Тяговий розрахунок трактора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство аграрної політики України

Сумський національний аграрний університет

ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАКТОРА

03.13. 32. 068. ПЗ

Виконала: студентка 3курсу

групи МЕХ 0803-1

Козупиця І.О.

Перевірив: Руденко В.А.

Суми - 2011

Завдання на курсову роботу

Варіант 68

Марка трактора Т-40АМ

Номінальне тягове зусилля, кн. 9

Фон поля виоране

Кількість передач 3

Швидкість руху на першій передачі, км/год 8,2

Максимальна транспортна швидкість, км/год 26

Номінальна частота обертання колінчастого

валу двигуна, хв-1 2050

Питома ефективна витрата палива,г/(кВт*год) 220

Реферат

Розрахунково - пояснювальна записка курсової роботи

18 с., 5 табл., 4 библ., граф. часитина 2 арк.

Ключові слова: ТРАКТОР, ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАКТОРА, РЕГУЛЯТОРНА ХАРАКТЕРИСТИКА, ПОТЕНЦІЙНА ТЯГОВА ХАРАКТЕРИСТИКА, ТЕОРЕТИЧНА ТЯГОВА ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАКТОРА, ДИНАМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА.

Об'єктом розробки є трактор.

Метою курсової роботи є тяговий розрахунок трактора.

В курсовій роботі проведений розрахунок регуляторної характеристики дизельного двигуна трактора. Виконаний розрахунок потенційної тягової характеристики. Розрахована і побудована теоретична тягова характеристика трактора. Побудована динамічна характеристика тракторного поїзда.

Зміст

Вступ

1. Тяговий розрахунок трактора

2.Потенційна тягова характеристика трактора

3.Регуляторна характеристика дизельного двигуна

4.Теоретична тягова характеристика трактора

5.Динамічна характеристика трактора

6. Аналіз техніко-економічних показників розрахованого

Висновок

Література

Вступ

Основним завданням курсової роботи є систематизація і закріплення знань студентів з основних питань теорії трактора і автомобіля.

Трактор чи автомобіль - складні машини, і вимоги, що ставляться до них настільки різноманітні, що для їх задоволення необхідна наявність низки експлуатаційних якостей. Ці якості повинні в комплексі характеризувати ефективність роботи трактора та автомобіля в тих чи інших умовах. Найважливішими експлуатаційними якостями , що вивчаються в теорії трактора та автомобіля і представляють собою сукупність експлуатаційних властивостей, є продуктивність та надійність.

Продуктивність трактора залежить від ширини захвату агрегату, від потужності двигуна, тягового опору робочих органів і від середньої швидкості руху машино-тракторного агрегату.

Економічність трактора визначається собівартістю робіт, що виконуються, і залежить від величини витрати палива, мастильних матеріалів та їх вартості, витрати на технічне обслуговування і ремонт та інших факторів.

Тяговий розрахунок є одним із перших етапів при створенні нової машини. Однак проводять тяговий розрахунок і машин, що , існують, з метою визначення потенційних можливостей трактора в конкретних умовах.

1 Тяговий розрахунок трактора

1.1 Тяговий діапазон трактора

Для тракторів класу тяги 0,6 тяговий діапазон приймаємо:

Т=Р/Р=1,3*9/6=1,95 (1.1)

Мінімальна сила тяги, Н:

Р Т min =РН/ Т =9/1,95=4,62 Н. (1.2)

1.2 Маса трактора

Експлуатаційна маса трактора,

me = РН/((кк-f) g)=9/((0,5*1-0,18)9,81)=2,86 т = 2860 кг (1.3)

де РН - номінальне тягове зусилля трактора, Н;

к - допустима величина коефіцієнта використання зчіпної ваги трактора;

к - коефіцієнт навантаження ведучих коліс;

g - прискорення вільного падіння.

