Федеральне агентство з освіти
Сибірський державний технологічний університет
Кафедра АТЛМ
Розрахунково-графічна робота
Тема: Проектування тягача лісової промисловості
Виконав:
студент гр. 92 - 03
Глєбов В.В.
Перевірив:
Холопів В.М.
Красноярськ 2005
Зміст
Завдання до розрахунково-графічної роботи
Вихідні дані
1 Розрахунок компонування лісовозного тягача
1.1 Визначення ваг неврахованих агрегатів проектованого тягача
1.2 Визначення координат центру мас неврахованих агрегатів
1.3 Визначення положення складових частин автомобіля і навантажень на осі в порожньому стані
1.4 Визначення положення коника на тягачі
2 Обгрунтування схеми рульового управління і розрахунок параметрів рульової трапеції проектованого тягача
3 Розрахунок характеристик системи двигун - гідротрансформатор
3.1 Визначення зовнішньої швидкісної характеристики двигуна тягача
3.2 Визначення безрозмірною характеристики гідротрансформатора прототипу
3.3 Визначення характеристики входу системи двигун-гідротрансформатор
3.4 Визначення вихідної характеристики системи двигун-гідротрансформатор
Завдання до розрахунково-графічної роботи
Автомобіль КрАЗ - 255Б1
Вантажопідйомність, кг ... ... ... ... ... ... ... ... 7500
Допустима маса причепа, кг .. ... ... ... .. 30000
Власна маса, кг ... ... ... ... ... ... ... .. 11650
У тому числі на передню вісь ... ... ... ... ... 5010
»Візок ... ... ... ... ... ... ... 6640
Повна маса, кг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19525
У тому числі на передню вісь ... ... ... ... ... 5300
»Візок ... ... ... ... ... ... .. 14075
Маса агрегатів, кг:
двигун з устаткуванням і сцепленіем1385
коробка передач ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .375
роздавальна коробка ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 400
карданні вали ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 167
передній міст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 960
середній міст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 845
задній міст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 845
рама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .1020
кузов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 1040
кабіна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .465
колесо в зборі з шиною ... ... .. ... ... ... ... ... ... 220
радіатор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... 75
Вихідні дані
Прототип: КрАЗ - 255Б1
Компонувальна схема: КЗД
Колісна формула: 6Ч6
Число керованих коліс: 2
Варіант гідротрансформатора: 4
Характеристика двигуна:
N e max = 176,5 кВт; n N = 2100 об / хв;
M e max = 882,6 Нм; n M = 1500 об / хв;
а = 0,48; b = 1,73; з = 1,21
1 Розрахунок компонування лісовозного тягача
1.1 Визначення ваг неврахованих агрегатів проектованого тягача
Сума ваг відомих агрегатів, Н
де m із.агр - маса відомих агрегатів, кг;
g - прискорення вільного падіння, 10 м / с 2.
Сума ваг неврахованих агрегатів, Н
де m собств - власна маса тягача, кг.
1.2 Визначення координат центру мас неврахованих агрегатів
Складаємо рівняння моментів сил щодо задньої осі автомобіля і визначаємо з цього рівняння координату центру мас неврахованих агрегатів
1.3 Визначення положення складових частин автомобіля і
навантажень на осі в порожньому стані
Відповідно до завдання проектований автомобіль нічим не відрізняється від прототипу, тому перекомпонування автомобіля не виробляємо.
Навантаження на задній міст, Н
Вантажопідйомність машини, з огляду на збереження осьових навантажень навантаженого прототипу, Н
1.4 Визначення положення коника на тягачі
Навантаження на передній міст, Н
Складаємо рівняння моментів і визначаємо положення коника
2 Проектування рульової трапеції
2.1 Визначення теоретичної залежності між кутами повороту зовнішнього і внутрішнього керованих коліс, при якій виключено бічне ковзання коліс.
Рисунок 1 - Розрахункова схема рульової трапеції
Задаємося
Будуємо графік залежності
2.2 Визначення параметрів рульової трапеції
Координати точки перетину осей важелів
k 1 = 0,7 ... 1,0.
Початковий кут
Довжина поперечної рульової тягни
k 2 = 0,12 ... 0,16.
2.3 Визначення залежності між кутами повороту внутрішнього і зовнішнього коліс, з'єднаних проектованої рульової трапецією
де m - довжина важеля
Повороти коліс
Задаємося
Так як відміну
Задаємося
Будуємо графік залежності
3 Розрахунок характеристик системи "двигун-гідротрансформатор"
3.1 Визначення безрозмірною характеристики гідротрансформатора - прототипу
З формули розрахунку моменту насоса висловлюємо коефіцієнт навантаження насоса
де
n Н - число обертів насоса,
D - активний (профільний) діаметр гідротрансформатора.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Будуємо графік залежності коефіцієнта навантаження від передавального в одній системі координат з коефіцієнтом корисної дії і безрозмірною величиною К.
3.2 Визначення зовнішньої швидкісної характеристики двигуна тягача
Ефективний момент двигуна, Нм при різній кількості обертів
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Будуємо зовнішню швидкісну характеристику.
3.3 Визначення характеристики входу трансформатора
Визначаємо активний діаметр гідротрансформатора
де М Нрасч - момент за графіком при n розр, М Нрасч = 875 Нм;
n розр =
Визначаємо залежність моменту насоса від числа обертів залежно від передавального гідротрансформатора. Графічно ця залежність являє собою пучок квадратних парабол. Цей пучок перетинає криву крутного моменту на якійсь ділянці цієї кривої.
Задаємося передавальним відношенням і числом обертів до тих пір, поки параболи не перетнуть криву крутного моменту.
i = 0
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
i = 0,2
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
i = 0,4 і i = 0,6 збігаються з i = 0,2
i = 0,8
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
i = 0,9
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
При цьому положенні пучка парабол не забезпечується використання максимальної потужності двигуна, тому необхідно зменшити величину активного діаметра гідротрансформатора.
Змінюючи величину активного діаметра, визначаємо його значення, при якому забезпечується використання максимальної потужності двигуна, D = 0,466 м. Момент при цьому діаметрі дорівнює 803 Нм при 2100 об / хв, що дорівнює моменту при максимальній потужності двигуна.
Визначивши активний діаметр гідротрансформатора, розраховуємо момент насоса, Нм
3.4 Визначення вихідної характеристики системи двигун-гідротрансформатор
Визначаємо точки спільної роботи двигуна внутрішнього згорання і гідротрансформатора.
Для кожного вибраного значення передатного відношення гидротрансформатора визначаємо значення крутного моменту на валу турбіни і число оборотів цього валу, відповідне знайденому значенню крутного моменту. Розрахунок проводиться за формулами
1) i = 0; М Н = 870 Нм; n Н = 1670 об / хв.
2) i = 0,2; М Н = 880 Нм; n Н = 1630 об / хв.
3) i = 0,4; М Н = 880 Нм; n Н = 1630 об / хв.
4) i = 0,6; М Н = 880 Нм; n Н = 1630 об / хв.
5) i = 0,8; М Н = 865 Нм; n Н = 1730 об / хв.
6) i = 0,9; М Н = 825 Нм; n Н = 2000 об / хв.
Будуємо графік залежності M T від n Т і переносимо графік коефіцієнта корисної дії.
Сибірський державний технологічний університет
Кафедра АТЛМ
Розрахунково-графічна робота
Тема: Проектування тягача лісової промисловості
Виконав:
студент гр. 92 - 03
Глєбов В.В.
Перевірив:
Холопів В.М.
Красноярськ 2005
Зміст
Завдання до розрахунково-графічної роботи
Вихідні дані
1 Розрахунок компонування лісовозного тягача
1.1 Визначення ваг неврахованих агрегатів проектованого тягача
1.2 Визначення координат центру мас неврахованих агрегатів
1.3 Визначення положення складових частин автомобіля і навантажень на осі в порожньому стані
1.4 Визначення положення коника на тягачі
2 Обгрунтування схеми рульового управління і розрахунок параметрів рульової трапеції проектованого тягача
3 Розрахунок характеристик системи двигун - гідротрансформатор
3.1 Визначення зовнішньої швидкісної характеристики двигуна тягача
3.2 Визначення безрозмірною характеристики гідротрансформатора прототипу
3.3 Визначення характеристики входу системи двигун-гідротрансформатор
3.4 Визначення вихідної характеристики системи двигун-гідротрансформатор
Завдання до розрахунково-графічної роботи
Автомобіль КрАЗ - 255Б1
Вантажопідйомність, кг ... ... ... ... ... ... ... ... 7500
Допустима маса причепа, кг .. ... ... ... .. 30000
Власна маса, кг ... ... ... ... ... ... ... .. 11650
У тому числі на передню вісь ... ... ... ... ... 5010
»Візок ... ... ... ... ... ... ... 6640
Повна маса, кг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19525
У тому числі на передню вісь ... ... ... ... ... 5300
»Візок ... ... ... ... ... ... .. 14075
Маса агрегатів, кг:
двигун з устаткуванням і сцепленіем1385
коробка передач ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .375
роздавальна коробка ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 400
карданні вали ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 167
передній міст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 960
середній міст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 845
задній міст ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 845
кузов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 1040
кабіна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .465
колесо в зборі з шиною ... ... .. ... ... ... ... ... ... 220
радіатор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... 75
Вихідні дані
Прототип: КрАЗ - 255Б1
Компонувальна схема: КЗД
Колісна формула: 6Ч6
Число керованих коліс: 2
Варіант гідротрансформатора: 4
Характеристика двигуна:
N e max = 176,5 кВт; n N = 2100 об / хв;
M e max = 882,6 Нм; n M = 1500 об / хв;
а = 0,48; b = 1,73; з = 1,21
1 Розрахунок компонування лісовозного тягача
1.1 Визначення ваг неврахованих агрегатів проектованого тягача
Сума ваг відомих агрегатів, Н
де m із.агр - маса відомих агрегатів, кг;
g - прискорення вільного падіння, 10 м / с 2.
Сума ваг неврахованих агрегатів, Н
де m собств - власна маса тягача, кг.
1.2 Визначення координат центру мас неврахованих агрегатів
Складаємо рівняння моментів сил щодо задньої осі автомобіля і визначаємо з цього рівняння координату центру мас неврахованих агрегатів
1.3 Визначення положення складових частин автомобіля і
навантажень на осі в порожньому стані
Відповідно до завдання проектований автомобіль нічим не відрізняється від прототипу, тому перекомпонування автомобіля не виробляємо.
Навантаження на задній міст, Н
Вантажопідйомність машини, з огляду на збереження осьових навантажень навантаженого прототипу, Н
1.4 Визначення положення коника на тягачі
Навантаження на передній міст, Н
Складаємо рівняння моментів і визначаємо положення коника
2 Проектування рульової трапеції
2.1 Визначення теоретичної залежності між кутами повороту зовнішнього і внутрішнього керованих коліс, при якій виключено бічне ковзання коліс.
Рисунок 1 - Розрахункова схема рульової трапеції
Задаємося
Будуємо графік залежності
2.2 Визначення параметрів рульової трапеції
Координати точки перетину осей важелів
k 1 = 0,7 ... 1,0.
Початковий кут
Довжина поперечної рульової тягни
k 2 = 0,12 ... 0,16.
2.3 Визначення залежності між кутами повороту внутрішнього і зовнішнього коліс, з'єднаних проектованої рульової трапецією
де m - довжина важеля
Повороти коліс
Задаємося
Так як відміну
Задаємося
Будуємо графік залежності
3 Розрахунок характеристик системи "двигун-гідротрансформатор"
3.1 Визначення безрозмірною характеристики гідротрансформатора - прототипу
З формули розрахунку моменту насоса висловлюємо коефіцієнт навантаження насоса
де
n Н - число обертів насоса,
D - активний (профільний) діаметр гідротрансформатора.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Будуємо графік залежності коефіцієнта навантаження від передавального в одній системі координат з коефіцієнтом корисної дії і безрозмірною величиною К.
3.2 Визначення зовнішньої швидкісної характеристики двигуна тягача
Ефективний момент двигуна, Нм при різній кількості обертів
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Будуємо зовнішню швидкісну характеристику.
3.3 Визначення характеристики входу трансформатора
Визначаємо активний діаметр гідротрансформатора
де М Нрасч - момент за графіком при n розр, М Нрасч = 875 Нм;
n розр =
Визначаємо залежність моменту насоса від числа обертів залежно від передавального гідротрансформатора. Графічно ця залежність являє собою пучок квадратних парабол. Цей пучок перетинає криву крутного моменту на якійсь ділянці цієї кривої.
Задаємося передавальним відношенням і числом обертів до тих пір, поки параболи не перетнуть криву крутного моменту.
i = 0
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
i = 0,2
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
i = 0,4 і i = 0,6 збігаються з i = 0,2
i = 0,8
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
i = 0,9
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
При цьому положенні пучка парабол не забезпечується використання максимальної потужності двигуна, тому необхідно зменшити величину активного діаметра гідротрансформатора.
Змінюючи величину активного діаметра, визначаємо його значення, при якому забезпечується використання максимальної потужності двигуна, D = 0,466 м. Момент при цьому діаметрі дорівнює 803 Нм при 2100 об / хв, що дорівнює моменту при максимальній потужності двигуна.
Визначивши активний діаметр гідротрансформатора, розраховуємо момент насоса, Нм
3.4 Визначення вихідної характеристики системи двигун-гідротрансформатор
Визначаємо точки спільної роботи двигуна внутрішнього згорання і гідротрансформатора.
Для кожного вибраного значення передатного відношення гидротрансформатора визначаємо значення крутного моменту на валу турбіни і число оборотів цього валу, відповідне знайденому значенню крутного моменту. Розрахунок проводиться за формулами
1) i = 0; М Н = 870 Нм; n Н = 1670 об / хв.
2) i = 0,2; М Н = 880 Нм; n Н = 1630 об / хв.
3) i = 0,4; М Н = 880 Нм; n Н = 1630 об / хв.
4) i = 0,6; М Н = 880 Нм; n Н = 1630 об / хв.
5) i = 0,8; М Н = 865 Нм; n Н = 1730 об / хв.
6) i = 0,9; М Н = 825 Нм; n Н = 2000 об / хв.
Будуємо графік залежності M T від n Т і переносимо графік коефіцієнта корисної дії.