Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО АГРОПРОМИСЛОВОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ
СУМСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАКТОРА
03. 13. 32. .ПЗ.
Виконав: студент групи МЕХ 060 -
Кухта О.Б.
Перевірив: доцент Руденко В.А.
Суми - 2012
Реферат
Розрахунково – пояснювальна записка курсової роботи
с., табл., бібл., граф. частина 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 на транспортних роботах 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 машинно-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
Необхідні тягові показники трактора можуть бути досягнутими та ефективно використаними тільки в тому випадку, коли будуть правильно обрані основні його параметри: маса, швидкість руху (передаточного числа трансмісії), потужність двигуна. Ці параметри визначають при тяговому розрахунку трактора.
1.1. Тяговий діапазон трактора.
1.1.1 Тяговий діапазон трактора визначається за формулою:
(1.1)
де - коефіцієнт розширення тягової зони трактора, = 1,3;
- номінальне тягове зусилля =9 кН ;
- зусилля тяги трактора попереднього класу ,=6 кН.
= 1,95
1.1.2 Мінімальна сила тяги:
(1.2.)
= 4,62 кН.
1.2. Маса трактора.
1.2.1 Визначимо експлуатаційну масу трактора:
, (1.3.)
де - номінальне тягове зусилля трактора, =9000 Н;
- допустима величина к–єнта використ. зчіпної ваги трактора, =0,5...0,6;
- коефіцієнт навантаження ведучих коліс, = 1,0;
- коефіцієнт опору коченню, =0,15
- прискорення вільного падіння, =9,8 м/с2.
= 2623,91кг.
1.2.2 Конструктивна маса трактора, визначаємо за формулою:
. (1.4.)
= 2414,01кг.
1.3. Розрахунок номінальної потужності двигуна
1.3.1 ККД трансмісії визначаємо за формулою:
, (1.5.)
де - ККД, що враховує втрати в циліндричних передачах під навантаженням, = 0,985...0,99;
ККД, що враховує втрати в конічних передачах під навантаженням,
= 0,975...0,98;
- ККД, що враховує втрати в трансмісії при холостому її прокручуванні, = 0,95...0,97;
- числа пар циліндричних шестерень, що передають крутний момент на даній передачі, = 3..5,
- числа пар конічних шестерень, що передають крутний момент на даній передачі, = 1.
)= 0,922.
1.3.2 Номінальна потужність двигуна визначається за формулою:
, кВт (1.6.)
де - номінальне тягове зусилля =9000Н;
- швидкість на першій основній передачі, що відповідає номінальному тяговому зусиллю;
- експлуатаційна маса трактора (кг) ;
- прискорення вільного падіння ;
- коефіцієнт експлуатаційного завантаження двигуна (приймається 0,85);
-ККД, що враховує втрати потужності у трансмісії
=34,45 кВт.
Беремо =46,0 кВт.
1.4. Розрахунок основних робочих швидкостей трактора.
1.4.1 Визначимо швидкісний діапазон за формулою:
(1.7.)
де - коефіцієнт припустимої мінімальної завантаженості двигуна,
= 0,85
=1,65.
1.4.2 Для розрахунків вищої і проміжних швидкостей необхідно визначити знаменник геометричної прогресії “”
= 1,28. (1.8.)
1.4.3 Швидкість руху на ІІ передачі:
(1.9.)
=8,4*1,28=10,75 км/год
=10,75*1,28 = 13,76 км/год
1.4.4 Швидкість руху на проміжній транспортній передачі:
(1.10.)
= 20,38 км/год.
Остаточний ряд швидкостей коректується відповідно до практичних можливостей підбору кількості зубців коробки передач трактора що проектується.
1.5. Розрахунок передаточних чисел трансмісії й коробки передач.
1.5.1 Радіус кочення ведучого колеса розраховується за формулою:
, м, (1.12.)
де і - відповідно посадочний діаметр і ширина профілю шини в дюймах (вказані в її позначенні);
(0,8...0,85) - коефіцієнт деформування шини ведучого колеса.
=0,759 м
1.5.2 Передаточне число трансмісії колісного трактора на першій передачі визначається за формулою:
(1.11.)
де - номінальна частота обертання колінчастого вала, хв-1;
- радіус кочення ведучого колеса трактора, м.
= 68,13
1.5.3 Решта передаточних чисел трансмісії розраховується за формулою:
, ; і т.д. (1.12.)
де – знаменник геометричної прогресії.
= 53,23
= 42,59; = 32,49; = 25,38; = 19,83.
1.5.4 Передаточні числа ко робки передач:
; ; і т.д. (1.13.)
де - передаточне число шестерень з постійним зачепленням трактора прототипу (додатки 1 і 2).
(1.14.)
де - передаточне число центральної передачі;
- передаточне число кінцевої передачі.
= 32,70
1.6. Показник енергонасиченості і металоємкості трактора.