Конструктивна маса трактора:

mк = 0,91 me=0,91*2860=2600 кг (1.4)

1.3 Розрахунок номінальної потужності двигуна

Номінальна потужність двигуна:

NН= (РН+fg me) Vн1/(3600трxе) (1.5)

NН =(9000+0,18*9,81*2860)*8,2/(3600*0,90*0,85)=41,8 кВт

Приймаємо NН=46 кВт

Де - РН і Vн1 відповідно номінальне тягове зусилля (Н) і розрахункова

швидкість (км/год) на першій основній передачі;

me - експлуатаційна маса трактора, кг;

g- прискорення вільного падіння;

xе - коефіцієнт експлуатаційного завантаження двигуна;

тр - ККД трансмісії, який визначається за формулою:

тр= цnц кnц х =0,985*0,975*0,95=0,90 (1.6)

де цnц ,кnц - ККД, що враховує втрати відповідно у циліндричних і конічних передачах під навантаженням;

х - ККД, що враховує втрати в трансмісії при холостому прокручуванні;

nц і nц- числа пар відповідно циліндричних і конічних шестерень, що передають крутний момент на даній передачі.

1.4 Розрахунок основних робочих швидкостей трактора

Величина швидкісного діапазона:

Vосн=Тдоп min =1,95*0,85=1,65 (1.7)

де доп min - коефіцієнт припустимої завантаженості двигуна.

Знаменник геометричної прогресії:

Vосн= VHZ/ VH1 (1.8)

(1.9)

q= =1,28

Швидкості руху трактора на основних передачах,

VH2=VH1 q=8,2*1,28=10,49 км/год;

VH3=VH1 q=10,49*1,28=13,42 км/год; (1,10)

Проміжна транспортна швидкість:

VTP2=0,5 (VTP max+VHZ)=0,5*(26+13,42)=19,7 км/год (1.11)

1.5 Розрахунок передаточних чисел трансмісії і коробки передач

Передаточне число на першій передачі:

iTP1= 0,377 nH rK / VH1=0,377*2050*0,76/8,2=71,6 (1.12)

де rK- радіус кочення ведучого колеса, визначається за формулою:

rK= 0,0254 (0,5d +0,8 b)=0,0254*(0,5*38+0,82*13,6)=0,76 м (1.13)

де b i d - висота профілю та посадковий діаметр шини в дюймах

Решта передаточних чисел трансмісії:

iTP2= iTP1/q=71,61,28=55,9

iTP3= iTP2/q=55,9/1,28=43,6 (1.14)

Передаточні числа коробки передач:

іК1= iTP1/i0=71,6/32,7=2,18

іК2= iTP2/i0=55,9/32,7=1,7

іК3= iTP3/i0=43,6/32,7=1,3 (1.15)

де i0- передаточне число шестерень з постійним зачепленням трактора прототипу:

і0= iЦП iКП=5,3*6,17=32,7 (1.16)

де iЦП- передаточне число центральної передачі;

iКП - передаточне число кінцевої передачі.

1.6 Показники енергонасиченості і металоємності трактора

Енергонасиченість трактора:

Ne=NH/me =46/2,86 =16,08 кВт/т (1.17)

Металоємність трактора:

qM = mK/NH=2600/46 = 56,52 кг/кВт (1.18)

2 Побудова потенційної тягової характеристики трактора

Втрати потужності у трансмісії:

NTP=NH(1-тр)= 46*(1-0,90)=4,6 кВт (2.1)

Відносна сила тяги трактора:

P=PT/(Ge)=9/0,7*28,05=0,458 (2.2)

Коефіцієнт буксування:

= aP+bPC =0,2*0,458+0,8*0,458=0,093 (2.3)

де a і b - безрозмірні коефіцієнти.

Втрати потужності на буксування:

N=NK =0,093*41,4=3,85 кВт (2.4)

де NK - потужність, що підводиться до коліс:

NK= NН -NТР=46-4,6=41,4 кВт

Дотична сила тяги:

PK=PT+fGe = 9+0,18*28,05=14,05кН (2.5)

де f- коефіцієнт опору коченню.

Теоретична швидкість трактора

V=3,6NK/PK =3,6*41,4/14,05=10,6 км/год (2.6)

Тягова потужність трактора:

NT= NН -(Nf+ N+ NТР)= 46-(14,88+3,86+4,6)=22,84 кВт. (2.7)

Втрати потужності на подолання опору кочення трактора:

Nf= PfV/3,6=5,049*10,6/3,6= 14,88кВт (2.8)

Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.1

Таблиця 2.1.

