Расчет планетарной коробки переключения передач трактора класса 0,2
Содержание
1.Тяговый расчет трактора ……………………………………………………...3
1.1. Выбор тягового диапазона………………………………………………….3
1.2. Выбор оптимальных весовых параметров трактора……………...….........3
1.3. Выбор рабочих скоростей и передаточных чисел трансмиссии…............7
1.4. Определение потребной мощности двигателя…………………………….8
1.5. Определение передаточного числа трансмиссии на первой передаче…..8
2. Синтез схем планетарных коробок передач………………………………..10
2.1. Построение обобщенного кинематического плана планетарной коробки передач..……………………………………….………………………………...10
2.2. Составление исходных уравнений и приведение исходных уравнений к простейшему виду ………….…………………………………………………..13
2.3. Составление производных уравнений…………………………………….14
2.4. Проверка составленных уравнений……………………………….……….16
2.5. Отбраковка ТДМ………………………………………………….………...16
2.6. Составление групп уравнений……………………………………….…….20
2.7. Построение структурных схем ТДМ и ПКП……………………….……..21
3. Определение чисел зубьев шестерен в планетарной коробке передач……28
4. Кинематический анализ планетарной коробки передач ………..…….……32
5. Силовой анализ планетарной коробки передач ……………………..……..39
6. Библиографический список…………………………………………………..42
1.Тяговый расчет трактора .
Необходимые тяговые показатели трактора могут быть достигнуты и эффективно использованы только в том случае, если будут правильно выбраны его параметры: вес, скорости движения (передаточные числа трансмиссии) и мощность двигателя.
Исходные данные:
Тип трактора: колесный, сельскохозяйственный 4х2.
Тяговый класс: 0,2.
Трансмиссия: гидромеханическая.
Прототип: отсутствует.
1.1. Выбор тягового диапазона
Тяговые свойства трактора определяются максимальным и минимальным тяговыми усилиями, которые определяют тяговый диапазон.
Так, как трактор данного тягового класса не связан с тракторами предыдущего тягового класса, то тяговый диапазон принимаем: .
где - расчётное тяговое усилие на низшей рабочей передаче,
здесь - коэффициент перегрузки по тяге; по данным НАТИ для колесных сельскохозяйственных тракторов , принимаем .
1.2. Выбор оптимальных весовых параметров трактора.
Существующие методики выбора весовых параметров трактора при выполнении тягового расчета позволяют подобрать вес трактора таким образом, чтобы тяговый кпд трактора, работающего с номинальной силой тяги на крюке при установившемся движении на горизонтальном участке пути в определенных почвенных условиях, находился в зоне, близкой к его максимальной величине. Однако трактор – это разносторонняя машина, которая предназначена для выполнения различных сельскохозяйственных и дорожно-транспортных работ, и следовательно, работает в самых разнообразных почвенных условиях. Таким образом, подобранный вес может оказаться неоптимальным, если трактор будет работать в других условиях. В связи с этим возникает необходимость многофакторного подхода к решению задачи выбора весовых параметров трактора при выполнении тягового расчета.
В качестве параметра оптимизации принимаем значение тягового кпд трактора при работе с номинальной силой тяги на крюке в данных почвенных условиях, которое определяется по формуле
где ηТР - кпд трансмиссии; δ- величина буксования; РН- номинальное тяговое усилие по типажу, kH; Рf- сила сопротивления качению трактора, kH.
Определенное таким образом значение тягового кпд отвечает требованиям, предъявляемым к параметру оптимизации. Однако, используя его как параметр оптимизации, выражение можно упростить. Механический кпд трансмиссии в реальных машинах изменяется в зависимости от нагрузки и угловой скорости ведомых валов. Так как мы рассматриваем значение тягового кпд только в одной точке, то с достаточной степенью точности можно принять ηТР=const и параметр оптимизации представить в виде
Величина η зависит от буксования δ и силы сопротивления качению Рf, которые при эксплуатации трактора с номинальной силой тяги на крюке на данном почвенном фоне зависят только от веса трактора GЭ. Решая методом последовательных приближений задачу оптимизации, находим экстремальное, в данном случае максимальное, значение параметра η и соответствующее ему значение веса трактора GЭ.
Решение производим в следующей последовательности.
