Тяговый расчет ГМ
.pdf
41
|
|
V 21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
2 |
|
2 |
|
a |
2 |
3 |
3 |
a |
3 |
4 |
4 |
|
|||||||
t = ∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
dV =a0 (V2 −V1) + |
|
|
(V2 |
−V1 |
) + |
|
(V2 |
−V1 ) + |
|
(V2 |
−V1 |
). |
|||||||||||||||||||||
j |
2 |
3 |
4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
V 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
С учетом потери скорости на переключение передач |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
V1 |
|
|
|
|
= |
V 2l |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(l+1) |
|
|
λl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
λl |
= |
|
|
|
|
|
1 |
|
= |
|
|
1 |
|
|
= |
|
|
1 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
g ψ tn |
|
|
9,81 0,06 |
1 |
|
|
0,59 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
1− |
|
|
|
|
|
1− |
|
1− |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
δl V2l |
|
|
δl V2l |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
δl V2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
I передача: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V21= = 9,51 км/ч = 2,64 м/с; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
V11 = 6,66 км/ч = 1,85 м/с; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
t1 = -3,416·(2,64-1,85) + 5,067·(2,642 – 1,852)/2 – 2,335·(2,643 – 1,853)/3+ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
+ 0,3635·(2,644 – 1,854)/4 = 0,24 с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
λI |
= |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
=1,12; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
0,59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
1− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
2,08 2,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
II передача: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
V |
|
= |
2,64 |
= 2,36 м/с = 8,49 км/ч; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1II |
1,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
V2II = 12,91 км/ч = 3,58 м/с |
|
tII = 0,0788·(3,58-2,36) + 0,2889·(3,582 – 2,362)/2 – 0,1367·(3,583 – 2,363)/3+ |
|
+ 0,02326·(3,584 – 2,364)/4 = 0,43 с. |
|
nд0II = V1II u0II = |
8,49 15,49 =1316 мин-1. |
0,377 rк |
0,377 0,265 |
Аналогичные расчеты выполняются и для промежуточных точек на каждой передаче.
Результаты расчетов сводим в таблицу.
5.7. Результаты точного расчета времени разгона машины
I передача |
V, км/ч |
6,66 |
7,13 |
7,61 |
8,08 |
8,56 |
9,03 |
9,51 |
t0 = 1,01 c |
V, м/с |
1,85 |
1,98 |
2,11 |
2,25 |
2,38 |
2,51 |
2,64 |
λ= 1,12 |
t, c |
0,00 |
0,04 |
0,07 |
0,11 |
0,15 |
0,20 |
0,24 |
tп=1 с |
tразг, c |
1,01 |
1,05 |
1,08 |
1,12 |
1,16 |
1,21 |
1,25 |
II передача |
V, км/ч |
8,49 |
9,22 |
9,95 |
10,69 |
11,42 |
12,15 |
12,91 |
λ =1,108 |
V, м/с |
2,36 |
2,56 |
2,77 |
2,97 |
3,17 |
3,38 |
3,58 |
nд0=1316 мин-1 |
t, c |
0,00 |
0,06 |
0,13 |
0,20 |
0,27 |
0,34 |
0,43 |
tп=1 с |
tразг, c |
2,25 |
2,32 |
2,38 |
2,45 |
2,52 |
2,60 |
2,68 |
42
Продолжение табл. 5.7
III передача |
V, км/ч |
|
11,63 |
12,62 |
13,62 |
14,62 |
15,61 |
16,61 |
17,62 |
||||
λ =1,090 |
V, м/с |
|
3,23 |
3,51 |
3,78 |
4,06 |
4,34 |
4,61 |
4,89 |
||||
nд0=1321 мин-1 |
t, c |
|
0,00 |
0,19 |
0,40 |
0,61 |
0,83 |
1,08 |
1,35 |
||||
tп=1 с |
|
|
tразг, c |
|
3,68 |
3,79 |
3,90 |
4,02 |
4,14 |
4,28 |
4,42 |
||
IY передача |
V, км/ч |
|
16,15 |
17,44 |
18,73 |
20,03 |
21,32 |
22,61 |
23,92 |
||||
λ= 1,071 |
V, м/с |
|
4,49 |
4,85 |
5,20 |
5,56 |
5,92 |
6,28 |
6,64 |
||||
nд0=1351 мин-1 |
t, c |
|
0,00 |
0,19 |
0,40 |
0,61 |
0,83 |
1,08 |
1,35 |
||||
tп=1 с |
|
|
tразг, c |
|
5,42 |
5,61 |
5,82 |
6,03 |
6,25 |
6,50 |
6,77 |
||
Y передача |
V, км/ч |
|
22,32 |
24,01 |
25,71 |
27,40 |
29,09 |
30,78 |
32,52 |
||||
λ= 1,054 |
V, м/с |
|
6,20 |
6,67 |
7,14 |
7,61 |
8,08 |
8,55 |
9,02 |
||||
nд0=1374 мин-1 |
t, c |
|
0,00 |
0,38 |
0,78 |
1,21 |
1,67 |
2,18 |
2,74 |
||||
tп=1 с |
|
|
tразг, c |
|
7,77 |
8,15 |
8,55 |
8,98 |
9,44 |
9,95 |
10,51 |
||
YI передача |
V, км/ч |
|
30,81 |
33,04 |
35,28 |
37,51 |
39,74 |
41,98 |
44,25 |
||||
λ=1,040 |
V, м/с |
|
8,56 |
9,18 |
9,80 |
10,42 |
11,04 |
11,66 |
12,28 |
||||
nд0=1394 мин-1 |
t, c |
|
0,00 |
0,85 |
1,76 |
2,75 |
3,86 |
5,12 |
6,60 |
||||
tп=1 с |
|
|
tразг, c |
|
11,51 |
12,36 |
13,27 |
14,26 |
15,37 |
16,63 |
18,11 |
||
YII передача |
V, км/ч |
|
42,50 |
44,45 |
46,39 |
48,34 |
50,28 |
52,23 |
54,22 |
||||
nд0=1412 мин-1 |
V, м/с |
|
11,81 |
12,35 |
12,89 |
13,43 |
13,97 |
14,51 |
15,05 |
||||
|
|
|
t, c |
|
0,00 |
1,68 |
3,46 |
5,30 |
7,25 |
9,47 |
12,21 |
||
|
|
|
tразг, c |
|
19,11 |
20,79 |
22,57 |
24,41 |
26,36 |
28,58 |
31,32 |
||
11. Характеристика разгона машины по пути |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
7 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
||
s разг |
= s0 + ∑sl + |
∑sпl . |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
V1 t0 |
|
l =1 |
l=1 |
|
|
|
|
|
|
|||
s0 = |
|
= |
6,66 1,01 |
= 0,93м. |
|
|
|
|
|
||||
3,6 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
3,6 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
а). Приближенный расчет s =V32,6+V21 (t2 −t1) ,
sп =Vп3,6tп .
Для первой передачи: V1 =6,66 км/ч, V2 = Vп= 9,51 км/ч, t1 = 1,01 с,
t2 = 1,26 с.
s = 9,51+ 6,66 (1,26 −1,01) = 0,56м, 3,6 2
43
= 9,51 1 =
sп 3,6 2,64м.
Аналогичные расчеты выполняем для остальных передач. Результаты помещаем в таблицу.
5.8. Результаты приближенного расчета пути разгона машины
№ |
V1, |
V2, |
Vп, |
t2-t1=t, |
s0, |
s, |
sп, |
sразг, |
передачи |
км/ч |
км/ч |
км/ч |
с |
м |
м |
м |
м |
I |
6,66 |
9,51 |
9,51 |
0,25 |
0,93 |
0,56 |
2,64 |
4,13 |
II |
9,04 |
12,91 |
12,91 |
0,39 |
|
1,2 |
3,6 |
8,93 |
III |
12,33 |
17,62 |
17,62 |
0,67 |
|
2,8 |
4,9 |
16,6 |
IY |
16,75 |
23,92 |
23,92 |
1,27 |
|
7,2 |
6,6 |
30,4 |
Y |
22,76 |
32,52 |
32,52 |
2,66 |
|
20,4 |
9,0 |
59,8 |
YI |
30,97 |
44,25 |
44,25 |
6,47 |
|
67,6 |
12,3 |
139,7 |
YII |
42,17 |
54,22 |
54,22 |
12,4 |
|
166 |
|
305,7 |
б). Точный расчет
Зависимости V = f(tразг), представленные в табл. 5.7 массивами точек аппроксимируем полиномами третьей степени
V = a0 + a1 t разг + a2 t 2разг + a3 t3разг.
Для вычисления коэффициентов воспользуемся программой для ЭВМ, текст которой представлен в Приложении. Значения скорости для размер-
ности [ м/с].
Результаты расчета:
5.9. Коэффициенты полиномов для вычисления V = f(tразг)
№ передачи |
a0 |
|
|
a1 |
|
|
|
a2 |
|
|
a3 |
|
I |
1,128 |
|
-6,669 |
|
11,55 |
|
|
-4,197 |
||||
II |
-20,55 |
|
20,23 |
|
-5,931 |
|
|
0,6498 |
||||
III |
-93,41 |
|
66,01 |
|
-15,28 |
|
|
1,216 |
||||
IY |
-3,668 |
|
-0,01865 |
0,495 |
|
|
-0,03948 |
|||||
Y |
3,178 |
|
-1,413 |
|
0,3591 |
|
|
-0,01635 |
||||
YI |
-5,617 |
|
1,765 |
|
-0,05245 |
0,0005275 |
||||||
YII |
8,867 |
|
-0,1413 |
|
0,02278 |
-0,0003819 |
||||||
s = t∫2V dt =a0 (t2 |
− t1) + |
a1 |
(t22 |
− t12 ) + |
a2 |
(t23 − t13 ) + |
a3 |
(t24 − t14 ). |
||||
|
|
|
||||||||||
|
t1 |
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Путь, пройденный машиной при движении по инерции за время переключения передачи
sпl = |
V2 l |
(1+ |
1 |
) tп. |
|
|
|||
2 |
|
λl |
||
Тогда
44
1 передача:
t11 = 1.01 c; |
t21 = 1.25 с; |
|
|
|
|
|
|
|
sI = 1,128·(1,25 -1,01) -6,669·(1,252 – 1,012)/2 + 11,55·(1,253 – 1,013)/3 |
||||||||
-4,197·(1,254 – 1,014)/4 = 0,54 м, |
|
|
|
|
|
|
||
2 передача: |
|
|
2,64 |
|
|
1 |
|
|
t1II = 2.25 c; |
t2II = 2.68 с; sпI −II |
= |
(1+ |
) 1= 2,5м. |
||||
2 |
1,12 |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
s2 = -20.55·(2.68-2.25) + 20.23·(2.682 – 2.252)/2 -5.931·(2.683 – 2.253)/3 |
|||||||||
+ 0.6498·(2.684 – 2.254)/4 = |
1.29 м. |
|
|
|
|
|
|
||
Аналогичные расчеты выполняются и для промежуточных точек на ка- |
|||||||||
ждой передаче. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчетов сводим в таблицу: |
|
|
|
|
|||||
5.10. Результаты точного расчета пути разгона машины |
|
|
|
||||||
I |
V, км/ч |
6,66 |
7,13 |
7,61 |
8,08 |
8,56 |
9,03 |
9,51 |
|
передача |
V, м/с |
1,85 |
1,98 |
2,11 |
2,25 |
2,38 |
2,51 |
2,64 |
|
s0 = 0,93 м |
si, м |
0,00 |
0,08 |
0,14 |
0,23 |
0,32 |
0,44 |
0,54 |
|
sп = 2,5м |
sразг, м |
0,93 |
1,01 |
1,07 |
