ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Работа добавлена на сайт samzan.net:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «

Кафедра «МСП»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению самостоятельной работы

по дисциплине

«Тракторы и автомобили»

по специальности 190207«Машины и оборудование природообустройства и защиты окружающей среды»

для дневной, заочной формы обучения

Тюмень 2006 г.

РАСЧЕТ ТЯГОВОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

СПЕЦИАЛЬНОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

5. Определение силы тяги на ведущих элементах машины.

В процессе решения этой задачи осваивается методика определения силы тяги на ведущих элементах машины и анализ влияния различных факторов на величину силы тяги. Для этого анализируется внешняя скоростная характеристика двигателя, ее влияние на тяговые показатели машины. Определяются значения крутящего момента двигателя при различных скоростях вращения коленчатого вала. Изучается влияние конструкции трансмиссии на диапазон изменения силы тяги на ведущих элементах трансмиссии.

Последовательность решения задачи:

На основании данных из справочной литературы [ 4 ] определяется модель двигателя, установленная на САТТО, конструкция трансмиссии и параметры, определяющие движители. Строится внешняя скоростная характеристика двигателя САТТО.

Производится расчет максимального крутящего момента на движителе САТТО по формуле:

Мк = Me * iк * ig * iо * hтр , (5.1)

где Мк - вращающий момент на колесе (или ведущей звездочке), н*м;

Me - крутящий момент двигателя, н*м;

iк - передаточное число коробки передач;

ig - передаточное число дополнительной коробки;

iо - передаточное число главной передачи;

hтр - коэффициент полезного действия трансмиссии.

Далее определяется значение максимальной силы тяги на колесе (звездочке) по формуле:

Мк

Рк = --------- , (5.2)

rк

где Рк - значение силы тяги на колесе (звездочке) н;

rк - радиус качения колеса (или радиус зацепления для специальной тракторной техники на гусеничном ходу), м.

Радиус качения колеса определяется на основании данных из [ 4 ] с учетом принятия равенства статического радиуса колеса и rк.

Для определения значения скорости движения САТТО, соответствующей максимальному значению силы тяги на ведущих элементах машины можно воспользоваться следующей формулой:

0,377 * n * rк

Vк = ----------------- , (5.3)

iк * ig * iо

где n - скорость вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

Vк - скорость движения САТТО, соответствующая n, км/час.

Полученные значения заносятся в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.

Результаты расчета тяговой силы на ведущих элементах машины

Передача КП	iк	ig	Мк	Рк	Vк
1в
1н
2в
2н
......
nв
nн

6. Построение тяговой характеристики САТТО.

В процессе решения данной задачи студенты знакомятся с зависимостями скорости движения САТТО от числа оборотов коленчатого вала двигателя и передаточного числа трансмиссии. Определяют значения скорости движения специальной автомобильной техники при различных скоростях вращения коленчатого вала двигателя на различных передачах и строят тяговые характеристики колесной и гусеничной машины (для своего варианта).

Последовательность решения задачи:

На основании данных по внешней скоростной характеристики двигателя САТТО (построенной при решении 5-ой задачи) определяются значения крутящего момента двигателя при различных скоростях вращения коленчатого вала (выбирается 5 - 6 точек не считая точку максимального крутящего момента).

Производится расчет силы тяги на движителе САТТО для соответствующих значений скорости вращения коленчатого вала двигателя по формуле:

Me * iк * ig * iо * hтр

Рк = -------------------------------, (6.1)

rк

где Рк - значение силы тяги на колесе (звездочке) н;

Me - крутящий момент двигателя, н*м;

iк - передаточное число коробки передач;

ig - передаточное число дополнительной коробки;

iо - передаточное число главной передачи;

hтр - коэффициент полезного действия трансмиссии.

rк - радиус качения колеса (или радиус зацепления для специ- альной тракторной техники на гусеничном ходу), м.

Далее определяются значения скорости движения САТТО, соответствующие выбранным значениям скоростей вращения коленчатого вала:

0,377 * n * rк

Vк = ----------------- , (6.2)

iк * ig * iо

где n - скорость вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

Vк - скорость движения САТТО, соответствующая n, км/час.