1.2.1. Назначаем область определения фактора GЭ. Область определения эксплуатационного веса GЭ выбираем в соответствии с весом трактора прототипа, на базе которого проектируется новая машина или который она должна заменить:
где GЭЛ - левая граничная точка области определения фактора GЭ; GЭП - правая граничная точка области определения фактора GЭ.
Множество GЭЛ, GЭП, представляет собой диапазон поиска, который включает граничные точки и точки, расположенные на кратное число шагов от них. Принимаем шаг 0,5 kH. Все дальнейшие расчеты выполняем для каждой точки заданного поиска.
1.2.2. Определяем силу сопротивления качению Рf по формуле
где f- коэффициент сопротивления качению трактора на данном почвенном фоне.
1.2.3. Определение величины буксования.
Величина φКР, отложенная по оси абсцисс, определяем по формуле
где GСЦ - сцепной вес трактора, рассчитываемый по формуле
Здесь λ- коэффициент нагрузки ведущих колес; для гусеничных тракторов и колесных тракторов 4К4 λ=1, для колесных 4К2 λ=0,8).
Для решения задачи с помощью ЭВМ каждую кривую δ=δ(φКР) аппроксимируем двумя прямыми линиями вида a+b·φКР и с+d·φКР. Коэффициенты a, b, c, d подбираем из условия максимального приближения к кривой δ=δ(φКР).
Коэффициенты аппроксимации кривых буксования δ=δ(РКР).
Таблица 1
|
Тип трактора |
Вид почвенного фона |
f |
a |
B |
C |
d |
φКР |
|
Колёсный |
Стерня |
0,1 |
0 |
0,2 |
-0,6 |
1,44 |
0,5 |
|
Поле, подготовленное под посев |
0,18 |
0,03 |
0,4 |
-0,3 |
1,5 |
0,3 |
|
|
Грунтовая дорога |
0,05 |
0 |
0,11 |
-0,5 |
0,96 |
0,58 |
|
|
Бетонная или асфальтовая дорога |
0,02 |
0 |
0,11 |
-0,96 |
1,55 |
0,64 |
1.2.4. Определяем величину параметра оптимизации.
Сравнивая каждую последующую, определенную таким образом величину с предыдущей, находим максимальное значение параметра оптимизации, фиксируем эксплуатационный вес трактора, соответствующий этой максимальной величине.
1.2.5. Найденное значение эксплуатационного веса является оптимальным для трактора, работающего в данных условиях. Для того чтобы найти оптимальное значение эксплуатационного веса трактора, работающего в различных почвенных условиях, необходимо в зависимости от назначения проектируемого трактора или, ориентируясь на трактор-прототип, проанализировать условия его эксплуатации и определить вероятность работы проектируемого трактора на различных почвенных фонах. Конечным результатом этой части работы является выбор количества почвенных фонов, на которых эксплуатируется трактор, и определение вероятности (Рi) его работы на каждом из них.
Таблица 2
|
№ |
Вид почвенного фона |
||
|
1 |
Поле, подготовленное под посев |
0,18 |
0,12 |
|
2 |
Стерня |
0,1 |
0,05 |
|
3 |
Грунтовая дорога |
0,05 |
0,21 |
|
4 |
Бетонная или асфальтовая дорога |
0,02 |
0,62 |
Вводим подготовленные данные в программу TTOPT
Таблица 3
|
|
Обозначение в программе |
Обозначение в формулах |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Коэффициент сопротивления качению |
A1 |
0,18 |
0,1 |
0,05 |
0,02 |
|
|
1-ый коэффициент аппроксимации |
A2 |
0,03 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2-ый коэффициент аппроксимации |
A3 |
0,4 |
0,2 |
0,11 |
0,11 |
|
|
3-ий коэффициент аппроксимации |
A4 |
-0,3 |
-0,6 |
-0,5 |
-0,96 |
|
|
4-ый коэффициент аппроксимации |
A5 |
1,5 |
1,44 |
0,96 |
1,55 |
|
|
Точка излома |
A6 |
0,3 |
0,5 |
0,58 |
0,64 |
|
|
Вероятность работы на данном почвенном фоне |
A7 |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
|
|
Левая граничная точка области определения фактора |
GEL |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
Коэффициент загрузки ведущих колес |
RL |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
|
Номинальное тяговое усилие |
PN |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
|
Правая граничная точка области определения фактора |
GEP |
80 |
80 |
80 |
80 |
