Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Тракторы и автомобили: теория и технологические свойства

РАБОТА ГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ

Кинематика гусеничного движителя

Радиус качения. Рассмотрим движение гусеницы относительно поверхности пути, предполагая, что гусеница изготовлена из гибкого материала, т.е. шаг звеньев бесконечно мал. Допустим, что гусеница не растягивается и не провисает, а поверхность пути не деформируется.

При условии равномерного вращения ведущих колес (сок = const), отсутствии буксования гусениц относительно почвы и скольжения их относительно ведущих колес теоретическую поступательную скорость гусеничного трактора можно определить по той же формуле, что и для колесного трактора, т. е.

где сок — угловая скорость ведущего колеса; гк — кинематический радиус ведущего колеса гусеничного движителя.

Выразим радиус гк через параметры гусеничного движителя с учетом того, что в действительности гусеница состоит из отдельных звеньев, а не является бесконечной гибкой лентой. При всех прочих условиях, изложенных ранее, путь 5П, пройденный трактором за один оборот ведущего колеса, будет равен периметру многоугольника, составленного из звеньев гусеницы, уложенных по всей окружности ведущего колеса (рис. 33). Периметр такого многоугольника равен произведению длины одного звена /зв (шага гусеничной цепи) на

Схема укладки звеньев на ведущем колесе гусеничного движителя

Рис. 33. Схема укладки звеньев на ведущем колесе гусеничного движителя

число звеньев zn ведущего колеса, принимающих участие в зацеплении за один его оборот:

Отсюда можно определить кинематический радиус ведущего колеса гусеничного движителя:

Полученное выражение некорректно для определения кинематического радиуса гк, потому что изначально в качестве радиуса принято расстояние от оси колеса до точки зацепления звена с ведущим колесом, т.е. до точки приложения касательной силы. Однако из факторов, определяющих разницу между динамическим и кинематическим радиусами ведущего колеса гусеничного движителя, действует только его буксование. Отсутствует радиальная деформация ведущего колеса, свойственная эластичной шине, а характер взаимодействия гусеничного звена цепи и ведущего колеса исключает возможность взаимного их проскальзывания. Буксование же гусеничного движителя на сельскохозяйственных фонах не превышает 5%. При прямолинейном движении с нагрузкой в пределах номинальной тяговой силы трактора, т.е. на выполнении обычных сельскохозяйственных операций, буксование чаще всего составляет 1...3%. Поэтому для практических инженерных расчетов можно принять, что кинематический и динамический радиусы гусеничного движителя равны между собой: гк = га.

Скорость движения гусеничного трактора. Гусеничная цепь, замкнутая по контуру, образованному ведущим колесом, поддерживающими и опорными катками и направляющим колесом, составляет гусеничный обвод.

Кинематика гусеничного движителя такова, что при равномерном вращении ведущего колеса скорость наматывания гусеничного обвода неравномерная. Причиной этого служит звенчатость гусеничной цепи. При анализе изменения скорости гусеничного обвода допустим, что трактор стоит на месте, а поверхность почвы движется в направлении, противоположном действительному движению трактора. При этом последнее звено, будучи прижатым к почве опорным катком, находится в положении, параллельном плоскости дороги, на протяжении всего времени перемещения по нему катка (от точки А' до точки А). Тогда при наматывании гусеницы на ведущее колесо по траектории окружности (дуга аа', рис. 34) опорная часть перемещается по линейному закону на участке А'А, равном длине одного звена. Кинематика ведущего участка гусеничного движителя по существу не отличается от кинематики дезаксиального криво- шипно-ползунного механизма с эксцентриситетом ек, радиусом кривошипа гк и длиной шатуна /ш.

Из теории кривошипно-ползунного механизма известно выражение для определения скорости точки А при вращении колеса и перемещении точки а в точку а':

Кинематика ведущего участка гусеничного движителя

Рис. 34. Кинематика ведущего участка гусеничного движителя

По закону кривошипно-ползунного механизма в первые 90° поворота кривошипа после верхней мертвой точки (по дуге cb) скорость ползуна (поршня, звена) нарастает и достигает максимального значения при повороте на 90° (точка b). Затем скорость ползуна начинает снижаться, достигая нулевого значения при повороте кривошипа на 180° (точка d). Именно на этом участке пути (bd), от 90 до 180°, находятся точки аа'. Таким образом, при наезде опорного катка на звено (точка А') скорость перемещения этого звена максимальная (v'), а по мере его проезда (точка Л) она уменьшается (v''). Этот процесс носит периодический характер (рис. 35). Период повторения изменения скорости вследствие звенчатости гусеницы соответствует времени перемещения опорного катка по одному звену, т.е.

или повороту ведущего колеса на угол ап = 2n/zn

График скорости перемещения звеньев опорной ветви гусеницы

Рис. 35. График скорости перемещения звеньев опорной ветви гусеницы

С увеличением длины звена гусеницы при неизменном радиусе колеса амплитуда колебаний скорости повышается вследствие снижения zn и возрастания ап Интенсивность колебаний скорости гусеничного обвода повышается также с увеличением скорости движения машины. Поэтому на быстроходных транспортных средствах применяют гусеницы с мелким шагом, добиваясь меньшей амплитуды v'v" колебаний скорости наматывания.

Пользуясь выражением (29), нетрудно определить, что для трактора сельскохозяйственного назначения при выполнении технологической операции со скоростью 2 м/с период колебаний скорости будет равен 0,09 с, если длина звена 0,18 м.

Колебания скорости гусеничного обвода транспортных машин происходят с еще большей частотой, что обусловлено мелкозвенча- тостью гусеницы и более высокой скоростью движения. По существу — это вибрации, которые не вызывают неравномерности поступательного движения трактора или транспортной машины, как показано на рис. 35. Однако этот процесс сопровождается повышением динамических нагрузок деталей гусеничного движителя и трансмиссии.

Факторы, сглаживающие неравномерность движения гусеничного обвода, следующие: вертикальное перемещение последнего опорного катка за счет деформации его подвески; податливость (деформация кручения) валов трансмиссии; выворачивание звена под задним опорным катком в пределах деформации сжатия почвы.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы