Тяговий розрахунок трактора

Міністерство аграрної політики України Сумський національний аграрний університет ТЯГОВИЙ РОЗРАХУНОК ТРАКТОРА

03.13. 32. 068. ПЗ Виконала: студентка 3курсу

групи МЕХ 0803−1

Козупиця І.О.

Перевірив: Руденко В.А.

Суми — 2011

Завдання на курсову роботу Варіант 68

Марка трактора Т-40АМ Номінальне тягове зусилля, кн. 9

Фон поля виоране Кількість передач 3

Швидкість руху на першій передачі, км/год 8,2

Максимальна транспортна швидкість, км/год 26

Номінальна частота обертання колінчастого

валу двигуна, хв-1 2050

Питома ефективна витрата палива, г/(кВт*год) 220

Реферат Розрахунково — пояснювальна записка курсової роботи

18 с., 5 табл., 4 библ., граф. часитина 2 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

6. Аналіз техніко-економічних показників розрахованого Висновок 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 машино-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

1.1 Тяговий діапазон трактора Для тракторів класу тяги 0,6 тяговий діапазон приймаємо:

Т=Р/Р=1,3*9/6=1,95 (1.1)

Мінімальна сила тяги, Н:

Р Т min =РН/ Т =9/1,95=4,62 Н. (1.2)

1.2 Маса трактора Експлуатаційна маса трактора,

me = РН/((кк-f) g)=9/((0,5*1−0,18)9,81)=2,86 т = 2860 кг (1.3)

де РН — номінальне тягове зусилля трактора, Н;

к — допустима величина коефіцієнта використання зчіпної ваги трактора;

к — коефіцієнт навантаження ведучих коліс;

g — прискорення вільного падіння.

Конструктивна маса трактора:

mк = 0,91 me=0,91*2860=2600 кг (1.4)

1.3 Розрахунок номінальної потужності двигуна Номінальна потужність двигуна:

NН= (РН+fg me) Vн1/(3600трxе) (1.5)

NН =(9000+0,18*9,81*2860)*8,2/(3600*0,90*0,85)=41,8 кВт Приймаємо NН=46 кВт

Де — РН і Vн1 відповідно номінальне тягове зусилля (Н) і розрахункова

швидкість (км/год) на першій основній передачі;

me — експлуатаційна маса трактора, кг;

gприскорення вільного падіння;

xе — коефіцієнт експлуатаційного завантаження двигуна;

тр — ККД трансмісії, який визначається за формулою:

тр= цnц кnц х =0,985*0,975*0,95=0,90 (1.6)

де цnц, кnц — ККД, що враховує втрати відповідно у циліндричних і конічних передачах під навантаженням;

х — ККД, що враховує втрати в трансмісії при холостому прокручуванні;

nц і nцчисла пар відповідно циліндричних і конічних шестерень, що передають крутний момент на даній передачі.

1.4 Розрахунок основних робочих швидкостей трактора Величина швидкісного діапазона:

Vосн=Тдоп min =1,95*0,85=1,65 (1.7)

де доп min — коефіцієнт припустимої завантаженості двигуна.

Знаменник геометричної прогресії:

Vосн= VHZ/ VH1 (1.8)

(1.9)

q= =1,28

Швидкості руху трактора на основних передачах,

VH2=VH1 q=8,2*1,28=10,49 км/год;

VH3=VH1 q=10,49*1,28=13,42 км/год; (1,10)

Проміжна транспортна швидкість:

VTP2=0,5 (VTP max+VHZ)=0,5*(26+13,42)=19,7 км/год (1.11)

1.5 Розрахунок передаточних чисел трансмісії і коробки передач Передаточне число на першій передачі:

iTP1= 0,377 nH rK / VH1=0,377*2050*0,76/8,2=71,6 (1.12)

де rKрадіус кочення ведучого колеса, визначається за формулою:

rK= 0,0254 (0,5d +0,8 b)=0,0254*(0,5*38+0,82*13,6)=0,76 м (1.13)