Полученные значения заносятся в таблицу 6.1 для каждой из рассматриваемых передач.

На основании полученных данных строится график тяговой характеристики.

По результатам решения задачи в пояснительной записке отражаются:

Результаты расчетов тяговой силы и скоростей движения для соответствующих скоростей вращения коленчатого вала и рассматриваемых передач (табл.6.1).

2. График тяговой характеристики.

Таблица 6.1.

Результаты расчета данных для построения графика тяговой

характеристики.

I - ая передача

n (об/мин)

Рк

( н )

Vк

(км /час)

7. Определение сил сопротивления при движении

САТТО и построение тягового баланса.

На данном этапе исполнитель знакомится с зависимостями сил сопротивления при движении САТТО от скорости движения. Изучает методику построения тягового баланса специальной автомобильной техники и выполняет его построение.

Последовательность решения задачи:

На основании справочных данных и коэффициентов сопротивления качению колес определяются значения силы сопротивления качению по формуле:

Рf = Ga * f , (7.1)

где Рf - значение силы сопротивления качению, н;

Ga - вес машины, н

f - коэффициент сопротивления качению (задается в задании на курсовой проект).

При движении колесной машины на подъемах и спусках она испытывает дополнительное сопротивление, которое зависит от крутизны подъема и рассчитывается по формуле:

Рh = Ga * sin a = Ga *iпод , (7.2)

a - значение угла подъема (спуска), град;

iпод - величина уклона, которая определяется как отношение

величины превышения к величине заложения.

Значение силы сопротивления подъема расчитываются для значений угла подъема от 0 до 30 град с интервалом в 5 градусов. Полученные значения заносятся в таблицу 7.1.

Таблица 7.1.

Результаты расчета cилы сопротивления подъему

(град)

Рh,

( н )

Далее определяются значения сил сопротивления воздушной среды Рw для различных скоростей движения с интервалом в 10 км/час. Указанные значения определяются по следующей формуле:

Рw = Кw * Fa * (Va)2 , (7.3)

где Кw - коэффициент сопротивления воздуха, н*с2/м4;

Fa - лобовая площадь машины, м2;

Va - скорость движения машины, м/с.

Коэффициент сопротивления воздуха Кw определяется на основании данных Приложения 2.

В свою очередь, лобовая площадь машины может быть определена по формуле:

Fa = B * H , (7.4)

где B - ширина колеи передних колес машины, м (принимается на оc-

новании справочных данных [ 4 ] );

H - габаритная высота машины, м (принимается на оcновании справочных данных [ 1, 2 или 3 ] ).

Полученные значения заносятся в таблицу 7.2.

На основании полученных данных строится график силы сопротивления воздушной среды.

Расчет силы сопротивления разгону Pj производится для каждой из передач коробки передач и высшей передачи раздаточной коробки при значении ускорения машины ja = 1 м/с2. Значения силы Pj определяются по следующей формуле:

Pj = Ga * ja * da / g , (7.5)

где Pj - суммарная сила сопротивления разгону, н;

Ga - вес машины, н;

ja - ускорение машины, м/c2;

da - коэффициент учета вращающихся масс;

g - ускорение силы тяжести, (g = 9,81 м/с2).

Таблица 7.2.

Результаты расчета cилы сопротивления воздушной среды

(км/час)

........

Vmax

Рw,

( н )

При этом, значение коэффициента учета вращающихся масс определяется по эмпирической формуле:

da = 1,05 + 0,07 * ( iк )2, (7.6)

где iк - передаточное число коробки передач.

Полученные значения заносятся в таблицу 7.3.

Таблица 7.3.

Результаты расчета суммарной cилы сопротивления разгону

N передачи	iк	da	Pj
1
2
......
высшая

На основании данных расчетов сил сопротивления и данных таблиц 7.1, 7.2, 7.3 строится график тягового баланса. По графику тягового баланса определяются максимальные скорости движения по условию силы тяги для горизонтального участка дороги ( a = 0) и подъемов с a = 100, a = 200 и a = 300.

По результатам решения задачи в пояснительной записке отражаются:

Результаты расчетов сил сопротивления движению для соответствующих скоростей движения машины - таблицы 7.1, 7.2, 7.3.