Величину енергонасиченості визначають за формулою:
, кВт/т (1.15.)
= 0,02 кг/т.
1.6.2 Металоємкість визначають за формулою:
, кг/кВт (1.16.)
=57,04кг/кВт.
2. Побудова потенційної тягової характеристики трактора.
2.1 Визначення тягових показників трактора.
2.1.1 Рівняння балансу потужності:
, (2.1)
де - ефективна потужність, яку розвиває двигун;
- потужність, яка втрачається у трансмісії на тертя в її механізмах, на переміщування масла і що споживається гідросистемою трансмісії;
- потужність, зумовлена втратами швидкості внаслідок буксування рушіїв;
- потужність, що втрачається на подолання опору коченню;
- потужність, яка використовується для переміщення машин або причіпних ланок автопоїзда, що агрегатуються з трактором (тягова потужність).
2.1.2 Тягове зусилля трактора для потенціальної тягової характеристики приймається в наступних значеннях 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; ; 1,2; 1,4 ; 1,5.
2.1.3 Втрати потужності у трансмісії визначають за формулою:
(2.2.)
= 3,59
2.1.4 Коефіцієнт буксування колісного трактора:
, (2.3.)
де - відносна сила тяги трактора, яка визначається за формулою:
(2.4.)
де - вага трактора експлуатаційна.
(2.5.)
= 25,58 кН.
Для гусеничних тракторів і колісних типу 4К4 = 1
= 0,117
Решту параметрів розраховуємо аналогічно
Безрозмірні коефіцієнти а, , с залежать від типу трактора і ґрунтових умов. Для колісних тракторів приймають : а =0,2 ; b =0,8; с =8.
= 0,0234%
Коефіцієнт зчеплення рушія трактора з ґрунтом у заданих умовах роботи, приймається за додатком 3 відповідно до агрофону.
2.1.5 Втрати потужності на буксування за формулою:
, (2.6.)
де - потужність, що відводиться до ведучих коліс.
= 42,41 кВт.
= 0,098 кВт
2.1.6 Визначають теоретичну швидкість трактора, користуючись співвідношенням:
(2.7.)
де - теоретична швидкість трактора, км/год;
- дотична сила тяги (колове зусилля на ведучому колесі), кН:
(2.8.)
де - сила опору коченню;
- коефіцієнт опору коченню.
(2.9.)
= 35,03 км/год.
Решту параметрів розраховуємо аналогічно
2.1.7 Втрати потужності на кочення трактора обчислюють за формулою:
(2.10.)
=63,67 кВт.
де - дійсна швидкість трактора, км/год.
(2.11.)
= 34,21 км/год
= -2,19 кВт
Таблиця 2.1. Потенційна тягова характеристика трактора
З. Розрахунок і побудова регуляторної характеристики дизельного двигуна.
3.1Розрахунок і побудову регуляторної характеристики двигуна
3.1.1 Поточні значення потужності двигуна на безрегуляторній гілці характеристики визначають:
(3.1.)
де і - поточне і номінальне значення частоти обертання колінчастого вала двигуна;
; - для дизелів з безпосереднім впорскуванням палива
=36,66 кВт.
3.1.2 Визначають частоту обертання колінчастого вала двигуна на холостому ходе за формулою :
, хв-1 (3.2.)
де - коефіцієнт нерівномірності регулятора, для сучасних тракторних двигунів приймають = 0,07...0,08.
= 2140 хв-1
3.1.3 Крутний момент визначають за формулою:
, кН·м (3.3.)
де - частота обертання колін. вала відповідно до потужності двигуна .
= 0,23 кН·м
3.1.4 Максимальну годинну витрату палива визначають за формулою :
, кг/год. (3.4.)
=9,89 кг/год.
Для холостого ходу двигуна приймають
, кг/год. (3.5.)
=2,97 кг/год.
3.1.5 Питомі витрати палива двигуна на регуляторній гілці визначають за формулою:
, г/кВт·год (3.6.)
= 222,17 г/кВт·год
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
Питому витрату палива на безрегуляторній гілці, визначають відповідну годинну витрату полива за формулою:
, кг/год (3.7.)
=6,79 кг/год
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
Результати розрахунків показників роботи двигуна заносять до таблиці 3.1. для побудови регуляторної характеристики.
Таблиця 3.1. Регуляторна характеристика 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 |
1500,00 |
36,66 |
233,38 |
8,23 |
224,46 |
|
2 |
1600,00 |
39,01 |
232,83 |
8,62 |
221,02 |
|
3 |
1700,00 |
41,15 |
231,18 |
8,99 |
218,44 |
|
4 |
1800,00 |
43,06 |
228,44 |
9,29 |
215,86 |
|
5 |
1900,00 |
44,68 |
224,59 |
9,57 |
214,14 |
|
6 |
2000,00 |
46,00 |
219,65 |
9,89 |
215,00 |
|
7 |
2014,00 |
41,40 |
197,69 |
9,20 |
222,17 |
|
8 |
2028,00 |
36,80 |
175,72 |
8,64 |
234,89 |
|
9 |
2070,00 |
23,00 |
109,83 |
7,05 |
306,59 |
|
10 |
2140,00 |
0,00 |
0,00 |
2,97 |
- |
4. Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики трактора.