де b i d — висота профілю та посадковий діаметр шини в дюймах Решта передаточних чисел трансмісії:

iTP2= iTP1/q=71,61,28=55,9

iTP3= iTP2/q=55,9/1,28=43,6 (1.14)

Передаточні числа коробки передач:

іК1= iTP1/i0=71,6/32,7=2,18

іК2= iTP2/i0=55,9/32,7=1,7

іК3= iTP3/i0=43,6/32,7=1,3 (1.15)

де i0- передаточне число шестерень з постійним зачепленням трактора прототипу:

і0= iЦП iКП=5,3*6,17=32,7 (1.16)

де iЦПпередаточне число центральної передачі;

iКП — передаточне число кінцевої передачі.

1.6 Показники енергонасиченості і металоємності трактора Енергонасиченість трактора:

Ne=NH/me =46/2,86 =16,08 кВт/т (1.17)

Металоємність трактора:

qM = mK/NH=2600/46 = 56,52 кг/кВт (1.18)

2 Побудова потенційної тягової характеристики трактора Втрати потужності у трансмісії:

NTP=NH (1-тр)= 46*(1−0,90)=4,6 кВт (2.1)

Відносна сила тяги трактора:

P=PT/(Ge)=9/0,7*28,05=0,458 (2.2)

Коефіцієнт буксування:

= aP+bPC =0,2*0,458+0,8*0,458=0,093 (2.3)

де a і b — безрозмірні коефіцієнти.

Втрати потужності на буксування:

N=NK =0,093*41,4=3,85 кВт (2.4)

де NK — потужність, що підводиться до коліс:

NK= NНNТР=46−4,6=41,4 кВт Дотична сила тяги:

PK=PT+fGe = 9+0,18*28,05=14,05кН (2.5)

де fкоефіцієнт опору коченню.

Теоретична швидкість трактора

V=3,6NK/PK =3,6*41,4/14,05=10,6 км/год (2.6)

Тягова потужність трактора:

NT= NН -(Nf+ N+ NТР)= 46-(14,88+3,86+4,6)=22,84 кВт. (2.7)

Втрати потужності на подолання опору кочення трактора:

Nf= PfV/3,6=5,049*10,6/3,6= 14,88кВт (2.8)

Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.1

Таблиця 2.1.

Потенційна тягова характеристика трактора.

3 Розрахунок і побудова регуляторної характеристики дизельного двигуна Поточні значення потужності на безрегуляторній гілці:

Ne=NH{C1ne/nH+ C2(ne/nH)2-(ne/nH)3} (3.1)

Ne=46(0,5*1950/2050+1,5(1950/2050)2-(1950/2050)3=44,7 кВт

де ne і nH — поточне і номінальне значення частот обертання колінчатого валу двигуна об/хв

C1і C2- безрозмірні коефіцієнти.

Частота обертання колінчатого вала на холостому ході:

nx = (1+P) nH=(1+0,08)*2050=2250 об/хв де Pкоефіцієнт нерівномірності регулятора паливного насоса.

Крутний момент двигуна:

Ме=9,55 Nн / ne=9,55*44,7/1950=0,219 кНм (3.2)

Годинна витрата палива при номінальній потужності:

Geн=geн Nн/103=220*46/103=10,12 кг/год (3.3)

де geнпитома ефективна витрата палива при номінальній потужності двигуна г/кВтгод.

Годинна витрата палива при холостому ході:

Geх=0,30 Geн= 0,30*10,12=3,0 кг/год (3.4)

Питома витрата палива на регуляторній гілці характеристики:

geі=103 Geі/ Nеі= 103*8,70/36,8=236,3 г/кВтгод (3.5)

Результати розрахунків заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1

Регуляторна характеристика дизельного двигуна.

4. Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики Дотична сила тяги при максимальному крутному моменті двигуна:

PK max=Me maxiтр1тр/rК=0,228*71,6*0,90/ 0,76=19,33 кН (4.1)

І при номінальному крутному моменті:

PKН=Meнiтр1тр/rК= 0,214*71,6*0, 90/ 0,76=18,14 кН (4.2)

де Me maxмаксимальний крутний момент двигуна, кНм;

Meн — крутний момент двигуна при номінальній частоті обертання колінчатого вала, кНм;

iтр2 — передаточне число трансмісії;

тр — ККД трансмісії;

rК — радіус кочення колеса.

Сила опору коченню:

Pf= fGe= 0,18*28,05=5,045 кН (4.3)

Сила тяги на гаку трактора:

PT = PK — Pf = 17,3−5,045=12,25кН (4.4)

Швидкість руху трактора при холостому ході:

Vx=0,377ne rК/ iтр=0,377*2250*0,76/71,6= 9,0 км/год (4.5)

Швидкість руху трактора з урахуванням буксування, (де =0,143)

Vp= 0,377ne rК/ iтр (1-)= 0,377*2150*0,76/71,6*(1−0,04)= 8,29 км/год. (4.6)

Тягова потужність трактора:

Nт=PтVр/3,6= 13,1*6.85/3,6=24,93 кВт (4.7)

Питома витрата палива трактора:

gт=103 Geі/ Nе= 103 *10,12/46=405,97 г/кВтгод (4.8)

Тяговий ККД трактора:

т = Nт/ Nе= 24,93/46=0,545 (4.9)

Результати розрахунків заносимо в таблицю 4.1

Таблиця 4.1.

Тягові показники трактора

Перевірка тягового ККД:

трактор двигун тяговий т=тр (1-Рf/Рк) (1-)=0,90*(1−5,045/18,14)*(1−0,16)=0,54

5. Динамічні параметри тракторного поїзда Передаточні числа трансмісії на транспортних передачах:

iTP ПР= 0,377 nен rK / VТРПР=0,377*2050*0,76/19,7=31,26 (5.1)

iTP max= 0,377 nен rK / VТрmax =0,377*2050*0,76/32=19,24

де VТРПР і VТрmaxшвидкості руху тракторного поїзда відповідно на проміжній транспортній передачі і максимальній транспортній передачі.

Швидкість руху тракторного поїзда при зміні частоти обертання колінчастого валу двигуна:

VТР = 0,377 nен rK / iTP ПР =0,377*2050*0,76/31,26=19,70 км/го (5.2)

Дотична сила тяги:

PK=Meнiтрпртр/rК= 0,214*31,26*0,90/0,76= 7,55 кН (5.3)

Сила опору руху, створювана повітрям:

Pw= KFV2/13=0,7*5,5*19,702/13 =114,99 Н (5.4)

де Pwсила опору руху, створювана повітрям, Н;

Ккоефіцієнт опору повітря тракторного поїзда;

Fплоща проекції тракторного поїзда на площину що перпендикулярна до його повздовжньої осі, м2;

Vшвидкість руху трактора, км/год.

Динамічний фактор:

Д=(PK-PW)/Ge=(7550−114,99)/28 050=0,265

де Geексплуатаційна вага трактора.

Результати розрахунків заносимо в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1.

Динамічна характеристика трактора

6. Аналіз техніко-економічних показників розрахованого Таблиця 6.1

Висновок Розрахований трактор має меншу витрату палива, більшу енергонасиченість та меншу металоємність. За іншими показниками, приблизно однакові.

Література

1.СкотниковВ.А., Мащенский А. А., СолонскийА.С. Основы теории трактора и автомобиля. М.: Агропомиздат, 1986.

2.Чудаков Д. А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Колос, 1972.

3.Руденко В. А. Методичні вказівки по виконанню курсової роботи з дисципліни «Трактори і автомобілі». Суми 1999.

4. Водяник І.І. Експлуатаційні властивості тракторів і автомобілів. К.: Урожай, 1994.