2. График тягового баланса.

3. Значения максимальных скоростей движения, полученные на основе построения тягового баланса для заданных значений углов подъема.

8. Построение динамической характеристики

специальной автомобильной техники

На основании результатов предыдущих задач определяются значения динамического фактора в интервале рабочих скоростей специальной автомобильной техники на различных передачах и строится динамическая характеристика специальной автомобильной техники. По полученному графику динамической характеристики анализируется характер движения специальной автомобильной техники для различных сопротивлений дороги (в соответствии с исходными данными по варианту). Определяется критическая скорость по условию тяги.

Последовательность решения задачи:

На основании данных сил сопротивления движению и значений силы тяги на ведущих колесах, определяются значения динамического фактора для каждой из передач и принятых диапазонов скоростей по формуле:

Da = (Pк - Pw) / Ga , (8.1)

где Da - значение динамического фактора;

Pк - значение силы тяги на ведущих колесах, н;

Pw - значение силы сопротивления воздуха, н;

Ga - вес машины, н.

Исходные значения для расчета Da и полученные значения динами-ческого фактора заносятся в таблицу 8.1.

На основании данных таблицы 8.1 строится динамическая характе-ристика специальной автомобильной техники - графическая зависи-мость динамического фактора Da от скорости движения машины Va на различных передачах.

Построенная динамическая характеристика позволяет определить максимальную скорость движения машины и ее характер движения для значений суммарного сопротивления дороги, указанных в задании на курсовой проект.

Таблица 8.1

Значения динамического фактора

для различных скоростей движения на i-той передаче

Va	V1	V2	V3	.....	Vn
Pк
Pw
Da

Далее определяются значения ускорений машины на различных передачах при скоростях движения 20, 40 и 60 км/час. Значения ускорений определяются по формуле:

ja = (Da - yуск) g / da , (8.2)

где ja - значение ускорения машины, м/с2;

уск - коэффициент суммарного сопротивления дороги (указывается

в задании на курсовой проект);

g - ускорение свободного падения, м/с2;

da - коэффициент учета вращающихся масс (выбирается из табли-

цы 7.3).

Полученные значения заносятся в таблицу 8.2.

Таблица 8.2.

Значение ускорений машины на различных передачах

	1-я передача	2 -я передача	3 -я передача	4 -я передача	5-я передача
20 км/час
40 км/час
60 км/час

По результатам решения данной задачи в пояснительной записке отражаются:

Результаты расчетов значения динамического фактора на различных передачах КПП (таблица 8.1).
Описание характера движения машины для заданных значений коэффициента сопротивления дороги.
Результаты расчетов значений ускорений машины на различных передачах (таблица 8.2).

9. Расчет показателей устойчивости

специальной автомобильной техники

В ходе решения указанной задачи студенты изучают схемы сил, действующих на специальную автомобильную технику при движении на повороте. Определяют критическую скорость на опрокидывание и боковое скольжение. После изучения схемы сил, действующих на специальную автомобильную технику на продольном уклоне определяют угол подъема, при котором может начаться сползание специальной автомобильной техники и угол подъема, при котором может начаться ее опрокидывание.

Последовательность решения задачи:

Решение указанной задачи начинается с изучения схемы сил, действующих на специальную автомобильную технику при движении на повороте. Машина, совершающая поворот по радиусу Rпов подвергается воздействию центробежной силы, которая может вызвать опрокидывание или занос.

Максимальная (критическая) скорость движения автомобиля на повороте, при которой начнется опрокидывание:

Vкр = Ö g RповB / (2hц ), (9.1)

где Vкр - критическая скорость машины на опрокидывание, м/сек;

Rпов - радиус поворота, м;

B - величина колеи автомобиля, м;

hц - высота расположения центра тяжести машины, м;

g - ускорение свободного падения, м/сек2.

Значение радиуса поворота и высоты расположения центра тяжести для учебных целей определяется на основании данных таблицы 9.1.

Критическая скорость на боковое скольжение при повороте автомобиля по кривой радиуса Rпов определяется по формуле:

Vкр = Ö ja Rпов g , (9.2)

где ja - коэффициент сцепления колес с дорогой (принимается из таб -

лицы 9.1).

