Розрахунок та побудова характеристик машини - скрепер-4х2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки,молоді та спорту України

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

(ХНАДУ)

Механічний факультет

Кафедра будівельних і дорожніх машин ім. А.М. Холодова

Пояснювальна записка

до курсової роботи

з дисципліни «Проектування трансмісій БДМ»

Розрахунок та побудова характеристик машини - Скрепер-4х2

Студент гр. М-34 Горгуновский В.

2011

Зміст

1. Вихідні данні на скрепер

2. Розрахунок та побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна машини.

3. Розрахунок та побудова тягової характеристики машини

4. Розрахунок та побудова динамічного паспорту машини

5. Визначення параметрів руху машини за допомогою динамічного паспорта

6. Розрахунок показників стійкості машини

1. Вихідні данні скрепера.

Найменування	Позначення	Значення	Розмірність
01. Максимальна потужність двигуна.	Nmax	225	кВт
02. Номінальна частота обертання колінчастого валу.	nN	210	рад/сек
03. Колісна формула.	_	4Ч2	_
04. Передаточні числа КП:	іКП		_
		I		81
		II		47
		III		25
IV		-
	V		-
05. Передаточне число головної передачі.	іГП	-	_
06. Власна вага автомобіля.	Gо	270000	H
07. Повна|цілковита| вага автомобіля.	Ga	450000	H
08. Вага яка припадае на ведучі колеса: При власній вазі При повній|цілковитій| вазі	Go2 Ga2	140000 230000	H H
09. Колія автомобіля.	B	2,4	м
10. Висота автомобіля.	H	3.3	м
11. Статичний радіус колеса.	rK	0.8	м
12. Коефіцієнт тертя між колесом і грунтом.	f	0,04	_
13. Коефіцієнт тертя кочення.	цx	0,8	_
14. Коефіцієнт опору повітря.	K0	0,7	Н·с2/м4
15. Ухил дороги.	i	0,01	_

 Розрахунок та побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна машини.

Для розрахування й побудування зовнішньої швидкісної характеристики двигуна, потужності й моменту на колінчатому валу двигуна необхідно поточні значення потужності розрахувати за допомогою емпіричного рівняння:

N_e = N_max (бл + bл² - cл³),кВт, (2.1)

N_max - максимальна потужність, кВт;

a, b, c - емпіричні коефіцієнти,

для дизельних двигунів: a = 0,6, b = 1,4, c = 1.

л= n_e/ n_N (2.2)

n_e - поточне значення частоти обертання колінчатого вала, рад/сек;

n_N -частота обертання колінчатого вала при максимальній потужності двигуна, рад/сек

Значення л вибрати в діапазоні від 0,2 до 1,0 для дизельних двигунів, наприклад: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0.

N_e1=255·(0,6·0,2+1,4·0,2²-1·0,2³)=42.84 кВт,

N_e2=255·(0,6·0,4+1,4·0,4²-1·0,4³)=102 кВт,

N_e3=255·(0,6·0,6+1,4·0,6²-1·0,6³)=165.24 кВт,

N_e4=255·(0,6·0,8+1,4·0,8²-1·0,8³)=220.32 кВт,

N_e5=255·(0,6·1+1,4·1²-1·1³)=255 кВт,

Підрахуємо поточне значення частоти обертання колінчатого вала n_e,

виразивши його з л=n_e/ n_N,

отже n_e=л· n_N (2.3)

n_e1 =0,2 · 210=42 рад/сек,

n_e2 =0,4 · 210=84 рад/сек,

n_e3 =0,6 · 210=126рад/сек,

n_e4 =0,8 · 210=168 рад/сек,

n_e5 =1 · 210=210 рад/сек.

Отримані значення потужності двигуна N_e дозволяють розрахувати крутний момент на колінчатому валу при відповідній частоті обертання колінчатого вала n_e по формулі:

M_e=1000· (N_e /n_e) H·м, (2.4)

M_e1=1000·(42.84/42)=1020 H·м,

M_e2=1000·(102/84)=1214,29Н ·м,

M_e3=1000·(165.24/126)=1311,43H·м,

M_e4=1000·(220,32/168)= 1311,43H·м,

M_e5=1000·(255/210)=1214,29 H·м.

Результати розрахунків параметрів занесемо в таблицю 2.1

Таблиця 1.1 - Параметри двигуна

Найменування параметрів	Розмірність	Чисельні значення параметрів
Частота обертання колінчатого вала, ne	рад/сек	42	84	126	168	210
Потужність, Ne	кВт	42,84	102	165,24	220,32	255
Момент на колінчатому валу, Me	H·м	1020	1214,29	1311,43	1311,43	1214,29

По отриманих значеннях побудувати дві криві зовнішньої швидкісної характеристики двигуна (рис.1)

Рисунок 1.1 Зовнішня характеристика двигуна

3. Розрахунок та побудова тягової характеристики машини

Використовуючи зовнішню швидкісну характеристику двигуна, зробити розрахунок тягової характеристики машини.

Тягову силу визначити по формулі:

(3.1)

M_e - поточне значення крутного моменту;

і_кп, і_гп, і_рк - відповідно передаточні числа коробки передач, головної передачі, роздавальної коробки; (в даній роботі і_рк не враховується, так як авто не має роздавальної коробки )

з - ККД трансмісій (приймаємо його рівним 0,80)

г_к - радіус колеса, м.

1-а передача:

,

Н,

 Н,

Н,

Н,

2-а передача:

Н, Н, Н, Н, Н.

3-а передача:

Н, Н, Н, Н, Н,

Тепер визначимо швидкість машини, що відповідає обраним по швидкісній характеристиці значенням n_e, за формулою:

(3.2)

1-а передача: 2-а передача:

м/с, м/с,

м/с, м/с,

м/с, м/с,

м/с м/с м/с, м/с.

3-а передача:

м/с, м/с,

м/с, м/с,

м/с.

№ передачи	Частота обертів колінчатого вала.
	Розрахункові параметри.
	ne1=42	ne2=84	ne3=126	ne4=168	ne5=210
	PT	V	PT	V	PT	V	PT	V	PT	V
1	82620	0,415	98358,3	0,830	106223,4	1,24	106223,4	1,66	98358,3	2,074
2	47940	0,715	57072,1	1,43	61635,8	2,145	61635,8	2,86	57072,1	3,57
3	25500	1,344	30357,8	2,688	32785	4,032	32785	5,376	30357,8	6,72

Результати розрахунків знесемо до таблиці 3.1

За отриманими значеннями Р_т і V будуємо тягову характеристику машини, тобто графік залежності Р_т = ѓ (V). (рис. 2).

На тягову характеристику наносимо силу опору дороги та повітря.

Силу опору дороги розраховуємо по формулі:

Р_ш=G_a•ш (3.3)

Р_ш= 450000•0.05 = 22500Н

де ш = ѓ + і = 0.04+0.01=0.05 - коєф. опору дорозі.

Далі необхідно визначити силу опору повітря яка визначається по формулі:

(3.4)

де k₀ =0,7 Н•с²/м⁴- коефіцієнт опору повітря,

F - лобова площа машини, м²

F = B•H = 2,4•3,3 =7,92м²

V - швидкість машини. Визначимо силу опору повітря для кожної передачі беручі максимальне значення швидкості кожної передач

Сила тяги по зчепленню визначаємо по формулі:

Р_ц= G_a•ц (3.5)

Р_ц= 450000•0.8 = 360000 Н.

Нанесемо всі криві на графік силової характеристики (рис.2).

Рисунок 2 Графік силовой характеристики

4 Розрахунок та побудова динамічного паспорту машини.

Для того щоб побудувати динамічний паспорт машини необхідно розрахувати значення динамічного фактору по формулі:

(4,1)

Знайдемо спочатку необхідні значення по формулі (3.4)

1-а передача:

,Н

Н,

Н,

Н,

Н.

2-а передача:

Н, Н Н,

Н,

Н.

3-а передача:

Н,

Н,

Н,

Н, Н.

1-а передача: 2-а передача:

Н, Н,

 Н, Н,

Н, Н,

Н, Н,

Н. Н.

3-я передача:

Н,

Н,

Н,

Н,

Н.

Таблиця 4.1 Результати розрахунків D_a,V.

№ передачи	Частота обертів колінчатого вала.
	ne1=42	ne2=84	ne3=126	ne4=168	ne5=210
	Розрахункові параметри.
	Da	V	Da	V	Da	V	Da	V	Da	V
1	0,18	0,415	0,22	0,830	0,24	1,24	0,24	1,66	0,22	2,074
2	0,11	0,715	0,13	1,430	0,14	2,145	0,14	2,860	0,13	3,57
3	0,06	1,344	0,067	2,688	0,07	4,032	0,072	5,376	0,067	6,72

За отриманими даними V й Da побудувати динамічну характеристику машини.

Динамічна характеристика машини, доповнена номограмою навантажень і лініями обмеження по буксуванню, являє собою динамічний паспорт (рисунок 3).

Для побудови номограми навантажень вісь абсцис динамічної характеристики продовжують уліво, від початку координат і на ній відкладають відрізок довільної довжини. На цьому відрізку наносять шкалу навантаження машини - від 0 до 100%, відлік ведеться від ліворуч праворуч. Через нульову крапку шкали навантажень проводиться вертикальна лінія й на ній наноситься шкала динамічного фактору D₀ для машини без навантаження, тобто з врахуванням тільки власної маси.

Нанесення цієї шкали відбувається у такий спосіб. Розраховується масштаб шкали за формулою:

(4.2)

де a - масштаб шкали динамічного фактору для машини с повною вагою.

На шкалі D₀ відкладається знайдене значення a₀.

Однакові значення крапок на шкалі D₀ й D_a з'єднуються прямими лініями (0,1 з 0,1; 0,2 з 0,2 і т.д.).

На номограму навантажень наносять лінії обмеження тягового зусилля по буксуванню. Для цього визначають динамічний фактор по зчепленню при власній та повній вазі машини за формулами:

; (4.3)

(4.4)

де G₀₂ й G_a2 - навантаження на ведучі колеса відповідно при власній і повній вазі машини.Приймається декілька значень коефіцієнта зчеплення, наприклад ц = 0,2; 0,4; 0,6.

Крапки на шкалі D₀ й D_a, чисельне значення яких визначено при однаковому значенні ц, з'єднуються штрих-пунктирною лінією.



Рисунок 3. Динамічний паспорт

5. Визначення параметрів руху машини за допомогою динамічного паспорта

1) Визначити максимальну швидкість руху при заданих дорожніх умовах в залежності від навантаження;

Задаємося значенням ц_x= 0.2 і навантаженням 50%.Проведемо вертикаль із значень 50 % на шкалі навантаження, до перетину з прямою ц_x= 0.2. З отриманої крапки проведемо горизонталі до перетину з графіком Da = f(v), з точки перетину опустимо перпендикуляр до перетину з віссю швидкостей, точка перетину дасть значення швидкості автомобіля, яка буде дорівнювати 1.6 м/с.

2) Визначити максимально можливий коефіцієнт опору дороги при повній та власній вазі машини;

Задаємося 3-й передачею. З крапки відповідною максимуму кривої проводимо горизонталь до перетину з осями D_а і D₀. Знайдемо максимальне значення D_а, на графіці. Значення D_а в даній крапці відповідатиме максимально можливому коефіцієнту опору дорогі при повній вазі автомобіля, який складає ц_max =

Значення D₀ в даній крапці і дорівнюватиме максимально можливому коефіцієнту опору дорогі при власній вазі, ц_max =

3) Визначити максимальний уклон дороги при заданому коефіцієнті опору коченню в залежності від навантаження;

Значення максимального ухилу|уклону| знаходиться|перебуває| із|із| залежності:

ц = f + i

Використовуємо коефіцієнти опору дороги, знайдені в попередньому завданні, тоді:

i = ц - f

i = - максимальний ухил при повній вазі автомобіля.

i = - максимальний ухил при власній вазі автомобиля.

4) Висновок про можливість руху без повного буксування в заданих умовах;

Задаємося 3-й передачею і з будь-якої точки кривої проводимо горизонтальну пряму до перетину з віссю Dа. Отриманий відрізок відкладаємо на осі D₀ у відповідному масштабі. Після цього сполучаємо отримані точки прямої. Методом інтерполяції визначимо мінімальне значення коефіцієнта зчеплення ц при якому можливий рух автомобіля і при заданому навантаженні 50%, ц =

скрепер двигун машина тяговий

6. Розрахунок показників стійкості машини

У цій частині курсової роботи треба виконати розрахунок показників стійкості машини за умовами перекидання та занесення при русі по схилу та у повороті.

Показниками стійкості при русі по схилу є значення максимальних кутів схилу за умов не перекидання та не знесення машини.

Максимальний кут поперечного схилу за умови не перекидання машини визначити за формулою:

(6.1)

50⁰

де - центр тяжіння машини, який треба визначити за технічною

характеристикою, або приблизно прийняти рівним 0,3 висоти машини Н.

Максимальний кут поперечного схилу за умови не знесення машини до основи

схилу визначити за формулою:

(6.2)

38.65⁰

Показниками стійкості при русі у повороті є значення максимальних швидкостей руху за умов не перекидання та незанесення машини.

Максимальну швидкість руху (м/с) за умов не перекидання визначити за формулою:

(6.3)

44.9 м/с

де R=9.1 м. - мінімальний радіус повороту, визначений за технічною характеристикою.

Максимальну швидкість руху (м/с) за умов незанесення визначити за формулою:

(6.4)

8.4 м/с.

Список літератури

1. Методичні вказівки до курсової роботи «Розрахунок параметрів руху тягачів будівельних та дорожніх машин» з дисципліни «Проектування трансмісій будівельних і дорожніх машин» для студентів спеціальності 7.090214/ Укладачі: С.Г. Ковалевський;О.В. Щербак; О.В. Ярижко. - Харків: ХНАДУ, 2009. - 16 с.

2.Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.: Транспорт, 1993 - 542 с.

Размещено на Allbest.ru