Расчет и выбор типа двигателя трактора МТЗ-82

где Р_к.оп = Р _кр.оп+ f G_p - оптимальная касательная сила тяги на первой основной передаче;

 

m – число основных передач;

  – минимальная касательная сила тяги на высшей основной передаче;

 – минимальное рабочее тяговой усилие на высшей основной передаче.

Минимальное тяговое усилие определяется по формуле

                                                                                        (3.2)

где - диапазон рабочих тяговых усилий проектируемого класса.

Значением задаются, имея ввиду, что для универсальнопропашных тракторов   = 2...2,5; для тракторов общего значения

=1,8. ..2,2.

Минимальное тяговое усилие

 

Минимальная касательная  сила тяги на высшей основной передаче

 

Знаменатель геометрической прогрессии

 

Передаточное число трансмиссии, соответствующее первой передаче, находят  по формуле

                                                                                   (3.3)

где R_д - динамический радиус ведущих колес, м.

Радиус качения ведущих  колес тракторов рассчитывают по следующей формуле:

                                                       (3.4)

где dиb_k- наружный диаметр обода и ширина профиля покрышки, мм. Нагрузка на одно колесо рассчитывается по формуле

Выбираем шину 420-965 (15,5-38)Р; размер в мм (в дюймах). Вычисляем динамический радиус колеса (м)

 

Передаточное число трансмиссии, соответствующее первой передаче

 

Значение передаточных чисел  трансмиссии на промежуточных передачах распределяется по закону геометрической прогрессии, что обеспечивает постоянство скорости движения машин в момент перехода на смежную передачу и дает одинаковую степень изменения нагрузки двигателя. При распределении передаточных чисел по геометрической прогрессии справедлива зависимость:

                                                                        (3.5)

где …K_m - передаточные числа трансмиссии на соответствующих передачах;

g - знаменатель геометрической прогрессии.

Общее передаточное число  трансмиссии представляет собой  произведение из передаточных чисел механизмов, составляющих трансмиссию,

                                                                                  (3.6)

где   - соответственно передаточные числа коробки передач,

центральной или главной  передачи, планетарного механизма поворота и конечной или бортовой передачи. Расчеты для резервных передач  выполняют, исходя из условия, что они продолжают ряд основных передач и строятся по тому же закону.

Для определения передаточных чисел трансмиссии на транспортных передачах используют формулу (1.18), значение высшей транспортной скорости берут из задания.

                                                                          (3.7)

 

Если транспортных передач  две, то промежуточная скорость находится как среднегеометрическая величина между высшей транспортной и высшей основной скоростью V_z.

                                                                                  (2.8)

Далее определяют передаточное число промежуточной передачи, используя формулу (1.18).

По аналогии с существующими  тракторами, однотипными с проектируемыми, выбирают передаточные числа центральной, планетарного механизма и конечной передач, которые у отечественных тракторов находятся в пределах:

-для колесных тракторов  i_u = 2,5...4,1; i₆ = 3,8...6.2.

Принимаем i_ц = 4; i₆ = 6.

Подбирая значения следует большие значения передаточных

чисел принимать в планетарном  редукторе и бортовой передаче, чтобы  разгрузить от больших крутящих моментов коробку передач и механизмы  поворота.

Передаточные числа в  коробке передач вычисляются  по формуле:

на первой передаче

на второй передаче

на m-й передаче

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисленные передаточные числа  следует сравнить с существующими  их величинами на выполненных моделях  и при необходимости провести их перерасчет, задавшись другими  значениями Вычисленные

передаточные числа являются ориентировочными и при практическом выборе числа зубьев шестерен их приходится корректировать.

Общее передаточное отношение  трансмиссии на разных передачах  равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет и построение  тяговой характеристики трактора

4.1 Построение кривой буксования  ведущих колес

Кривую буксования используют при расчете действительной скорости движения трактора. Она являемся общей  для всех передач в связи с  тем, что буксование ведущих колее  зависит только от тягового усилия. График зависимости буксования от тягового усилия строят, используя экспериментальные тяговые характеристики выпускаемых тракторов такого же тягового класса, снятые в аналогичных заданному почвенных условиях, или по осредненным зависимостям буксования от коэффициента использования сцепления. При проектировании новых тракторов целесообразно использовать теоретическую кривую буксования с заданными конкретными условиями движения. Методика построения графика кривой буксования   этим способом заключается в следующем. Принимают ряд произвольных значений от нуля до значения, превышающею в 1,3... 1,5 раза. Определяют для этих точек коэффициент использования сцепления по формуле (1.5). Для ориентировочных расчетов сцепную силу тяжести принимают постоянной.

