Тягово-сцепные и опорные свойства, проходимость и топливная экономичность трактора

Кафедра «Тракторы  и автомобили»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

 

Тягово-сцепные  и опорные свойства, проходимость и топливная экономичность тра ктора

 

 

 

 

 

Выполнил:

 

 

Принял:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

Курсовая работа на тему «Тягово-сцепные и опорные свойства, проходимость и топливная экономичность трактора» выполнена в соответствии с заданием.

Ключевые слова: трактор, усилие на крюке, скорость движения, передаточное число, топливная экономичность, крюковой расход топлива, буксование, тяговый КПД.

В работе определены основные параметры гусеничного трактора.

Рассчитаны передаточные числа трансмиссии и подобраны числа зубьев коробки передач и ведущего моста, рассчитаны показатели регуляторной характеристики двигателя.

Для оценки тягово-сцепных  и экономических свойств трактора рассчитана и построена универсальная тяговая характеристика.

В качестве конструкторской  разработки расчет полуоси ведущей звездочки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

ВЕДЕНИЕ 3

1. ТЯГОВО-СЦЕПНЫЕ СВОЙСТВА, ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ ТРАКТОРА………………………………………………………………….6

1.1.Тяговый диапазон  трактора 6

1.2. Масса трактора 7

1.3. Номинальные скорости движения 8

1.4. Номинальная мощность двигателя, устанавливаемого

на тракторе 10

1.5. Тяговая характеристика трактора 10

2. ОПОРНЫЕ СВОЙСТВА И ПРОХОДИМОСТЬ ТРАКТОРА 25

3. РАСЧЕТ ПОЛУОСИ 28

ЛИТЕРАТУРА 30

 

Введение

Сложившиеся в последние  годы новые условия хозяйствования в РБ, когда механизация тех  или иных процессов должна осуществляться преимущественно средствами, создаваемыми непосредственно в республике, потребовали существенной переориентации отрасли тракторостроения. Выпускавшийся серийно в республике на ПО "Минский тракторный завод" колесный трактор тягового класса 1.4 не мог удовлетворить всех потребностей сельскохозяйственного производства. К тому же в связи с распадом СССР и разрывом производственно-технологических связей тракторостроительная отрасль подверглась разрушительным процессам. Платежеспособность традиционных потребителей продукции, т.е. сельского хозяйства стран СНГ и Восточной Европы, упала почти до нуля, объемы их закупок постоянно сокращались. Из-за невысокой конкурентоспособности выпускаемых тракторов, отсутствия средств на техническое перевооружение производства и перестройку системы продаж объемы экспорта также катастрофически сокращались. Требовались решительные и кардинальные перемены. РУП МТЗ поставило перед собой стратегическую задачу построения первоклассного предприятия XXI века, прежде всего стать общепризнанным мировым лидером в тракторостроении, гарантирующим изготовление и поставку качественной и добротной продукции. Как результат, в последние годы на РУП МТЗ ведутся работы по расширению номенклатуры выпускаемых тракторов, по созданию универсально-пропашных тракторов в тяговых классах 0,2...2, 3 и 5, новых моделей гусеничных тракторов в тяговом классе 3 и промышленных тракторов. Освоено производство тракторов мощностью от 45 до 185 кВт (до 1995 г. МТЗ выпускал в массовом порядке тракторы мощностью 37...59 кВт). При этом намечается улучшить тягово-сцепные свойства и топливную экономичность, снизив удельный эффективный расход топлива и смазочных масел на 10...12% и удельную металлоемкость на 10…15%. На ближайший период (до 2005) года предстоит создать мощности на 10…20 тысяч тракторов Беларус–1221/1522/1802 и 2522, закончить отработку конструкции и освоить производство тракторов Беларус - 2522 мощностью 220 кВт, Беларус - 1802 (гусеничный) мощностью 132 кВт и Беларус - 1822 мощностью 132…147 кВт.

Осуществление указанных  мероприятий для ускорения научно-технического прогресса в области тракторостроения неразрывно связано с подготовкой высококвалифицированных инженеров-механиков для сельскохозяйственного производства, имеющих полноценные знания по теории, принципам конструирования и расчету тракторной техники.

Правильный выбор эксплуатационных свойств и их показателей имеет существенное значение для дальнейшего научно-технического прогресса отечественного тракторостроения.

Тягово-сцепные свойства оцениваются такими показателями, как  коэффициенты сопротивления качению, буксования и сцепления с почвой, которые в свою очередь зависят от массы трактора, мощности двигателя, запаса крутящего момента и коэффициентов приспособляемости по крутящему моменту и частоте вращения коленчатого вала двигателя, диапазона тяговых усилий и скоростей движения.

Топливная экономичность  зависит от расхода топлива при  различных эксплуатационных режимах, потерь, возникающих при движении агрегата, подбора диапазонов и количества передач (скоростей движения), других эксплуатационных и конструктивных показателей.

Проходимость зависит от величины средних и максимальных давлений под опорной поверхностью, положения центра давления и других показателей.

 

1. Тягово-сцепные свойства, топливная

экономичность трактора

Тягово-сцепные свойства определяются при тяговом расчете трактора. При этом рассматриваются основные показатели трактора: тяговое усилие на основных передачах, масса, расчетные скорости движения и требуемая мощность двигателя.

При выполнении указанных  расчетов нужно исходить из заданного  тягового класса трактора. Класс трактора характеризуется величиной номинальной силы тяги Р_н, которую он должен развивать на крюке, работая на стерне нормальной влажности (8...22%) и средней твердости (1...1,5МПа) на горизонтальных участках чернозема или суглинка. При этом буксование движителей не должно выходить за допустимые пределы и трактор должен, соответственно, иметь достаточно высокий тяговый КПД. У колесных тракторов допускается в этих условиях буксование движителей 15...18%, у гусеничных - 3...5%. Тяговый КПД у колесных тракторов 4К2 должен быть не ниже 60...64%, у тракторов 4К4 не ниже 65...68%, у гусеничных не ниже 70...74%.

Исходя из этого в  последовательном  порядке определяем:

 

1.1 Тяговый диапазон трактора, т.е. отношение его номинальной силы тяги на крюке P_н к минимальной силе тяги P_{кр min}, с которой он может быть рационально использован. Величина тягового диапазона d_т подсчитывается по формуле:

,

где: P¢_н - номинальная сила тяги, установленная для тракторов предыдущего тягового класса (P¢_н=20 кН); e- коэффициент расширения тяговой зоны трактора. Рекомендуется e = 1,25…1,5

Расчетная минимальная  сила тяги на крюке трактора при  принятых условиях работы на стерне:

 кН.

Зная пределы тяговых  усилий на крюке, с которыми проектируемый трактор должен работать, можно подобрать к нему применительно к тем или иным зональным условиям соответствующий набор сельскохозяйственных машин.

 

1.2  Масса трактора.

Различают: конструктивную массу m₀, т.е. массу трактора в незаправленном состоянии, без тракториста, инструмента, дополнительного оборудования и балласта;

- минимальную эксплуатационную  массу m_min, равную конструктивной плюс масса заправочных материалов и масса тракториста, кг;

- максимальную эксплуатационную  массу m_max, равную m_min плюс балласт того или иного типа, который может быть применен для увеличения сцепного веса, кг.

При выполнении курсовой работы величину m₀ = 7000 кг берем ориентируясь на показатели современных тракторов того же тягового класса (для трактора БЕЛАРУС-1802).

С достаточной точностью можно принимать, что минимальная эксплуатационная масса трактора

=(1,05…1,1) = 1,1×7000 = 7700 кг

Максимальная эксплуатационная масса трактора выбирается с таким  расчетом, чтобы при работе в соответствующих условиях с номинальной нагрузкой на крюке сцепной вес (т.е. вес, приходящийся на ведущие колеса) трактора был достаточен для обеспечения допустимого буксования ведущих колес.

Подсчет максимальной эксплуатационной массы трактора производится по следующей формуле:

кг,

где: j_кдоп=0,75 - допустимая величина коэффициента использования сцепного веса трактора; f = 0,1 – коэффициент сопротивления качению.

Принимаем максимальную эксплуатационную массу 7700 кг., следовательно, масса балласта равна нулю.

 

1.3  Номинальные скорости движения

 

Выбор основных скоростей  движения (основных передач) должен быть увязан с принятым диапазоном тяговых  усилий на крюке и с требованиями агротехники в отношении допустимых скоростей работы на различных сельскохозяйственных операциях.