Определение показателей устойчивости специальной автомобильной техники на продольной плоскости начинается с изучения схемы действия сил на автомобиль, находящийся на продольном уклоне.

Угол подъема a, при котором начнется опрокидывание автомобильной техники вокруг осей, проходящих через точки опор задних колес (для рассматриваемого случая), определяется по формуле:

tg a = b / hц, (9.3)

где b - расстояние от центра тяжести машины до плоскости, проведенной через геометрическую ось задних колес, м;

Значение расстояния от центра тяжести машины до плоскости, проведенной через геометрическую ось задних колес определяется на основании данных таблицы 9.1.

Как правило, до начала опрокидывания машины на продольном уклоне начинается ее сползание или пробуксовывание ведущих колес. При этом угол a, при котором начинается сползание неполноприводной колесной техники, определяется из соотношения:

tg a = a ja / L, (9.4)

где a - расстояние от центра тяжести машины до плоскости проходящей через геометрическую ось передних колес, м.

При этом, значение расстояния от центра тяжести машины до плоскости проходящей через геометрическую ось передних колес может быть определено по формуле:

a = L - b (9.5)

Для полноприводной машины продольное сползание начнется при a, определяемом из соотношения:

tg a = ja (9.6)

По результатам решения указанной задачи в пояснительной записке отражаются:

Схема сил, действующих на автомобиль при повороте.
Результаты расчета значений критической скорости на опрокидывание и боковое скольжение с аналитическими выводами.
Схема сил, действующих на автомобильную технику, находящуюся на продольном уклоне.
Результаты расчета значений угла уклона, при котором начнется опрокидывание и сползание машины с аналитическими выводами.

Таблица 9.1.

Вариант	hц ______ H авт	R пов	Коэфициент сцепления	b - ________ L
	0,66	20	0,1	0,45
	0,64	25	0,2	0,40
	0,62	30	0,3	0,30
	0,60	45	0,4	0,35
	0,54	65	0,5	0,5
	0,55	50	0,6	0,47
	0,58	15	0,7	0,33
	0,65	27	0,8	0,38
	0,57	35	0,6	0,32
	0,56	43	0,4	0,44
	0,63	60	0,2	0,49
	0,59	52	0,7	0,42
	0,54	40	0,5	0,35
	0,61	38	0,3	0,41
15.	0,66	45	0,3	0,40
16.	0,64	65	0,4	0,30
17.	0,62	50	0,5	0,35
18.	0,60	15	0,6	0,5
19.	0,54	27	0,7	0,47
20.	0,55	35	0,8	0,33
21.	0,58	43	0,6	0,38
22.	0,65	60	0,4	0,32
23.	0,57	52	0,2	0,44
24.	0,56	40	0,7	0,49
25.	0,63	38	0,5	0,42

Примечание: H авт - высота автомобиля, м (принимается на основании справочных данных [1, 2 или 3] );

L - колесная база машины, (расстояние между передней и задней осью, включая базу тележки трехосных автомобилей), м (принимается на основании справочных данных [ 4 ].

Порядок оформления курсовой работы

Курсовая работа по дисциплине «Конструкция и расчет ТМО» оформляется в соответствии с «Правилами...» [ 6 ].

В пояснительной записке к курсовой работе во введении отражаются основные задачи работы, дается характеристика рассматриваемой модели САТТО, ее назначение и место в технологическом процессе нефтегазодобычи.

По результатам расчетов в пояснительной записки отражаются материалы, указанные в заключении рассматриваемых разделов данных методических указаний.

Графическая часть проекта содержит три листа:

Конструкция рассчитанного сцепления с обязательным отражением заданных и полученных при расчетах геометрических параметров (формат А2).
Кинематическая схема трансмиссии (на основании данных полученных при расчетах) и привода навесного оборудования (формат А3).
Графики тягового баланса и динамической характеристики (формат А1).

Л и т е р а т у р а

Бухаленко Е.И., Бухаленко В.Е. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. - М.: Недра, 1991.- 336с.

Данилов О.Ф. Автомобильные подъемники, насосные, смесительные и исследовательские агрегаты при строительстве, эксплуатации и ремонте скважин; Уч.пособие. Тюмень, 1996.-258с.