Потенційна тягова характеристика трактора.

Тягове зусилля Рт, кН	Відносна сила тяги	Коефіцієн буксуван	Потуж на букс ,кВт	Швидкіс теор, км/год	Потужн на подол опору коч, кВт	Тягова потужніст, кВт
0	0	0	0	29,52	41,40	0
1,8	0,092	0,018	0,759	21,76	30,52	10,12
3,6	0,183	0,037	1,518	17,23	24,17	15,71
5,4	0,275	0,055	2,278	14,26	20,00	19,12
7,2	0,367	0,074	3,047	12,17	17,06	21,29
9	0,458	0,093	3,860	10,61	14,88	22,84
10,8	0,550	0,117	4,832	9,40	13,19	23,38
12,6	0,642	0,151	6,266	8,44	11,84	23,29
13,5	0,688	0,177	7,347	8,03	11,27	22,78

3 Розрахунок і побудова регуляторної характеристики дизельного двигуна

Поточні значення потужності на безрегуляторній гілці:

Ne=NH{C1ne/nH+ C2(ne/nH)2-(ne/nH)3} (3.1)

Ne=46(0,5*1950/2050+1,5(1950/2050)2-(1950/2050)3=44,7 кВт

де ne і nH - поточне і номінальне значення частот обертання колінчатого валу двигуна об/хв

C1і C2- безрозмірні коефіцієнти.

Частота обертання колінчатого вала на холостому ході:

nx = (1+P) nH=(1+0,08)*2050=2250 об/хв

де P- коефіцієнт нерівномірності регулятора паливного насоса.

Крутний момент двигуна:

Ме=9,55 Nн / ne=9,55*44,7/1950=0,219 кНм (3.2)

Годинна витрата палива при номінальній потужності:

Geн=geн Nн/103=220*46/103=10,12 кг/год (3.3)

де geн- питома ефективна витрата палива при номінальній потужності двигуна г/кВтгод.

Годинна витрата палива при холостому ході:

Geх=0,30 Geн= 0,30*10,12=3,0 кг/год (3.4)

Питома витрата палива на регуляторній гілці характеристики:

geі=103 Geі/ Nеі= 103*8,70/36,8=236,3 г/кВтгод (3.5)

Результати розрахунків заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1

Регуляторна характеристика дизельного двигуна.

№ розрахункової точки	Частота обертання колінчатого вала, об/хв	Потужність, кВт	Крутний момент, Н*М	Годинна витрата палива, кг/год	Питома ефективна витрата палива, г/кВт*год
1	1550	37,0	0,228	8,94	242
2	1650	39,2	0,227	9,32	237,6
3	1750	41,3	0,225	9,63	233,2
4	1850	43,1	0,223	9,87	228,8
5	1950	44,7	0,219	10,03	224,4
6	2050	46	0,214	10,12	220
7	2070	41,4	0,191	9,41	227,2
8	2090	36,8	0,168	8,70	236,3
9	2150	23	0,102	6,20	269,7
10	2250	0	0	3	?

4. Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики

Дотична сила тяги при максимальному крутному моменті двигуна:

PK max=Me maxiтр1тр/rК=0,228*71,6*0,90/ 0,76=19,33 кН (4.1)

І при номінальному крутному моменті:

PKН=Meнiтр1тр/rК= 0,214*71,6*0, 90/ 0,76=18,14 кН (4.2)

де Me max- максимальний крутний момент двигуна, кНм;

Meн - крутний момент двигуна при номінальній частоті обертання колінчатого вала, кНм;

iтр2 - передаточне число трансмісії;

тр - ККД трансмісії;

rК - радіус кочення колеса.

Сила опору коченню:

Pf= fGe= 0,18*28,05=5,045 кН (4.3)

Сила тяги на гаку трактора:

PT = PK - Pf = 17,3-5,045=12,25кН (4.4)

Швидкість руху трактора при холостому ході:

Vx=0,377ne rК/ iтр=0,377*2250*0,76/71,6= 9,0 км/год (4.5)

Швидкість руху трактора з урахуванням буксування, (де =0,143)

Vp= 0,377ne rК/ iтр (1-)= 0,377*2150*0,76/71,6*(1-0,04)= 8,29 км/год. (4.6)

Тягова потужність трактора:

Nт=PтVр/3,6= 13,1*6.85/3,6=24,93 кВт (4.7)

Питома витрата палива трактора:

gт=103 Geі/ Nе= 103 *10,12/46=405,97 г/кВтгод (4.8)

Тяговий ККД трактора:

т = Nт/ Nе= 24,93/46=0,545 (4.9)

Результати розрахунків заносимо в таблицю 4.1

Таблиця 4.1.

Тягові показники трактора

П	Т	Ne, кВт	n, об/хв	G, кг/год	Pк, кН	Рт, кН	Vi, км/год	Nт, кВт	gт, г/кВт*год	коеф буксов	тягов ККД
1	1	37	1550	8,94	19,33	14,29	4,91	19,48	458,88	0,21	0,53
1	2	39,2	1650	9,32	19,25	14,20	5,25	20,71	449,92	0,20	0,53
1	3	41,3	1750	9,63	19,08	14,03	5,62	21,91	439,62	0,20	0,53
1	4	43,1	1850	9,87	18,91	13,86	5,99	23,07	427,82	0,19	0,54
1	5	44,7	1950	10,03	18,57	13,52	6,41	24,08	416,45	0,18	0,54
1	6	46	2050	10,12	18,14	13,10	6,85	24,93	405,97	0,16	0,54
1	7	41,4	2070	9,41	16,19	11,15	7,27	22,52	417,88	0,12	0,54
1	8	36,8	2090	8,7	14,24	9,20	7,56	19,33	450,09	0,10	0,53
1	9	23	2150	6,2	8,65	3,60	8,29	8,30	515,00	0,04	0,36
1	10	0	2250	3	0,00	0,00	9,00	0,00	0	0,00	0
2	1	37	1550	8,94	15,09	10,05	7,10	19,82	451,04	0,11	0,54
2	2	39,2	1650	9,32	15,03	9,98	7,57	20,98	444,21	0,11	0,54
2	3	41,3	1750	9,63	14,89	9,85	8,04	22,00	437,74	0,10	0,53
2	4	43,1	1850	9,87	14,76	9,72	8,52	22,99	429,38	0,10	0,53
2	5	44,7	1950	10,03	14,50	9,45	9,01	23,65	424,02	0,10	0,53
2	6	46	2050	10,12	14,17	9,12	9,51	24,10	419,88	0,09	0,52
2	7	41,4	2070	9,41	12,64	7,60	9,78	20,65	455,64	0,08	0,50
2	8	36,8	2090	8,7	11,12	6,08	10,05	16,96	512,97	0,06	0,46
2	9	23	2150	6,2	6,75	1,71	10,83	5,13	630,00	0,02	0,22
2	10	0	2250	3	0,00	0,00	11,53	0,00	0	0,00	0
3	1	37	1550	8,94	11,77	6,73	9,49	17,73	504,34	0,07	0,48
3	2	39,2	1650	9,32	11,72	6,68	10,10	18,74	497,45	0,07	0,48
3	3	41,3	1750	9,63	11,62	6,57	10,73	19,59	491,67	0,07	0,47
3	4	43,1	1850	9,87	11,51	6,47	11,35	20,40	483,74	0,07	0,47
3	5	44,7	1950	10,03	11,31	6,26	12,00	20,87	480,66	0,06	0,47
3	6	46	2050	10,12	11,05	6,00	12,65	21,09	479,79	0,06	0,46
3	7	41,4	2070	9,41	9,86	4,82	12,94	17,31	543,71	0,05	0,42
3	8	36,8	2090	8,7	8,67	3,63	13,23	13,33	652,48	0,04	0,36
3	9	23	2150	6,2	5,27	0,22	14,10	0,87	715,00	0,00	0,04
3	10	0	2250	3	0,00	0,00	14,79	0,00	0	0,00	0

Перевірка тягового ККД:

трактор двигун тяговий

т=тр (1-Рf/Рк) (1-)=0,90*(1-5,045/18,14)*(1-0,16)=0,54

5. Динамічні параметри тракторного поїзда

Передаточні числа трансмісії на транспортних передачах:

iTP ПР= 0,377 nен rK / VТРПР=0,377*2050*0,76/19,7=31,26 (5.1)

iTP max= 0,377 nен rK / VТрmax =0,377*2050*0,76/32=19,24

де VТРПР і VТрmax -швидкості руху тракторного поїзда відповідно на проміжній транспортній передачі і максимальній транспортній передачі.