Визначивши основні конструктивні й економічні параметри тракторного двигуна і трактора в цілому, починаємо розрахунок і побудову теоретичної тягової характеристики трактора, яка дозволяє отримати наочне уявлення про тягові та паливно-економічні показники на різних режимах його роботи.
4.1. Максимальна дотична сила тяги визначається за формулою:
(4.1.)
4.2. Номінальна дотична сила тяги визначається за формулою:
(4.2.)
де - максимальний крутний момент двигуна (табл. 3.1.);
- крутний момент двигуна при номінальній частоті обертання колінчастого вала (табл. 3.1.);
- передаточне число трансмісії;
- ККД, що враховує втрати потужності у трансмісії;
- радіус кочення ведучого колеса.
= 19,314кН
= 18,178 кН
4.3 Силу опору коченню визначають за формулою:
(4.3.)
де - коефіцієнт опору коченню для даних ґрунтових фонів роботи;
- експлуатаційна вага трактора.
= 2,56 кН
4..4. Сила тяги на гаку трактора визначається за формулою:
(4.4.)
де - тягове зусилля на гаку трактора.
= 1,8 кН
4.5. Швидкість руху визначають за формулою:
(4.5.)
де - частота обертання колінчастого вала при холостому ході трактора (визначається з нижньої частини тягової характеристики).
= 9,14 км/год.
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
4.6. Робоча швидкість руху визначають за формулою:
(4.6.)
= 7,22 км/год.
4.7. За обчисленою швидкістю руху трактора , що працює на даній передачі, і відповідною силою тяги на гаку розраховуємо тягову потужність :
(4.7.)
= 22,27 кВт
4.8. Для оцінки паливної економічності трактора визначають питомі витрати палива за формулою:
, г/кВт·год (4.8.)
= 1626,4 г/кВт·год
де - відповідні годинні витрати палива по нижній частині графіка регуляторної характеристики двигуна, кг/год.
4.9. Умовний тяговий ККД трактора підраховується за формулою:
(4.9.)
де і - визначаються за графіком тягової характеристики.
= 0,54
4.10. Перевірку провести за формулою:
(4.10.)
де - ККД, що враховує втрати потужності у трансмісії;
- ККД, що враховує втрати потужності на кочення;
- ККД, що враховує втрати потужності на буксування.
= 0,541
Таблиця 4.1. Тягові показники трактора
Таблиця 4.2.Баланс потужності трактора
|
Складові балансу |
N, кВт |
% |
|
10,55 |
22,93 |
|
|
3,59 |
7,8 |
|
|
29 |
63,04 |
|
|
1,88 |
4,09 |
|
|
Всього |
46 |
100 |
5. Динамічні параметри трактора на транспортних роботах.
5.1.1. Передаточні числа на транспортних передачах визначають за формулою:
, (5.1.)
де - номінальна частота обертання колінчастого вала , хв-1;
- радіус колеса , м;
- транспортна швидкість трактора , км/год.
= 25,38
= 19,83.
5.1.2. Визначаємо швидкість трактора на кожній передачі:
(5.2.)
=16,91 км/год
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
5.1.3. Розраховують величину дотичної сили тяги:
, (5.3.)
де - значення крутного моменту, що розвиває двигун, при відповідних частотах обертання колінчастого вала.
= 7195,96 Н
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
5.1.4. Визначають силу опору руху, створювану повітрям за формулою:
(5.4.)
де - сила опору руху, створювана повітрям, Н;
- к–єнт опору повітря, для тракторного поїзда приймають 0,7…0,75 Н-с2/м4;
- площа проекції тракторного поїзда на площину що перпендикулярна до його поздовжньої осі (лобова площа) м2. Приймається студентами самостійно;
- швидкість руху трактора , км/год.
=82,48 Н
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
5.1.5. Визначають величину динамічного фактору:
(5.5.)
де - безрозмірна величина , що являє собою баланс сили тяги який приходиться на одиницю ваги;
- експлуатаційна вага трактора.
= 0,28
Решту параметрів розраховуємо аналогічно.
Таблиця 5.1. Динамічна характеристика трактора.
Заключення
Основні задачі які дозволяє розв'язувати універсальна динамічна характеристика: визначати максимальну швидкість, яку може розвинути трактор у заданих дорожніх і навантажувальних умовах; визначати максимальний підйом, який може подолати трактор при встановленому русі на заданій передачі; визначати макси мальне прискорення, яке може розвинути трактор на заданій передачі; визначити максимальну вагу причепа, який може буксирувати трактор на заданій передачі, якщо відомі дорожні умови.
Література.