Данилов О.Ф. Автомобильные цистерны, агрегаты для механизации работ при строительстве, эксплуатации и ремонте скважин; Уч.пособие. Тюмень, 1996.-228с.

Краткий автомобильный справочник. - М.:Транспорт, 1994.

Копотилов В.И. Тяговый расчет автомобиля. Учебное пособие. Тюмень, ТюмИИ; 1980.- 49 с.

Назаров В.П. Правила оформления дипломных и курсовых проектов, работ. Методические указания для студентов специальности 15.05 - «Автомобили и автомобильное хозяйство» дневной, вечерней и заочной форм обучения. - Тюмень, ТюмИИ; 1993.- 30с.
Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов.- М.: Машиностроение, 1980.-355с.

Приложение 1.

Коэффициенты трения и допускаемые удельные давления

для различных материалов

	Коэффициент трения m	Допустимое удельное давление q, Мпа
	Сухое трение	Работа в масле	Сухое трение	Работа в масле
Сталь по стали или чугуну	0.15-0,18	0,03-0,07	0,2-0,25	до 1,0
Сталь по асбокартону	0,2 - 0,35	Не применяется	0,1 - 0,2	-
Сталь по асбокаучуку	0,4 - 0,5	0,1-0,12	До 0,3	До 2,5
Сталь по пластмассе	0,3 - 0,4	0,07-0,12	До 0,5	До 3
Сталь по металлокерамике	0,4 - 0,5	0,1 - 0,12	До 0,6	До 4
Сульфацианированные диски	Не применяется	0,08-0,11	Не применяется	2 - 3

Приложение 2

Значения коэффициента сопротивления воздуха Кw

для основных моделей автомобилей

	Модели автомобилей	Кw, н*с2/м4
1.	УАЗ - 2205	0,32
2.	УАЗ - 3303	0,38
3.	ГАЗ - 3305	0,81
4.	ГАЗ - 4509	0,68
5.	ЗиЛ - 431410	0,53
6.	Зил - 4331	0,66
7.	ЗиЛ - 4331 + бортовой прицеп	1,00
8.	ЗиЛ - 131	0,64
9.	МАЗ - 5336	0,67
10.	МАЗ - 5336 + прицеп (с тентом)	0,79
11.	МАЗ - 6422 + полуприцеп	1,04
12.	КамАЗ - 5320	0,68
13.	КамАЗ - 5511	1,04
14.	КамАЗ - 5410 + полуприцеп	0,87
15.	Урал - 4320	0,71
16.	КрАЗ - 256	0,59
17.	КрАЗ - 255Б	0,70
18.	КрАЗ - 6505	0,98

1. 40 Понедельник 900 дисциплина по выбору- Развитие эмоциональночувс
2. Коммуникативное мастерство врача и эффективность взаимодействия с пациентом
3. Тема Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий многоэтажных производственных зданий
4. Введение 2 Методы обработки мяса при консервировании 3
5. тема линз с фокусным расстоянием 2528 см и сменными окулярами обеспечивающими увеличение в 628 раз
6. тема I- S- Мышечная ткань является производной - мезенхимы I- S- Существуют следующие разновиднос
7. Конфликт в детском саду Кто виноват
8. это генераторы прямоугольных импульсов заданной длительности которые формируются в ответ на запускающий и
9. Малые предприятия и их развитие в современных условиях
10. реорганизация хоз
11. первичные эмпиемы плевры когда имеет место первичное инфицирование плевры при проникающих ранениях или тр
12. Американская православная церков
13. Тема ’ 1. Законы царя Вавилона Хаммурапи 4 ч.html
14. Гимн и герб школы Гимн торжественная песня восхваляющая и прославляющая коголибо или чтолибо
15. Лекции по курсу МЕТРОЛОГИЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ для заочников
16. тематическая проверка состояния тормозной системы как в целом так и отдельных ее элементов.html
17. I.nrod.ru 12 ПРАВИЛ ГЕРБЕРТА Н.
18. Башкирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развит
19. ДОКУМЕНТАЛЬНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ Наряду с данными о схеме и параметр
20. Учет расчетов с покупателями и заказчиками, расчетов по претензиям

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе