Проектирование транспортной машины на базе трактора Т-25 (стр. 4 из 11)

Активный полуприцеп состоит из двух полурам соединённых универсальным шарниром, среднего и заднего ведущих мостов и колёс. Передняя полурама жестко крепится к корпусу трактора. На задней полураме монтируются ведущие мосты с тормозами и конечными передачами.

Универсальный шарнир, соединяющий полурамы полуприцепа, обеспечивает их взаимный поворот вокруг вертикальной и горизонтальной осей, это позволяет улучшить конструкцию рулевого управления и улучшить маневренность машины.

Поворот колёсного трактора в агрегате с активным полуприцепом осуществляется с помощью силовых гидроцилиндров, за счёт складывания полурам полуприцепа, то есть относительного их углового перемещения в горизонтальной плоскости вместе с осями ведущих колёс.

3.3 Разработка компоновочно-кинематической схемы лесотранспортной машины

В целях уменьшения стоимости изготовления лесотранспортной машины, сокращения номенклатуры деталей, упрощения эксплуатации и ремонта разрабатываемой машины, необходимо подобрать узлы трансмиссии от уже существующих конструкций.

Унификация машины достигается за счет того, что такие узлы как картер среднего и заднего ведущих мостов, главная передача, сдвоенная обгонная муфта, полуоси, карданные передачи заимствованы от переднего ведущего моста сельскохозяйственного трактора Т-40АМ. Тормоза и конечные передачи унифицированы с тормозами и конечными передачами базового трактора Т-25А1. Оригинальными узлами являются передняя и задняя полурамы, а также синхронизирующий редуктор. [3]

Кинематическая схема лесотранспортной машины представлена на рис. 3.1.

Привод среднего и заднего мостов полуприцепа осуществляется от дифференциала трактора с помощью синхронизирующего редуктора, установленного на корпусе главной передачи. От синхронизирующего редуктора через карданные передачи. Крутящий момент передаётся на средний и задний ведущие мосты, которые имеют в качестве дифференциала сдвоенную обгонную муфту двустороннего действия храпового типа. Обгонная муфта автоматически включает привод колёс полуприцепа, когда буксование колёс трактора превысит четыре процента.

Передаточное число синхронизирующего редуктора выбирается с расчетом, чтобы крутящий момент передавался на колёса полуприцепа, при буксовании колёс трактора более четырёх процентов. При меньшем буксовании колёс трактора полуприцепа колёса полуприцепа являются ведомыми. Таким образом, при движении машины по плотному грунту, обеспечивающему большой коэффициент сцепления, крутящий момент передаётся только передним колёсам машины, причем за счет симметричного дифференциала крутящий момент передаётся равномерно на оба колеса, и в этом случае тяговое усилие обеспечивают только передние колёса. При движении же по бездорожью, когда коэффициент сцепления с грунтом снижается, а буксование увеличивается, крутящий момент распределяется на все колёса лесотранспортной машины.

Из перечисленного выше следует, что применение обгонной муфты значительно повышает проходимость лесотранспортной машины и позволяет ей успешно преодолевать различные препятствия: пни, лежащие деревья, глубокий снег и др. [3].

3.4 Расчет и построение тяговой характеристики

Для построения тяговой характеристики определяем на каждой передаче скорость движения V_а и свободную силу тяги при соответствующих им частотам вращения двигателя.

3.4.1 Определение скорости движения [16]

(3.1)

где r- радиус колёс машины, м;

U_m- передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче;

n- частота вращения, мин ^–1.

3.4.2 Определение свободной силы тяги [16]

(3.2)

где Р_w- сопротивление воздушной среды, Н (так как скорость движения машины меньше 25 км/ч, то сопротивление воздушной среды не учитываем);

Р_к - касательная сила тяги, Н;

(3.3)

где β- коэффициент, учитывающий затраты мощности на привод вспомогательных агрегатов, β=0,08 [16];

η- КПД трансмиссии, η=0,8 [16];

М_е - крутящий момент двигателя, Н^.м [16],

, (3.4)

где N_е. - мощность двигателя, кВт [16],

(3.5)

где N_ен - максимальная мощность двигателя, N_Е=18,5 кВт;

n_ен - частота вращения, соответствующая максимальной мощности, n_е.=1800 мин ^–1;

А;В - постоянные коэффициенты Лейдермана, А=0,87, В=1,13 [16].

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 Параметры тяговой характеристики

n,мин -1	900	1000	1100	1200	1300	1400	1500	1600	1700	1800
Ne, кВт	10,96	12,22	13,42	14,54	15,56	16,46	17,22	17,83	18,26	18,5
Ме, Н.м	116,3	116,7	116,5	115,7	114,3	112,3	109,7	106,4	102,6	98,2
1 передача, Ump=62.56
Vа,км/ч	3,14	3,49	3,85	4,19	4,54	4,89	5,24	5,59	5,94	6,29
Ра, Н	9232,6	9264,4	9248,5	9185,0	9074,0	8915,1	8708,7	8446,7	8145,1	7795,7
2 передача, Ump=49.50
Vа,км/ч	3,98	4,41	4,86	5,30	5,74	6,18	6,63	7,07	7,51	7,95
Ра, Н	7305,2	7330,4	7317,8	7267,6	7179,6	7054,0	6890,7	6683,4	6444,7	6168,3
3 передача, Ump=42.50
Vа,км/ч	4,63	5,15	5,66	6,17	6,69	7,20	7,72	8,23	8,75	9,26
Ра, Н	6272,2	6293,7	6283,0	6239,8	6164,3	6056,5	5916,2	5738,3	5533,3	5296,0
4 передача, Ump=33.63
Vа,км/ч	5,85	6,5	7,15	7,8	8,45	9,10	9,75	10,40	11,05	11,70
Ра, Н	4963,1	4980,2	4971,7	4937,5	4877,8	4792,4	4681,5	4540,7	4378,5	4190,7
5 передача, Ump=24.28
Vа,км/ч	8,11	9,01	9,91	10,81	11,71	12,61	13,51	14,41	15,31	16,21
Ра, Н	3583,3	3595,6	3589,4	3564,8	3521,6	3460,0	3380,0	3278,2	3161,2	3025,6
6 передача, Um=16.45
Vа,км/ч	11,96	13,29	14,62	15,95	17,28	18,61	19,94	21,27	22,60	23,93
Ра, Н	2427,7	2436,1	2431,9	2415,2	2386,0	2344,2	2290,0	2221,0	2141,7	2050,0

По результатам расчетов строим тяговую характеристику (рис.3.2).

Рисунок 3.2- Тяговая характеристика лесотранспортной машины

4 РАСЧЕТ СИНХРОНИЗИРУЮЩЕГО РЕДУКТОРА

4.1 Конструкция синхронизирующего редуктора

Синхронизирующий редуктор состоит из пары цилиндрических шестерен Z₂₈ и Z₂₉ и из пары конических шестерен Z₃₀ и Z₃₁ (см. рис. 3.1).

Промежуточная шестерня Z₂₈ входит в зацепление с шестернёй Z₁₆ дифференциала главной передачи трактора и с шестернёй Z₂₉ синхронизирующего редуктора.

4.2 Выбор передаточного числа синхронизирующего редуктора

Передаточное число синхронизирующего редуктора выбираем из условия включения обгонной муфты [3]:

(4.1)

где i_с.р.- передаточное число синхронизирующего редуктора;

i_с.р^п.- передаточное число главной передачи ведущих мостов полуприцепа, i_с.р^п=4,33 [3];

i_к.п.^тр.; i_к.п.^п.- передаточные числа конических передач, соответственно ведущих мостов трактора и полуприцепа, i_к.п.^тр.=i_к.п.^п.=4,75 [3];

к_п- коэффициент, обеспечивающий превышение на 4% общего передаточного числа к колёсам ведущих мостов полуприцепа над передаточным числом к колёсам ведущего моста трактора, к_п=1,04 [3].

Предварительно выбираем числа зубьев шестерён:

Z₃₁=23; Z₃₀=30; Z₂₉=27; Z₂₈=27 [3].

Тогда фактическое передаточное число синхронизирующего редуктора находим по формуле:

(4.2)

где Z₁₆- число зубьев шестерни дифференциала главной передачи трактора, Z₁₆=59 [3].