В случае, если заданы коэффициенты φ, f и m, то кривую буксования строят, используя следующую зависимость

                                                                              (4.1)

 

где

Порядок построения кривой буксования следующий: задаются значениями

 от 0,1 до через каждые 0,1 и вычисляют соответствующие значения по формуле (1.24). Значение Р_кр определяется согласно зависимости

 

 

 

 

 

 

 

Параметр b рассчитан в разделе 1, b =14,3

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1 - Данные для построения кривой буксования

	37333,33	37333,33	37333,33	37333,33	37333,33
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
	3733,33	7466,66	11200	14933,33	18666,67
	0,015	0,035	0,063	0,1118	0,436

 

Рисунок 4.1 - Кривая буксования

4.2. Расчет и построение  тяговой характеристики

 Для построения тяговой  характеристики трактора необходимо  определить на каждой передаче значение тягово-динамических и топливно-экономических показателей, соответствующих трем основным режимам работы машины: холостой ход Р_кр = 0, режим Р_кр.н , соответствующий номинальной нагрузке двигателя и режим максимальной перегрузки Р_кр.max. К определяемым показателям относятся касательная сила и крюковое усилие, действительная скорость движения, тяговая мощность, тяговый КПД, удельный расход топлива.

Для определения показателей  тяговой характеристики необходимо использовать параметры скоростной характеристики двигателя, рассчитав дополнительно следующие показатели.

Частота вращения холостого  хода

                                                                                    (4.2)

где δ_Р - степень неравномерности регулятора числа оборотов (у тракторных дизелей δ_Р =0,06...0,08), принимаем 0,07.

 

Эффективная мощность при  максимальном крутящем моменте

                                                                                       (4.3)

Эффективная мощность при  максимальном крутящем моменте равна

 

 

Часовой расход топлива при  холостой работе

                                                                    (4.4)

 

 

 

Часовой расход топлива при  максимальном крутящем моменте

                                                                                           (4.5)

где g_eo - удельный расход топлива при М_{е mах}

 

 

 

Режим работы	n, об/мин	Ме, нм	Ne, кВт	,
Холостой ход	2354	0	0	4,035	∞
Номинальная мощность	2200	238,75	55	13,45	245
Максимальный крутящий момент	1320	283,75	37,67	11,066	294

 

Касательная сила тяги определяется по формулам: на номинальном режиме:

                                                                                          (4.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на режиме максимального  крутящего момента:

                                                                                 (4.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при = 0, т. е. на холостом ходу:

 

 

Подсчитанные значения , особенно для режима максимального крутящего момента, следует проверить на возможность реализации по сцеплению. Для этого находят из графика Ркр.mах по сцеплению и далее определяют Р_к._max, которое можно реализовать по сцеплению:

 

 

 

КПД трансмиссии принимают  постоянным.

Крюковое усилие определяется по выражению:

                                                                                            (4.8)

- на номинальном режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на режиме максимального  крутящего момента:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При расчете ориентировочно принимают эксплуатационную массу тяжести трактора постоянной и равной G_p.

Для холостой работы трактора принимают:

 

^-1

то есть частота вращения двигателя снижается примерно на 20 об/мин, по сравнению с холостой работой двигателя, за счет затраты части его мощности на холостой ход трактора. Для двух остальных режимов частоту вращения принимают равной п_ен и п_m.

 

Теоретическая скорость движения определяется по формуле:

                                                                                    (4.9)

- на режиме холостого  хода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- на номинальном режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- на максимальном крутящем  моменте:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где - текущее значение частоты вращения вала двигателя, об/мин;

К - общее передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче.

Действительная скорость движения трактора равна:

                                                                                      (4.10)

при холостом ходе трактора Р_кр=0 и =0 для двух остальных режимов работы величину коэффициента буксования определяют, пользуясь рисунком 2 и найденными выше значениями Р_кр.

- на номинальном режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- на максимальном крутящем  моменте:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяговая мощность трактора равна:

                                                                                               (4.11)

- на номинальном режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- на максимальном крутящем  моменте:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяговый КПД определяют, как и  для двух режимов.

                                                                                                   (4.12)

-на номинальном режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- на режиме максимального  крутящего момента: