Тяговый расчет колесного трактора 4К4а

Исходные данные

трактор пневмомашина тяговый дизель

Номинальное тяговое усилие 17.7 кН

Тип движителя трактора 4К4а

Назначение трактора пропашной трактор

Теоретическая скорость на 1-ой передаче 8,4км/ч

Количество передач 4

1. Дополнительные исходные данные

1.Тяговый расчет

1.Определяем эксплуатационный вес и массу трактора

где конструкционная масса т_к трактора равна

где к_к = 1,15 — для колесных тракторов.

2.Определяем силу сопротивления качению трактора

P_f = f G₃ = 0,1 •44.25 = 4.425 кН.

3.Определяем номинальную касательную силу тяги

Р_кн = Р_р + P_f = 17.7 + 4.425 = 22.125 кН.

4.Определяем предельные по сцеплению силу тяги на крюке и касательную силу тяги

P_кр^пр=ц_кр^сц л_сц G₃=0.6•1•41.25=26.55 кН;

P_к^пр= P_кр^пр+ P_f=26,55+4,425=30,97 кН

5.Определяем статическую нагрузку на оси трактора

Y_1ст =(1 — л_ст) G₃= 0,35•44,25 = 15,48 кН;

Y_2ст = л_ст G₃= 0,65 • 44,25 = 28,76 кН.

6.Определяем динамическую нагрузку на оси трактора при Р_кр = Р_крн

Y_1н =Y_1ст — =15,48 — 12,7кН;

Y_2н =Y_2ст— =28,76 + 31,5кН.

где принимаем h_кр = 0,4 м; L = 2,57 м (трактор-прототип МТЗ- 102).

7. Для подбора пневмошин определяем расчетные на них нагрузки (статическую нагрузку для шин переднего моста и динамическую для шин заднего моста)

Q₁=1.3 = 1,3 =10кН;

Q₂=1.3 = 1,3 =20,4кН;

и выбираем давление воздуха в пневмошинах.

р₁ = 160кПа, р₂ = 110 кПа

8.По расчетным значениям вертикальной нагрузки на шины и принятым давлениям в них по соответствующим таблицам, приведенными в ГОСТ 7463–89 «Шины пневматические для тракторов и сельскохозяйственных машин подбираем шины, и определяем технические данные этих шин.

2. Технические данные пневмошин

9.Определяем динамические радиусы пневмошин по приближенной эмпирической формуле

г_д1 = 0,5 D₁ — (0,14…0,18)) = 0,5•0.98 — 0,16 • 0,284 = 0,44 м;

г_д2 = 0,5 D₂ -(0,14…0,18)b₂ = 0,5•1,68 -0,16•0,429 = 0,77 м.

Принимаем эти значения радиусов в качестве расчетных для всех режимов нагружения колес трактора.

10.Производим для ряда значений Р_к подсчет коэффициентов буксования по формуле

11. По данным табл. 3 строим кривую буксования проектируемого трактора).

3. Зависимость буксования от тяговой силы P_кр

12.Для заданного числа передач n = 4, используя в качестве прототипа трансмиссию трактора МТЗ-102, строим кинематическую схему и по ней определяем соответствующие числа полюсов зацепления зубчатых колес:

· в приводе к переднему мосту: п₁ = 4; п₂ = 3; п₃ = 0;

· в приводе к заднему мосту: п₁ =3; п₂ =1; п₃ =0.

13.Определяем механические КПД к передним и задним колесам приводов:

?_м =?_г ?_тр=,

где принимаем:

?_г=1.0; ?₁=0,99; ?₂=0,98; ?₃=0,99

Результаты расчета частных механических КПД:

?_м1=0,904 ?_м2=0,951

Определяем значение механического КПД всей трансмиссии

?м=а₁ ?_м1 + а₂ ?_м2 = 0,938,

где:

а₁= = =0.287 а₁= = =0.711

Рис. 2. Кинематическая схема трансмиссии колесного трактора 4К4а (рабочий диапазон)

14. Определяем потребную номинальную мощность двигателя где по заданию v_{T 1} — 8,4 км / ч =2,36 м / с.

15. По расчетному значению мощности выбираем серийный двигатель — 4-х тактный Д-260Т

4. Параметры выбранного серийного тракторного дизеля

16.Определяем следующие параметры внешней скоростной характеристики двигателя:

· частоты вращения вала двигателя:

крутящие моменты двигателя:

где крутящий момент М₀ соответствует режиму работы двигателя при частоте п₀

· эффективные мощности двигателя:

· часовые расходы топлива:

· удельные расходы топлива: г/(кВтч)

5. Параметры внешней скоростной характеристики дизеля Д-260Т

18. Определяем параметры потенциальной тяговой характеристики трактора для ряда значений Р_кр по формулам:

6. Расчетные параметры ПТХ трактора

= 4,4 кН N_н = 61кВт N_м = 3,78 кВт N_к = 57.22 кВт

19.Строим по данным табл. 6 потенциальную тяговую по которой определяем следующие параметры:

максимальные значения тягового КПД и крюковой мощности

(при Р_кр = 21,5 кВт): ?_Т = 0,61; N_Kp = 38,52 кВт;

диапазон рабочих значений сил тяги, удовлетворяющих условию

?_Тр > 0,95 ?_Тм = 0,95 0,61 = 0,58, равен ДР_кр = АВ =… кН (числовые значения, А и В определяется по ПТХ).

20.Определяем передаточное число трансмиссии на 1-ой передаче:

· к заднему мосту

· к переднему мосту

21. Определяем знаменатель геометрического ряда передаточных чисел трансмиссии

где принимаем v_T4 — 15 км / ч, т.к. при этом расчетное значение знаменателя геометрического ряда удовлетворяет требуемому условию

22. Подсчитываем передаточные числа для всех передач по формуле

7. Значения сил тяги на различных передачах

23. Определяем силовые параметры (Р_к и Р_кр) тяговой характеристики для 2-х основных режимов работы двигателя п =п_н и п =п_м

24. Определяем скоростные параметры (v_T и v) тяговой характеристики для 3-х основных режимов работы двигателя n — п_н; n — п_м и n — n_м

8. Значения скоростных параметров тяговой характеристики

25.Определяем мощностные и топливно-экономические параметры тяговой характеристики для 3-х основных режимов работы двигателя по одним и тем же формулам где необходимые значения N_e и G_T определяются по внешней скоростной характеристике двигателя. Результаты расчетов приведены в таблицу.

26.По данным таблиц строим графики тяговой характеристики проектируемого трактора. На тяговой характеристике отражаем графики зависимостей от тяговой силы P_Kp: скоростных параметров n, v, мощностных параметров N_e, N_Kp, ?_т, а также топливно-экономических параметров G_T, на каждой передаче. Кроме того, приводится также график кривой буксования трактора.

9. Расчетные значения мощностных и топливно-экономических параметров