1,16 |
1,25 |
1,37 |
1,47 |
|
II |
V, км/ч |
8,49 |
9,22 |
9,95 |
10,69 |
11,42 |
12,15 |
12,91 |
|
передача |
V, м/с |
2,36 |
2,56 |
2,77 |
2,97 |
3,17 |
3,38 |
3,58 |
|
sп = 3,40м |
si, м |
0,00 |
0,17 |
0,33 |
0,53 |
0,75 |
1,01 |
1,29 |
|
|
sразг, м |
3,97 |
4,14 |
4,30 |
4,51 |
4,72 |
4,98 |
5,26 |
|
III |
V, км/ч |
11,63 |
12,62 |
13,62 |
14,62 |
15,61 |
16,61 |
17,62 |
|
передача |
V, м/с |
3,23 |
3,51 |
3,78 |
4,06 |
4,34 |
4,61 |
4,89 |
|
sп = 4,69м |
si, м |
0,00 |
0,37 |
0,77 |
1,24 |
1,75 |
2,37 |
3,04 |
|
|
sразг, м |
8,67 |
9,07 |
9,44 |
9,91 |
10,41 |
11,04 |
11,70 |
|
IY |
V, км/ч |
16,15 |
17,44 |
18,73 |
20,03 |
21,32 |
22,61 |
23,92 |
|
передача |
V, м/с |
4,49 |
4,85 |
5,20 |
5,56 |
5,92 |
6,28 |
6,64 |
|
sп = 6,42м |
si, м |
0,00 |
0,93 |
1,94 |
3,07 |
4,33 |
5,86 |
7,60 |
|
|
sразг, м |
16,39 |
17,32 |
18,33 |
19,46 |
20,72 |
22,25 |
23,99 |
|
Y |
V, км/ч |
22,32 |
24,01 |
25,71 |
27,40 |
29,09 |
30,78 |
32,52 |
|
передача |
V, м/с |
6,20 |
6,67 |
7,14 |
7,61 |
8,08 |
8,55 |
9,02 |
|
sп = 8,79м |
si, м |
0,00 |
2,45 |
5,21 |
8,38 |
11,99 |
16,15 |
21,16 |
|
|
sразг, м |
30,41 |
32,86 |
35,62 |
38,79 |
42,40 |
46,56 |
51,57 |
|
YI |
V, км/ч |
30,81 |
33,04 |
35,28 |
37,51 |
39,74 |
41,98 |
44,25 |
|
передача |
V, м/с |
8,56 |
9,18 |
9,80 |
10,42 |
11,04 |
11,66 |
12,28 |
|
sп = 12,04м |
si, м |
0,00 |
7,54 |
16,18 |
26,20 |
38,11 |
52,42 |
70,15 |
|
|
sразг, м |
60,37 |
67,91 |
76,55 |
86,57 |
98,48 |
112,8 |
130,5 |
|
YII |
V, км/ч |
42,50 |
44,45 |
46,39 |
48,34 |
50,28 |
52,23 |
54,22 |
|
передача |
V, м/с |
11,81 |
12,35 |
12,89 |
13,43 |
13,97 |
14,51 |
15,05 |
|
|
si, м |
0,00 |
20,29 |
42,75 |
66,98 |
93,70 |
125,3 |
165,9 |
|
|
sразг, м |
142,5 |
162,8 |
185,3 |
209,5 |
236,2 |
267,9 |
308,4 |
|
45
12. Баланс мощности машины
Nк = Рк·V/ 3,6;
Nf = Рf·V/ 3,6 =9,006·V /3,6=2,5·V;
Nw = 0,0214·kw·(H-h) ·B ·V3= 0,0214·0,65·(1,9-0,4) ·2,5· V3=0,0522 ·V3.
При расчетах используем данные табл.5.2.
Результаты расчетов сводим в таблицу.
5.11. Баланс мощности машины
I передача |
Nк,кВт |
|
232,59 |
242,48 250,13 |
255,29 |
257,72 |
257,18 |
253,45 |
||||||||||
Vхх=10,45 км/ч |
V, км/ч |
|
6,66 |
7,13 |
7,61 |
|
|
8,08 |
|
8,56 |
|
9,03 |
|
9,51 |
||||
II передача |
Nк,кВт |
|
229,57 |
239,10 246,40 |
251,23 |
253,37 |
252,59 |
248,68 |
||||||||||
Vхх=14,19 км/ч |
V, км/ч |
|
9,04 |
9,68 |
10,33 |
|
10,97 |
|
11,62 |
|
12,27 |
|
12,91 |
|||||
III передача |
Nк,кВт |
|
225,39 |
234,42 |
241,24 |
245,62 |
247,36 |
246,24 |
242,07 |
|||||||||
Vхх=19,36 км/ч |
V, км/ч |
|
12,33 |
13,22 |
14,10 |
14,98 |
15,86 |
16,74 |
17,62 |
|||||||||
IY передача |
Nк,кВт |
|
219,80 |
228,16 234,33 |
238,11 |
239,31 |
237,74 |
233,23 |
||||||||||
Vхх=26,29 км/ч |
V, км/ч |
|
16,75 |
17,94 |
19,14 |
20,33 |
21,53 |
22,73 |
23,92 |
|||||||||
Y передача |
Nк,кВт |
|
212,18 |
219,62 224,91 |
227,87 |
228,33 |
226,15 |
221,17 |
||||||||||
Vхх=35,74 км/ч |
V, км/ч |
|
22,76 |
24,39 |
26,02 |
27,64 |
29,27 |
30,89 |
32,52 |
|||||||||
YI передача |
Nк,кВт |
|
201,77 |
207,97 212,06 |
213,89 |
213,35 |
210,33 |
204,72 |
||||||||||
Vхх=48,63 км/ч |
V, км/ч |
|
30,97 |
33,19 |
35,40 |
37,61 |
39,82 |
42,04 |
44,25 |
|||||||||
YII передача |
Nк,кВт |
|
187,58 |
192,08 194,53 |
194,83 |
192,93 |
188,76 |
182,28 |
||||||||||
Vхх=66,2 км/ч |
V, км/ч |
|
42,17 |
45,18 |
48,19 |
|
51,20 |
|
54,22 |
|
57,23 |
|
60,24 |
|||||
V, км/ч |
0,0 |
7,5 |
|
15,0 |
22,5 |
30,0 |
|
37,5 |
45,0 |
52,5 |
60,0 |
66,2 |
||||||
Nw,кВт |
0,0 |
0,02 |
0,18 |
0,6 |
1,4 |
|
|
2,8 |
|
4,7 |
7,6 |
|
11,3 |
15,1 |
||||
Nf,кВт |
0,0 |
18,76 |
37,52 |
56,3 75,1 |
93,8 112,6 131,3 150,1 165,5 |
|||||||||||||
Nf +Nw,, кВт |
0,0 |
18,78 |
37,70 |
56,9 |
76,5 |
|
96,6 |
117,3 |
138,9 |
161,4 180,6 |
||||||||
Результаты тягового расчета представлены на рис. 5.1 - 5.8.
46
47
48
49
50
6. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТИРОВОЧНОГО ТЯГОВОГО РАСЧЕТА ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ, ОБОРУДОВАННОЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
1. Исходные данные для выполнения расчета 1.1. Исходные данные из ТЗ:
-назначение машины: легкий транспортер-тягач, предназначенный для монтажа различных объектов техники и их транспортировки;
-масса машины в рабочем состоянии m0=11300 кг;
-масса груза mгр=4000 кг;
-максимальная скорость движения по дороге с твердым покрытием
Vmax=60 км/ч (16,7 м/с);
-максимальный угол подъема αmax=35º. 1.2. Дополнительные исходные данные Принимаем:
-коэффициент сопротивления прямолинейному движению при максимальной скорости f=0,03;
-величина относительного подъема при этом i=0,03;
-коэффициент сопротивления прямолинейному движению при минимальной скорости f=0,08;
-коэффициент обтекаемости kw=0,65 Н·с2/м2;
-колея машины В=2,5м, габаритная высота Н=1,9 м, дорожный просвет h=0,4 м (аналогично подобной машине МТ-ЛБ);
-КПД механической части трансмиссии ηм = 0,88;
-КПД ГТР на режиме гидромуфты ηгтр = 0.9;
-машина оборудована гусеницами с открытым металлическим шарниром.
2. Определение мощности и выбор двигателя Потребную максимальную свободную мощность двигателя определяем
из условий движения машины с максимальной скоростью Vmax по сухой дороге с твердым покрытием:
NсвN = Pк min V max ,
η0
Pк min = Pf + Pw max;
Pf =( m0 + mгр) ·g·ψ;
m0 + mгр = 11300 + 4000 = 15300 кг; ψ = f + i = 0,03 + 0,03 = 0,06;
Pf = 15300·9,81·0,06 = 9006 H;
Pw max = kw·(H – h) ·B·V 2max = 0,65·(1,9 – 0,4)·2,5·16,72 = 680 H;
Pк min = 9006 + 680 = 9686 H =9,69 кН;
ηгус = 0,95 - 0,018· Vmax = 0,95 - 0,018·16,7 = 0,65;