Значение низшей основной скорости v_н1=2,5 м/с и число Z=4 основных скоростей указаны в задании.

Отношение высшей основной скорости v_н4 к низшей v_н1 определяет диапазон номинальных основных скоростей трактора d_vосн, т.е.:

где: i_тр1 и i_тр(z) - передаточные числа трансмиссии трактора соответственно на низшей и высшей основных передачах.

Скорость v_н1 должна обеспечивать полную нагрузку двигателя на номинальную величину М_н крутящего момента при работе трактора с номинальной силой тяги на крюке P_н. Эксплуатационная масса при этом должна быть максимальной m_max.

Скорость v_нZ должна применяться при работе с минимальной силой тяги на крюке P_крmin= P_н/ _т, на которую рассчитан трактор. В этом случае достаточно иметь минимальную эксплуатационную массу m_min и может быть допущена загрузка двигателя на величину g_дmin=0,85...0,9. КПД трансмиссии h_тр принимается для обычно рассматриваемых вариантов работы одинаковым.

Величина скоростного  диапазона может быть подсчитана по формуле:

,

При предварительных  расчетах ряд основных скоростей  универсально-пропашных тракторов  строится по принципу геометрической прогрессии, знаменатель которой q. Полученный в этом случае ряд называется геометрическим.

В задании указывается  численное значение первой основной скорости V_н1; остальные основные скорости подсчитываются, исходя из установленного значения q знаменателя геометрического ряда, т.е.

V_н2=V_н1×q= 2,5·1,1379=2,84 м/с.,

V_н3=V_н2×q= 2,84·1,1379=3,24 м/с.;

V_н4=V_н3×q= 3,24·1,1379=3,68 м/с.

При выполнении тягового расчета номинальная величина высшей транспортной скорости V_нmax= 10,5 м/с берется по заданию.

Промежуточную транспортную скорость V¢н определяем из соотношения между высшей транспортной и высшей основной скоростями:

 м/с.

 

Окончательно ряд скоростей  корректируется при кинематическом расчете трансмиссии трактора.

 

 

 

 

1.4 Номинальная мощность двигателя, устанавливаемого на тракторе

Подсчет номинальной  мощности двигателя N_н производится по формуле:

кВт,

где: h_тр - КПД трансмиссии на 1-ой основной передаче; g_дmin - коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя. Коэффициент g_дmin принимается равным 0,85...0,9.

При определении КПД  трансмиссии нужно учитывать  потери, возникающие при передаче нагрузки, и потери холостого хода. В соответствии с этим:

,

где - КПД, учитывающий потери холостого хода; =0,95…0,97; h_ц и h_к - соответственно КПД цилиндрической и конической пар шестерен; h_ц=0,98...0,99, h_к=0,97...0,98; n_ц и n_к - число соответствующих пар шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче.

Результаты тягового расчета сводятся в табл. 1.

Таблица 1

Результаты тягового расчета

	Масса трактора, т				Расчетные скорости, м/с						Номинальная мощность двигателя, Nн кВт
					Основные					Транс
					1	2	3	4	1	2
1,73	7000	6273	7700	1,473	2,5	2,84	3,24	3,68	6,22	10,5	173

 

 

1.5 Тяговая характеристика трактора

 

На тяговой характеристике наносится ряд кривых, показывающих, как в заданных почвенных условиях меняются в зависимости от тягового усилия P_кр на крюке основные показатели трактора - буксование d ведущих колес, действительные скорости V движения, мощность N_кр.на крюке, удельный (крюковой) расход топлива g_кр и тяговый КПД h_тяг, т.е.:

d=f(P_кр),  V=f(P_кр),  N_кр=f(P_кр),  g_кр=f(P_кр),  h_тяг=f(P_кр).

 

1.5.1 Определение передаточных  чисел трансмиссии трактора и уточнение его расчетных скоростей движения.

 

Передаточное число  трансмиссии трактора:

i_тр=i₀×i_к,

где: i₀ – передаточное число главной и конечной передачи, (принимаем i₀=25,0).

Передаточные числа  коробки передач на соответствующей  передаче (i_к1, i_к2 и т.д.), необходимые для получения основных расчетных скоростей движения (V_н1, V_н2 и т.д.), выбранных по предыдущему расчету, определяются из условия: