Курсовая работа по дисциплине «Тракторы и автомобили» Тема Тягово-сцепные и опорные свойства, проходимость и топливная экономичность трактора

2. Опорные свойства и проходимость трактора

Опорные свойства трактора в той или иной мере влияют на показатели тягово-сцепных (сцепной вес, коэффициенты сцепления с грунтом, сопротивления качению и буксования) и агротехнических свойств (степень уплотнения почвы, урожайность сельскохозяйственных культур), а также проходимость (давление на почву, глубина колеи). При этом большинство из перечисленных показателей при работе с навесными и прицепными машинами и орудиями зависит, прежде всего, от величины нормальных реакций почвы на колеса трактора (нагруженности колес).

2.1. Определение нормальных реакций почвы на передние и задние колеса трактора при работе с прицепными машинами

Нормальные реакции дороги на колеса трактора могут иметь разные значения в зависимости от внешних сил и моментов, действующих во время работы. Величина этих реакций определяет степень нагруженности колес и оказывает существенное влияние на тягово-сцепные и тормозные свойства, продольную устойчивость и управляемость, а также на нагруженность трансмиссии.

Рассмотрим возможный общий случай, когда трактор с прицепом движется ускоренно на подъем под углом =20° к горизонту (лист 2 графической части).
При прямолинейном движении трактора на него действуют в продольной плоскости следующие внешние силы и реакции.
Вес трактора G=83335,95 Н; он приложен в центре тяжести трактора. Положение центра тяжести зафиксировано на схеме двумя координатами: продольной а=1,38 м и вертикальной h=1,23 м; первая из них определяет расстояние от центра тяжести до прямой, проведенной через геометрическую ось ведущих колес перпендикулярно поверхности пути; вторая – расстояние от центра тяжести до опорной поверхности колес.
2. Нормальные реакции дороги: Y_к- на ведущие колеса, Y_п - на ведомые; реакция Y_к смещена на расстояние а_к, а реакция Y_п - на расстояние а_п от прямых, проведенных через оси соответствующих колес перпендикулярно их опорной поверхности.
3. Реакции дороги, параллельные поверхности пути: действующая по направлению движения толкающая сила Х_к, приложенная на расстоянии r_к от геометрической оси ведущих колес, и действующая против направления движения реакция Х_п, приложенная на расстоянии r_п от геометрической оси ведомых колес.
4. Тяговое сопротивление Р_кр=30000 Н, приложенное в точке прицепа, находящейся на высоте h_кр от поверхности пути; в общем случае тяговое сопротивление направлено под углом γ_кр =15° к этой поверхности.
Для удобства дальнейших вычислений перенесем силу тягового сопротивления Р_кр по направлению ее действия до пересечения с плоскостью, проходящей через ось ведущих колес нормально к поверхности пути. Новую точку приложения тягового сопротивления назовем условной точкой прицепа. Высота ее над поверхностью пути h_кр определяется из соотношения:

где l_кр=0,55 м - продольное расстояние от действительной точки прицепа до оси ведущих колес.
Чтобы определить нормальную реакцию дороги Y_п, действующих на передние колеса, составим уравнение моментов всех сил, показанных на листе 2 графической части, относительно точки О₂, в которой толкающая сила Х_к пересекается с нормалью к поверхности пути, проведенной через геометрическую ось ведущих колес. Уравнение моментов имеет следующий вид:

где L=2850 мм - продольная база трактора.

Здесь, как и всюду дальше, принимаем cos γ_кр=1.
Нормальную реакцию дороги Y_к определим, написав уравнение проекций действующих сил на поперечную плоскость, перпендикулярную поверхности пути:

откуда

При установившемся движении трактора с прицепом на горизонтальном участке реакции и имеют следующие значения:

Назовем реакции Y_п и Y_к, действующие на колеса трактора, когда он стоит неподвижно без прицепа на горизонтальной площадке, статическими реакциями и будем обозначать их Y_{п ст} и Y_{к ст}. Приравняв в предыдущем уравнении нулю все силы и моменты, отпадающие в рассматриваемом случае, получаем:

Сравнение значений реакций Y_п и Y_к, действующих на передние и задние колеса трактора при различных условиях, показывает, что они не остаются постоянными. Если трактор движется без прицепа или если линия тягового сопротивления параллельна поверхности пути, то изменение реакций Y_п и Y_к происходит в результате перераспределения нормальных нагрузок между передними и задними колесами; снижение нагрузки на передние колеса вызывает такое же увеличение нагрузки на задние колеса, и наоборот; сумма Y_п и Y_к остается равной Gcosα. При наклоне линии тягового сопротивления к поверхности пути изменение реакций Y_п и Y_к происходит не только в результате перераспределения нормальных нагрузок между колесами, но и в результате того, что в этом случае

Результаты расчетов сводим в итоговую таблицу (лист 2 графической части).