Швидкість руху тракторного поїзда при зміні частоти обертання колінчастого валу двигуна:

VТР = 0,377 nен rK / iTP ПР =0,377*2050*0,76/31,26=19,70 км/го (5.2)

Дотична сила тяги:

PK=Meнiтрпртр/rК= 0,214*31,26*0,90/0,76= 7,55 кН (5.3)

Сила опору руху, створювана повітрям:

Pw= KFV2/13=0,7*5,5*19,702/13 =114,99 Н (5.4)

де Pw- сила опору руху, створювана повітрям, Н;

К- коефіцієнт опору повітря тракторного поїзда;

F- площа проекції тракторного поїзда на площину що перпендикулярна до його повздовжньої осі, м2;

V- швидкість руху трактора, км/год.

Динамічний фактор:

Д=(PK-PW)/Ge=(7550-114,99)/28050=0,265

де Ge- експлуатаційна вага трактора.

Результати розрахунків заносимо в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1.

Динамічна характеристика трактора

Передача	Розрахунк точка	Частота обертання колінчатого вала, об/хв	Крутний момент двигуна, Н*М	Швидкість руху тракторн поїзда, км/год	Дотична сила тяги, Н	Сила опору повітря, Н	Динамічний фактор
п	1	1550	0,228	14,90	8,05	65,74	0,285
р	2	1650	0,227	15,86	8,01	74,49	0,283
о	3	1750	0,225	16,82	7,94	83,79	0,280
м	4	1850	0,223	17,78	7,87	93,64	0,277
і	5	1950	0,219	18,74	7,73	104,04	0,272
ж	6	2050	0,214	19,70	7,55	114,99	0,265
н	7	2070	0,191	19,90	6,74	117,24	0,236
а	8	2090	0,168	20,09	5,93	119,52	0,207
т	9	2150	0,102	20,67	3,60	126,48	0,124
р	10	2250	0	21,63	0	138,52	0
м	1	1550	0,228	24,21	2,38	173,53	0,079
а	2	1650	0,227	25,77	2,37	196,64	0,077
к	3	1750	0,225	27,33	2,35	221,20	0,076
с	4	1850	0,223	28,89	2,33	247,20	0,074
и	5	1950	0,219	30,45	2,29	274,65	0,072
м	6	2050	0,214	32,01	2,23	303,54	0,069
	7	2070	0,191	32,33	1,99	309,49	0,060
т	8	2090	0,168	32,64	1,75	315,50	0,051
р	9	2150	0,102	33,58	1,06	333,87	0,026
	10	2250	0	35,14	0	365,66	0

6. Аналіз техніко-економічних показників розрахованого

Таблиця 6.1

Показник	Позна- чення	Розмір- ність	Трактор
			розхрпхований прототип
Номінальна потужність двигуна	Nн	кВт	46	46
Номінальне тягове зусилля	Рн	Н	9	9
Крутний момент двигуна	Ме	кНм	0,214
Частота обертання колінчастого валу		хв	2050	2050
Питома витрата палива	ge	г/кВгод	220	256
Годинна витрата палтва	Gт	кг/год	10,12
Конструктивна маса	mк	кг	2600	2650
Енергонасиченість	Nе	кВт/т	16,08	15,8
Металоємність	qм	кг/кВт	56,52	57,6

Висновок

Розрахований трактор має меншу витрату палива, більшу енергонасиченість та меншу металоємність. За іншими показниками, приблизно однакові.

Література

1.СкотниковВ.А., Мащенский А.А., СолонскийА.С. Основы теории трактора и автомобиля. М.: Агропомиздат, 1986.

2.Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Колос, 1972.

3.Руденко В.А. Методичні вказівки по виконанню курсової роботи з дисципліни „Трактори і автомобілі”. Суми 1999.

4. Водяник І.І. Експлуатаційні властивості тракторів і автомобілів. К.: Урожай, 1994.

Размещено на Allbest.ru