности изготовления колес из подвергнутой требуемой термообработке стали 18ХГТ, 45Х или 20ХН минимально необходимое межосевое расстояние передачи можно предварительно рассчитать по формуле
, (3.13)
= 163,53 мм.
Значение модуля т предварительно можно принять 2,5...4 мм.
Принимаем т = 3.
Необходимо, чтобы выполнялось условие aw, где а - межосевое расстояние, определенное по условиям компоновки привода. Величину а согласно рисунка 3.3 можно предварительно рассчитать по формуле
а = (-) / [3(Np- 1)], (3.14)
а = (1,9 - 0,54) / [3 (4 - 1)] = 0,151 м.
Принимаем a = 150 мм. ( Пи это увеличиваем ширину шестерни).
При зубчатых колесах с одинаковыми делительными диаметрами dД следует уточнить а с учетом того, что:
a = da = m, (3.15)
где - число зубьев шестерни.
Формулу (4.15) решим относительно числа зубьев :
z3 = = = 50.
Согласно рисунку 3.4, на котором показан поперечный разрез корпуса редуктора, ширину корпуса можно найти следующим образом:
, (3.16)
где зазор между зубчатым колесом и картером,ек= 8... 10 мм;
толщина стенки картера;
ширина пояса картера, = 25.. .35 мм.
Величина определяется по формуле :
= 1,12, (3.17)
= 1,12 = 3,55 мм.
Принимаем = 4 мм.
мм.
Рисунок 3.4 – Схема поперечного сечения редуктора многороторной косилки.
Необходимая величина перекрытия может быть определена по формуле:
, (3.18)
м.
После расчетауточнимпо формуле:
, (3.19)
,
м.
диаметр малой оси эллипса:
.
Принимаем
Значение основных параметров сводим в таблицу 3.1
Таблица 3.1 Значения основных параметров
№ |
Параметр |
Размерность |
Значение |
1 |
Число роторов |
шт. |
4 |
2 |
Техническая производительность |
м2/с |
4,0 |
3 |
Количество ножей на одном роторе |
шт. |
3 |
4 |
Общее количество ножей |
шт. |
12 |
5 |
Ширина захвата |
м |
1,9 |
6 |
Окружная скорость роторов |
м/с |
60 |
7 |
Подача на нож |
м (мм) |
0,02 (20) |
8 |
Диаметр ротора по концам ножей |
мм |
540 |
9 |
Номинальная скорость рабочего Передвижения |
км/ч(м/с) |
8,46(2,1) |
10 |
Длина режущей части |
мм |
60 |
11 |
Диаметр диска |
мм |
370 |
12 |
Длина ножа ротора |
мм |
100 |
13 |
Мощность на привод рабочего органа |
кВт |
20,4 |
14 |
Угловая скорость ротора |
рад/с |
245 |
15 |
Ширина корпуса редуктора |
мм |
226 |
16 |
Перекрытие ножей |
мм |
90 |