2 Синтез і аналіз передаточного механізму

В проектувальних розрахунках транспортного засобу вказаного типу, наприклад автомобіль із N=5–ступінчатою передачею потужності від двигуна на передні колеса, орієнтовно приймаються наступні дані:

G = 40000 Н – повна вага транспортного засобу;

кг – маса;

r_к = 0,3 м – радіус коліс;

₁ = 1,7 м, ₂ = 2,7 м , h_c = 0,93 м – положення центру ваги С;

= 0,76 – к.к.д. передаточного механізму;

f = 0,020 – коефіцієнт опору коченню коліс;

= 0,80 – коефіцієнт тертя зчеплення;

F_v=k_v·v² – сила опору повітря, k_v=k_л·S_л=1,6 кг/м;

k_л = 0,381 Н·с²/м² – коефіцієнт опору повітря;

S_л = 2,8 м² – лобова площа автомобіля, яку називають мідель;

h_v = 0,95м – відстань лінії дії рівнодійної сили опору повітря від площини дороги, або від метацентру.

2.1 Механічна характеристика двигуна

Випробування автотракторних двигунів на спеціальних стендах показують, що залежність обертального моменту від швидкості вала близька до параболічного закону. Тому механічна характеристика двигуна як рухаючого органу описана рівнянням параболи

В проектувальному розрахунку відомі тільки максимальна потужність = 145 кВт і відповідна її швидкість вала= 260 с^-1, то коефіцієнти визначаються емпіричними формулами:

407,5 Н·м

3,6 кг·м²/c

0,016 кг·м²

де - момент при максимальній потужності.

Цим також визначені максимальний момент:

605 Н·м

і відповідна йому швидкість:

109,82 с^-1

та потужність:

67,545 кВт

Таким чином механічна характеристика як залежність моменту і потужності від швидкості вала наступна:

М_Д=407,5+3,6-0,016·,

П_Д=М_Д·.

2.2 Передаточна функція і її числа

Діапазон зміни передаточної функції , або в розгорнутому виді

при заданих значеннях 190·0,3 =57м/с,

наступний:

.

Максимальне передаточне число u_max використовується на початку руху транспортного засобу з найбільшим опором. Це рух із стану спокою на максимальний підйом дороги , в якому коефіцієнт опору, або набуття максимального прискоренняa_max на горизонтальній дорозі, де . Для даного автомобіля з приводом потужності до передніх коліс

Приймаючи =0,389 маємо початкові значення кінематичної передаточної функції u_max=13,01·0,389 =5,06.

Мінімальне передаточне число u_min визначається максимальною швидкістю автомобіля згідно з кубічним рівнянням:

де

Розв’язком даного кубічного рівняння за формулами Кардана маємо максимальну швидкість автомобіля:

=137 (13.3)

кінцеве значення кінематичної передаточної функції 2,46.

Проміжні передаточні числа представляють геометричну прогресію із знаменником

Цим маємо наступні передаточні числа:

5,06;3,75

2,76 ;2,04

=1,50

2.3 Кінематичні характеристики розбігу

В русі автомобіля із стану спокою до максимальної швидкості кінематичні характеристики визначаються диференціальним рівнянням руху:

де ; параметри рівняння послідовно виражаються через кінематичну передаточну функцію u окремо для кожної передачі. Розрахунок приводиться для першої передачі

Для обчислення часових функцій пройденої відстані s=s(t), швидкості v=v(t) і прискорення a=a(t) за результатами інтегрування рівняння руху приймаються початкові значення часу, відстані і швидкості:

1. t₀=0;

2. s₀=0

3. v₀=0.