ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время особенностью большого числа вновь возникающих предприятий и хозяйств является их малоконтурность.

Это связано со стремлением улучшить экономические показатели хозяйства, снизить затраты на аренду земли и производственных площадей, уменьшить затраты на обслуживание территорий.

Использование в этих случаях для работ по обслуживанию территорий традиционной высокопроизводительной техники либо экономически не оправдано, либо технически невозможно из-за стесненности и профильности площадей.

К таким работам в частности относятся:

Уборка территорий небольших предприятий, включая работы внутри цехов;

Транспортировка грузов массой более 35 кг до 500 кг по территориям цехов и на прилегающих площадях;

Загрузка и разгрузка, перемещение грузов в небольших помещениях а также при обслуживании станочного парка;

При уборке пешеходных тротуаров и узких проулков;

Для выполнения работ в жилищно-коммунальном секторе;

На небольших строительных площадках;

В сельском хозяйстве при работах внутри животноводческих помещений;

В тепличных хозяйствах;

При обработке открытого грунта малой площади.

Малогабаритная техника, предназначенная для работы на малоконтурных площадях, составляет класс тракторов с тяговым усилием 0.2 т (2 кН). Несмотря на очевидную актуальность, данный класс тракторов представлен отечественным производителем в недостаточном объеме. Зарубежные производители предлагают значительный ассортимент качественной высокопроизводительной малогабаритной техники но по высоким ценам с ограниченной возможностью сервисного сопровождения.

Не составляют в этом отношении исключения и малогабаритные машинные агрегаты основное назначение которых состоит в уменьшении доли малопроизводительного, ручного труда в вышеуказанных условиях.

Повышение эффективности работы и производительности мини-тракторов базируется на трёх основных факторах:

Используемой схеме взаимодействия оператора с машиной и машины с объектом работы или транспортировки;

Общей конструктивной схеме машины, связанной с её назначением;

3) Приспособленности к выполнению тех или иных технологических операций в составе машинотракторного агрегата.

Анализ существующих конструкций мини-тракторов отечественного и зарубежного производства позволил выявить ряд значительных ограничений по эффективности работы отечественных мини-тракторов в сравнении их с лучшими зарубежными аналогами. Однако ощутимым недостатком зарубежных мини-тракторов является их высокая себестоимость обусловленная сложностью конструкции, что препятствует их более широкому распространению. Цены мини-тракторов отечественного производства также не соответствуют их потребительской стоимости. Так средний по функциональным возможностям в своём классе мини-трактор Курского машиностроительного завода КМЗ-012 в минимальной комплектации для уборки территории имеет стоимость более 200 тыс.руб. что не сочетается с уровнем его конструктивного и технического исполнения.

Копирование зарубежных аналогов не соответствует интересам (возможностям и потребностям) отечественных производителей и потребителей средств малогабаритной техники. Так использование гидро-объемной трансмиссии в транспортно-тяговых средствах малой мощности требует использования точного производственного оборудования и высококачественных материалов. Это значительно сказывается на себестоимости и снижает экономическую выгоду от её внедрения.

Произведённый конструктивный поиск позволил найти решение, позволяющее максимально учесть все три условия эффективной работы мини-трактора при обеспечении высокой степени его унификации с большинством узлов и агрегатов трансмиссий уже существующих мини-тракторов и машин выпускаемых отечественной промышленностью.

При определении мощностных и эксплуатационных характеристик, разработчик основывался на профилировании данного предлагаемого мини-трактора в качестве машины для уборки небольших территорий предприятий, организаций, гаражей, автозаправочных станций, проездов и тротуаров в зимний период от снега, уборки мусора и поливомоечных функций в летний период. Осуществления транспортных и погрузочно-разгрузочных операций внутри цехов, и на территории предприятия.

Для этих целей может быть использована одно- или двухосная колесная платформа с кран стрелой стоечного типа небольшой грузоподъемности и талью с ручным приводом.

При определении массово-габаритных параметров ставилась задача достижения минимальных габаритов при сохранении полноты выполняемых функций. Данному требованию в максимальной степени соответствует типовая схема модельной серии мини-тракторов и погрузчиков Бельгийской фирмы «Бобкет».

Подобная конструкция разрабатывалась и подготавливалась к выпуску в нашей стране в конце 80-х годов. Однако выпуск так и не был налажен по сих пор. Трактор «Бобкет» имеет четыре колеса с полным приводом. Управление трактором осуществляется подобно гусеничным машинам путем притормаживания колёсами одной стороны. Такая схема обеспечивает минимальные габариты при максимальной маневренности. Трактора «Бобкет» разных моделей выпускаются с гидро-объемной, электромеханической и комбинированной гидро-механической трансмиссиями.

Разработчику удалось спроектировать мини-трактор оснащенный механическими двухступенчатыми планетарными механизмами поворота обеспечивающими изменение величины и направления крутящего момента на колесах трактора вне зависимости от скорости и направления движения самого трактора. Данная трансмиссия обеспечивает разворот трактора на месте и включения реверсивного хода без обращения к коробке передач. Небольшая мощность трактора позволила использовать в элементах трансмиссии типовые узлы автомобилей с высоким коэффициентом запаса по ресурсу и прочности.

Разработчик оговаривает варианты установки двух различных силовых агрегатов значительно отличающихся по мощности и эксплуатационным показателям в зависимости от профилирования мини-трактора.

Предусмотрена возможность агрегатирования данного мини-трактора с навесным оборудованием выпускаемым Минским тракторным заводом для мини-тракторов «МТЗ-310/320», оборудованием выпускаемым Сморгоньским агрегатным заводом для мини-трактора «Беларусь-102ТД» а также навесными и прицепными орудиями выпускаемыми Курским машиностроительным заводом для трактора «КМЗ-012».

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОГАБАРИТНОГО ТРАКТОРА

Проектируемый Машинотракторный агрегат (МТА) состоящий из малогабаритного трактора и навесного оборудования должен обеспечивать снижение затрат на единицу работы производимой в известном объеме и при определенных условиях в сравнении с другими подобными МТА.

Новый МТА должен удовлетворять следующим качественным и количественным требованиям:

быть надежным;

быть в высокой степени ремонтно-пригодным;

маневренным;

иметь высокую управляемость, обеспечивать простоту управления;

отвечать эстетическим требованиям;

быть эргономичным и безопасным.

отвечать количественным требованиям по габаритам и массе:

вес не более 0,9 тонны;

габариты не более 1500х3000х2500 мм.;

диапазон скоростей 2,5 - 9,0 км/ч;

сила тяги на крюке 0,2-0,6 тонны;

Для уточнения возможных параметров проектируемого МТА воспользуемся методом вероятно-статистической экстраполяции по зависимостям полученным НАТИ (ОСТ 23.2.484 - 78) с целью получения прогнозируемых показателей перспективного МТА:

Тяговый класс - 0,2-0,6;

Коэффициент тягового класса - Кт = 0,5;

Номинальное тяговое усилие - F.ном. = 0,4 т = 4 кН;

Значение величины корреляции - Кt = 55;

Энергонасыщенность - Кэ = 10,6 кВт/т:

Кэ = Кт * ((32,5 * Кт + 804) / (Кт + 72,5)) = 0,5 * ((32,5 * 0,5 + 804) / (0,5 + 72,5)) = 10,16 кВт/т

Скорость при номинальном тяговом усилии - Vтн = 9,1 км/ч;

Vтн = Кт * ((4,27 Кт + 405) / (Кт + 71,42)) = 0,5 * ((4,27 * 0,5 + 405) / (0,5 + 71,42)) = 2,53 (м/с) = 9,1 км/ч

Номинальная эксплуатационная мощность - Р = 19,7 кВт;

Рном = 0,5 * ((0,812 * Кт? + 40,57 Кт + 506) / (Кт + 72,5)) = 0,5 * ((0,812 * 0,25 + 40,57 * 0,5 + 506) / ( 0,5 + 72,5)) = 19,7 кВт

8) Эксплуатационная масса - Mэ = 1052,8 кг;

Мэ = 263,2 * F кр.ном. = 263,2 * 4 = 1052,8 кг

9) Коэффициент статического распределения нагрузок по осям - = 0,5;

= 0,182 + 5,06 / F кр.ном. - 15,1 / F кр.ном.? = 0,182 + 5,06 / 4 - 15,1 / 16 = 0,5

10) База трактора - L = 1566 мм;

L = Кт * 1502 + 63,5 * F кр.ном. + 561 = 0,5 * 1502 +63,5 * 4 + 561 = 1566 мм

11) Колея трактора - В min = 1214 мм;

B min = 1072 + 35,5 * F кр.ном. = 1214

12) Дорожный просвет - hg = 221,6 мм;

hg = Кт * ( 443 - (24,4 / F кр.ном.) + 2,78 * F кр.ном.) = 221,6

Рассчитаем корреляционные зависимости между массой и основными параметрами мини-трактора предназначенного для выполнения работ общего назначения.

Выполним расчёты для трёх значений масс:

М1 = 0,6 т ;

М2 = 0,75 т;

М3 = 0,9 т;

1) Мощность двигателя :

Nдв = 0,0597 * Мт (ст 0,85)

М1 = 3,86 кВт;

М2 = 4,6 кВт;

М3 = 5,45 кВт;

2) База :

L = 0,105 + 0,1 * ?v Мт * 1000

L1 = 1611 мм;

L2 = 1874 мм;

L3 = 2042 мм;

3) Наружный радиус колес:

Rк = 0,9 * ( 0,25 + 0,08 * ? v Мт) * 1000

R1 = 265 мм;

R2 = 290 мм;

R3 = 418 мм;

Рассчитаем корреляционные зависимости между массой и основными параметрами для мини-трактора профилированного для выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ:

1) Мощность двигателя:

N дв = 0,00938 * Мт (ст 0,96)

N дв 1 = 5,7 кВт;

N дв 2 = 7,1 кВт;

N дв 3 = 8,45 кВт;

2) Мощность гидросистемы:

N гс = 0,0036 * Мт (ст0,96)

N 1 = 2.2 кВт;

N 2 = 2.7 кВт;

N 3 = 3.25 кВт;

3) База:

Lт = ? v Мт * 1,43 * 1000

L1 = 1506 мм;

L2 = 1799 мм;

L3 = 1880 мм;

4) Колея:

В = ? v (Мт * 1000) + 0,25 Lт

В1 = 1144 мм;

В2 = 1233 мм;

В3 = 1310 мм;

5) Наружный радиус колес:

Rк = 282 * ? v Мт

R1 = 237 мм;

R2 = 256 мм;

R3 = 272 мм;

6) Грузоподъемность (эксплуатационная):

Мг = 0,235 * Мт

М1 = 141 кг;

М2 = 176 кг;

М3 = 211 кг;

Проанализируем полученные данные:

1) Перспективный мини-трактор имеет мощность более 19 кВт, существующие мини-тракторы данного веса для работ общего назначения имеют мощность двигателя 3,8 -5,5 кВт; для выполнения погрузочно/разгрузочных работ 5,7 - 8,47 кВт;

РЕШЕНИЕ: Использовать двигатель мощностью 5 - 6 кВт; а также проанализировать вариант с установкой двигателя мощностью свыше 20 кВт;

N дв 1 = 5…6 кВт;

N дв 2 = более 20 кВт;

2) При определении оптимальной массы мини-трактора будем исходить из удельной энергонасыщенности перспективного мини-трактора Кэ = 10 кВт /т, а также из расчетов по эксплуатационной массе / по тяге на крюке Мэ = 780 кг; и расчетов по грузопдъемности не менее 250 кг ( Мг = 0,235 Мт).

РЕШЕНИЕ: Считать предпочтительной возможную массу минитрактора - 700 - 800 кг.

Мт = 700…800 кг.

3) База трактора может находиться в пределах от 1500 мм (для перспективного образца), до 2050 мм.

РЕШЕНИЕ: При увеличении продольной базы минитрактора улучшается его продольная устойчивость что при малых габаритах играет существенную роль. Однако при использовании конструктивной схемы с поворотом путём притормаживания колес, увеличение базы ведёт к возрастанию усилия на разворот. При небольшой энергонасыщенности мини-трактора и его работе на твердом покрытии при значительных силах сцепления колес с дорожным покрытием оптимальным можно считать соотношение длина/ширина не более чем как 3 / 4. Возможно остановиться на предпочтительной длине базы как 1800 мм.

Вт = 1800 мм.

4) Наружный радиус колес для перспективного мини-МТА весом 750 кг составляет Rк = 290 мм. Существующие минитрактора имеют средний радиус колеса Rк = 256 мм.

РЕШЕНИЕ: Меньший радиус колеса уменьшает дорожный просвет, одновременно возрастают нагрузки на шину при использовании стандартных шин невысокой грузоподъемности. Принимая во внимание отсутствие элементов подвески на мини-тракторах а также повышенные нагрузки на шину при развороте притормаживанием, предпочтительнее шины большего диаметра, однако возможно предлагать как вариант колеса с меньшим диаметром шин.

Rк 1 = 290 мм;

Rк 2 = 260 мм;

5) При определении ширины колеи мини-трактора существенную роль играет длина его базы а также требования по поперечной устойчивости и горизонтальной проходимости в диапазоне от 1150 до 1450 мм.

РЕШЕНИЕ: При определении ширины мини-трактора опираться на эргономичность рабочего места оператора и приемлемость компоновочного решения агрегатов трансмиссии в указанных пределах:

Вт = 1150…1450 мм.

2. АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ КОМПОНОВОЧНОГО РЕШЕНИЯ

Анализ существующих конструкций мини-тракторов отечественного и зарубежного производства позволил выявить ряд значительных ограничений по эффективности работы отечественных мини-тракторов в сравнении их с лучшими зарубежными аналогами. Однако ощутимым недостатком зарубежных мини-тракторов является их высокая себестоимость обусловленная сложностью конструкции, что препятствует их более широкому распространению. Цены мини-тракторов отечественного производства также не соответствуют их потребительской стоимости. Так средний по функциональным возможностям в своём классе мини-трактор Курского машиностроительного завода КМЗ-012 в минимальной комплектации для уборки территории имеет стоимость более 200 тыс.руб. что не сочетается с уровнем его конструктивного и технического исполнения.

Копирование зарубежных аналогов не соответствует интересам (возможностям и потребностям ) отечественных производителей и потребителей средств малогабаритной техники. Так использование гидро-объемной трансмиссии в транспортно-тяговых средствах малой мощности требует использования точного производственного оборудования и высококачественных материалов. Это значительно сказывается на себестоимости и снижает экономическую выгоду от её внедрения.

Произведённый конструктивный поиск позволил найти решение, позволяющее максимально учесть все три условия эффективной работы мини-трактора при обеспечении высокой степени его унификации с большинством узлов и агрегатов трансмиссий уже существующих мини-тракторов и машин выпускаемых отечественной промышленностью.

При определении мощностных и эксплуатационных характеристик, разработчик основывался на профилировании данного предлагаемого мини-трактора в качестве машины для уборки небольших территорий предприятий, организаций, гаражей, автозаправочных станций, проездов и тротуаров в зимний период от снега, уборки мусора и поливомоечных функций в летний период. Осуществления транспортных и погрузочно-разгрузочных операций внутри цехов, и на территории предприятия.

Для этих целей может быть использована одно- или двухосная колесная платформа с кран стрелой стоечного типа небольшой грузоподъемности и талью с ручным приводом.

При определении массово-габаритных параметров ставилась задача достижения минимальных габаритов при сохранении полноты выполняемых функций. Данному требованию в максимальной степени соответствует типовая схема модельной серии мини-тракторов и погрузчиков Бельгийской фирмы «Бобкет».

Подобная конструкция разрабатывалась и подготавливалась к выпуску в нашей стране в конце 80-х годов. Однако выпуск так и не был налажен по сих пор. Трактор «Бобкет» имеет четыре колеса с полным приводом. Управление трактором осуществляется подобно гусеничным машинам путем притормаживания колёсами одной стороны. Такая схема обеспечивает минимальные габариты при максимальной маневренности. Трактора «Бобкет» разных моделей выпускаются с гидро-объемной, электромеханической и комбинированной гидро-механической трансмиссиями.

Разработчику удалось спроектировать мини-трактор оснащенный механическими двухступенчатыми планетарными механизмами поворота обеспечивающими изменение величины и направления крутящего момента на колесах трактора вне зависимости от скорости и направления движения самого трактора. Данная трансмиссия обеспечивает разворот трактора на месте и включения реверсивного хода без обращения к коробке передач. Небольшая мощность трактора позволила использовать в элементах трансмиссии типовые узлы автомобилей с высоким коэффициентом запаса по ресурсу и прочности.

Разработчик оговаривает варианты установки двух различных силовых агрегатов значительно отличающихся по мощности и эксплуатационным показателям в зависимости от профилирования мини-трактора.

Предусмотрена возможность агрегатирования данного мини-трактора с навесным оборудованием выпускаемым Минским тракторным заводом для мини-тракторов «МТЗ-310/320», оборудованием выпускаемым Сморгоньским агрегатным заводом для мини-трактора «Беларусь-102ТД» а также навесными и прицепными орудиями выпускаемыми Курским машиностроительным заводом для трактора «КМЗ-012».

3. ТРАНСМИССИЯ МИНИ-ТРАКТОРА

3.1 Общее устройство трансмиссии

Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления поступает в КПП, обеспечивающую изменение диапазона рабочих скоростей мини-трактора от 2,5 до 10 км/час.

Разработчик применил КПП автомобиля «ИЖ-2715» как удовлетворяющую необходимому диапазону изменения рабочих передаточных соотношений (3,49; 2,04; 1,33; 1,00). Данная КПП имеет значительный запас прочности для рассматриваемого мини-трактора (более 7) и удовлетворяет габаритным требованиям.

Главная передача в виде конического редуктора также составлена из главной передачи автомобиля «ИЖ-2715» с передаточным соотношением конической пары .

Полуоси главной передачи передают крутящий момент на планетарные двухрядные редуктора поворота мини-трактора. В расчетах применен планетарный редуктор с передаточным соотношением ряда . Передача крутящего момента с водила первого ряда ПМП на солнечную шестерню второго ряда цепная, с передаточным соотношением . Передача крутящего момента с эпицикла первого ряда ПМП на эпицикл второго ряда ПМП - цепная, с передаточным соотношением .

Крутящий момент с водила ПМП второго ряда посредством цепной передачи передаётся на ведущие колеса с передаточным соотношением .

Общее передаточное число трансмиссии на передаче:

первой - 125,37

второй - 73,28

третьей - 47,78

четвертой - 35,92

Разность скорости хода при включении ПМП из режима переднего хода в режим заднего хода составляет не более 2,9 %. Что не скажется на управляемости мини-трактором.

Сцепление сухое однодисковое постоянно замкнутого типа с диафрагменной пружиной. Привод выключения сцепления - гидравлический, от подвесной педали.

Коробка передач оснащена синхронизаторами включения всех передач.

КПП соединена с главной передачей посредством крестовины карданного шарнира на игольчатых подшипниках.

Главная передача гипоидного зацепления имеет выход вала отбора мощности. Главная передача закреплена в корпусе трактора посредством установки в подшипниковые опоры валов ПМП и вала ВОМ.

ВОМ имеет частоту вращения в зависимости от включенной передаче в КПП. Однако вращение ВОМ может происходить и при остановленном мини-тракторе за счет разъединения колес от трансмиссии выключением ПМП. Редуктор ВОМ имеет собственное передаточное число .

Рабочие скорости вращения ВОМ при частоте вращения вала двигателя

n.дв=3000 об/мин. на передаче:

первой - 500 об/мин; второй - 830 об/мин;

третьей - 1311 об/мин; четвертой - 1744 об/мин.

Цепные передачи трансмиссии имеют звездочки регулирования натяжения цепи.

3.2 Расчет параметров трансмиссии

Диапазон рабочих скоростей движения:

от 2,5 до 10 км/час; R колес = 0,285 м;

W колес = (Vтр /3,6)/R к;

1 Wк = (2,5/3,6)/0,285 = 2,44 рад/сек;

2 Wк = (10/3,6)/0,285 = 9,75 рад/сек;

max i тр = Wдв/Wк= ((р n дв)/ 30)/2,44 = ((3,14*3000)/30)/2,44 = 128,7;

min i тр = ((3.14*3000)/30)/9,75 = 32,2

Примем за основу для расчета трансмиссии

КПП автомобиля «ИЖ-2715»:

1 передача - 3,49;

2 передача - 2,04;

3 передача - 1,33;

4 передача - 1,00.

Передаточное число трансмиссии - i тр:

i тр = i кпп * i гп * i пмп * i к;

Примем для главной передачи:

i гп = 3,91 ( коническая пара ГП автомобиля «ИЖ-2715»);

Тогда:

1) i пмп * i к = i тр max / (i кпп max * i гп) = 128,7/ (3,49 * 3,91) = 9,43;

2) i пмп * i к = i тр min / (i кпп min * i гп) = 32.2/ (1*3.91) = 8.23;

Так как: i пмп = const, и i к = const, примем:

i пмп * i к = 9,2;

Тогда:

i тр max = 3.49 * 3.91 * 9.2 = 125.5;

i тр min = 1 * 3.91 * 9.2 = 35.9;

Решение: КПП автомобиля «ИЖ-2715» удовлетворяет требованию обеспечения диапазона рабочих скоростей при n дв = 3000 об/мин:

V min = 2.5 км/час;

V max = 9 км/час;

3.3 Устройство ПМП

Механизм поворота должен обеспечивать:

1) плавный и быстрый переход от прямолинейного движения трактора к криволинейному; наиболее полно этому требованию отвечают бесступенчатые механизмы;

2) минимальную перегрузку двигателя при повороте, которая оценивается отношением:

где и - коэффициенты загрузки двигателя при криволинейном и прямолинейном движениях трактора; и - скорости поступательного движения центра масс трактора при повороте и при прямолинейном движении; = - параметр поворота ( здесь - результирующий момент повороту; - касательная сила тяги; - колея трактора); и - момент и скорость скольжения тормоза; муфты (при повороте с фиксированном радиусом );

3) устойчивость прямолинейного движения;

4) достаточный поворачивающий момент



где и - касательные силы тяги на отстающей и забегающей гусеницах.

На современных гусеничных тракторах применяют механизмы поворота с фрикционными муфтами, одноступенчатые или двухступенчатые планетарные механизмы. Одноступенчатые планетарные механизмы поворота имеют ряд преимуществ перед муфтами поворота: большая долговечность, меньшие габариты при передаче той же мощности.

Разработчик заложил в техническое условие требование обеспечить реверсирование хода органами управления механизмами поворота. Данная возможность позволит значительно повысить маневренность малогабаритного трактора.

Разработчику удалось достигнуть желаемого результата путем применения двухрядных планетарных редукторов. По своим свойствам рассматриваемый механизм поворота полностью идентичен бортовым фрикционам с той разницей что рычаг управления механизмом поворота имеет два направления рабочего включения для движения и движения назад. Подтормаживание осуществляется перпендикулярным перемещением рычага управления, а также может дублироваться нажатием на педаль подтормаживания одного борта.

Передаточные числа трансмиссии и бортовых редукторов обеспечивают симметричность скорости движения при прямом и реверсивном ходе. В целях унификации, фрикционные элементы бортовых редукторов выполнены из барабанных тормозных механизмов легкового автомобиля «ИЖ-2715». Данные механизмы обеспечивают значительный запас прочности и износостойкости при удовлетворительных габаритах.

Включение бортового редуктора осуществляется остановкой одного из элементов планетарного редуктора. При движении вперед происходит включение барабанного тормоза остановки водила первого ряда планетарного редуктора. При реверсивном ходе затормаживается эпицикл планетарного ряда. Цепная передача от водила первого ряда ПМП на солнечную шестерню второго планетарного ряда ПМП осуществляется с передаточным числом i=0.5. Эпицикл первого планетарного ряда, соединен с эпициклом второго планетарного ряда ПМП , с передаточным соотношением i=1,8, обеспечивающим равенство скоростей прямого и реверсивного хода (для обеспечения разворота трактора на месте).

Данные ПМП обеспечивают:

1. Включение/выключение привода колес;

2. Подтормаживание колесами одного борта;

3. Торможение трансмиссиями обеих бортов;

4. Независимое реверсирование вращения колес;

5. Неполное включение привода колес.

Использование тормозных барабанных механизмов автомобиля «ИЖ-2715» в управлении ПМП позволило создать значительный запас надежности и долговечности работы ПМП, её высокую унифицированность и ремонтопригодность.

3.4 Расчет ПМП

Передаточное число i пмп * i к = 9,2 (из расчета трансмиссии).

Отсюда:

i пмп = 9,2/ i к;

Для расчета параметров планетарной передачи воспользуемся формулой:

;

где, - угловые скорости соответственно солнечного, эпициклического колес и водила.

Кинематический параметр p - внутреннее передаточное число ряда - определяется при заторможенном водиле по уравнению кинематики, с учетом того что угловые скорости и числа зубьев зубчатых колес связаны зависимостью:

;

Примем оба планетарных ряда двухрядного редуктора ПМП одинаковыми с внутренним передаточным числом р = 2,5;

Определим передаточные числа рядов: в режиме переднего хода:

первый ряд: Ведущее - солнечное колесо, остановлено эпициклическое.

и (1пх) = 1+р= 3,5.

второй ряд: Ведущее - солнечное колесо, остановлено эпициклическое.

и (2пх) = 1+р =3,5.

Общее передаточное число ПМП при включении переднего хода:

i пмп-пх = 3,5 * 3,5= 12,25.

2) в режиме реверсивного хода: первый ряд: Ведущее солнечное колесо, остановлено водило.

и (1зх) = -р = -2,5;

второй ряд: Ведущее эпициклическое колесо, остановлено солнечное.

и (2зх) = (1+р)/р = (1+2,5)/2,5 = 3,5/2,5 = 1,4.

Общее передаточное число ПМП при включении реверсивного хода:

i пмп-зх = -2,5 * 1,4 = -3,5.

Согласно технического условия необходимо обеспечить равное передаточное число переднего и реверсивного хода. Для этого методом подбора зададим уравнивающие передаточные числа:

а) от эпицикла первого ряда ПМП на эпицикл второго ряда ПМП:

i э-э = 1,8;

б) от водила первого ряда на солнечное колесо второго ряда ПМП:

i в-с = 0,5;

Тогда общее передаточное число ПМП:

i пмп пх = 12,25 * 0,5 = 6,125;

i пмп зх = -3,5 * 1,8 = 6,58;

Неравенство передаточных чисел составляет:

|i пмп пх - i пмп зх| / i пмп зх * 100 = | 6.125 - 6.58 | / 6.58 * 100 = 6,9 %;

Разность хода 6,9 % укладывается в рамки допустимого.

Определим передаточное число колесной передачи:

i к = 9,2 / 6,125 = 1,5.

Результаты расчетов:

р1 = р2 = 2,5;

i э-э = 1,8;

i в-с = 0,5;

i пмп = 6,125;

i к = 1,5.

4. РАСЧЕТ ТЯГОВОГО БАЛАНСА

Исх.данные:		Ne max=	8 л.с.	Ка=	1	Gт max=	2,2
		ne =	3000	Кb=	1		кг*час
		n max =	3500	Rk=	0,285	gт=	340
		n min =	500	m тр=	800 кг		гр*кВт
n дв (об/мин)	500,00	1000,00	1500,00	2000,00	2500,00	3000,00	3500
Wдв (рад/сек)	52,33	104,67	157,00	209,33	261,67	314,00	366,33
Мдв (кг/м)	0,31	0,82	1,22	1,63	1,73	1,84	1,73
Мдв (Н/м)	3,00	8,00	12,00	16,00	17,00	18,00	17,00
Ne (л.с)	0,21	1,10	2,47	4,39	5,83	7,40	8,16
Ne (кВт)	0,16	0,84	1,88	3,35	4,45	5,65	6,23
i1 кпп	3,49	3,49	3,49	3,49	3,49	3,49	3,49
i2 кпп	2,04	2,04	2,04	2,04	2,04	2,04	2,04
i3 кпп	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33	1,33
i4 кпп	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1
i гп	3,91	3,91	3,91	3,91	3,91	3,91	3,91
Z c1	12,00	12,00	12,00	12,00	12,00	12,00	12
Z э1	30,00	30,00	30,00	30,00	30,00	30,00	30
Z c2	12,00	12,00	12,00	12,00	12,00	12,00	12
Z э2	30,00	30,00	30,00	30,00	30,00	30,00	30
р1	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50	2,5
р2	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50	2,5
i плр1 пх	3,50	3,50	3,50	3,50	3,50	3,50	3,5
i плр1 зх	-2,50	-2,50	-2,50	-2,50	-2,50	-2,50	-2,5
i плр2 пх	3,50	3,50	3,50	3,50	3,50	3,50	3,5
i плр2 зх	1,40	1,40	1,40	1,40	1,40	1,40	1,4
i э-э--пмп	1,80	1,80	1,80	1,80	1,80	1,80	1,8
i вд-с-пмп	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50	0,5
i пмп-пх	6,13	6,13	6,13	6,13	6,13	6,13	6,125
i пмп-зх	-6,30	-6,30	-6,30	-6,30	-6,30	-6,30	-6,3
i пмп-к	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50
i тр пх 1п	125,37	125,37	125,37	125,37	125,37	125,37	125,37
i тр пх 2п	73,28	73,28	73,28	73,28	73,28	73,28	73,28
i тр пх 3п	47,78	47,78	47,78	47,78	47,78	47,78	47,78
i тр пх 4п	35,92	35,92	35,92	35,92	35,92	35,92	35,92
i тр зх 1п	-128,95	-128,95	-128,95	-128,95	-128,95	-128,95	-128,95
R кол	0,29	0,29	0,29	0,29	0,29	0,29	0,29
W к пх 1п	0,42	0,83	1,25	1,67	2,09	2,50	2,92
W к пх 2п	0,71	1,43	2,14	2,86	3,57	4,28	5,00
W к пх 3п	1,10	2,19	3,29	4,38	5,48	6,57	7,67
W к пх 4п	1,46	2,91	4,37	5,83	7,28	8,74	10,20
V тр пх 1п	0,43	0,86	1,28	1,71	2,14	2,57	3,00
V тр пх 2п	0,73	1,47	2,20	2,93	3,66	4,40	5,13
V тр пх 3п	1,12	2,25	3,37	4,50	5,62	6,74	7,87
V тр пх 4п	1,49	2,99	4,48	5,98	7,47	8,97	10,46
М к пх 1п	376,12	1002,97	1504,46	2005,95	2131,32	2256,69	2131,32
М к пх 2п	219,85	586,27	879,40	1172,53	1245,81	1319,10	1245,81
М к пх 3п	143,33	382,22	573,33	764,44	812,22	860,00	812,22
М к пх 4п	107,77	287,39	431,08	574,77	610,69	646,62	610,69
F тяг 1п	1,32	3,52	5,28	7,04	7,48	7,92	7,48
F тяг 2п	0,77	2,06	3,09	4,11	4,37	4,63	4,37
F тяг 3п	0,50	1,34	2,01	2,68	2,85	3,02	2,85
F тяг 4п	0,38	1,01	1,51	2,02	2,14	2,27	2,14
ц дор	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80	0,80
КПД тр (зтр)	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90	0,90
F сц	6,27	6,27	6,27	6,27	6,27	6,27	6,27
F т max	1,19	3,17	4,75	6,33	6,73	7,13	6,73
F т max сц	1,19	3,17	4,75	6,27	6,27	6,27	6,27
Gт (кг/час)	0,05	0,28	0,64	1,14	1,51	1,92	2,12
gт (гр*кВт)	340,00	340,00	340,00	340,00	340,00	340,00	340,00

5. МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА

Механизм поворота должен обеспечивать:

1) плавный и быстрый переход от прямолинейного движения трактора к криволинейному; наиболее полно этому требованию отвечают бесступенчатые механизмы;

2) минимальную перегрузку двигателя при повороте, которая оценивается отношением:

где и - коэффициенты загрузки двигателя при криволинейном и прямолинейном движениях трактора; и - скорости потсупательного движения центра масс трактора при повороте и при прямолинейном движении; = - параметр поворота ( здесь - результирующий момент повороту; - касательная сила тяги; - колея трактора); и - момент и скорость скольжения тормоза; муфты (при повороте с фиксированном радиусом );

3) устойчивость прямолинейного движения;

4) достаточный поворачивающий момент

где и - касательные силы тяги на отстающей и забегающей гусеницах.

На современных гусеничных тракторах применяют механизмы поворота с фрикционными муфтами, однотсупенчатые или двухступенчатые планетарные механизмы. Одноступенчатые планетарные механизмы поворота имеют ряд преимуществ перед муфтами поворота: большая долговечность, меньшие габариты при передаче той же мощности.

Разработчик заложил в техническое условие требование обеспечить реверсирование хода органами управления механизмами поворота. Данная возможность позволит значительно повысить маневренность малогабаритного трактора.

Разработчику удалось достигнуть желаемого результата путем применения двухрядных планетарных редукторов. По своим свойствам рассматриваемый механизм поворота полностью идентичен бортовым фрикционам с той разницей что рычаг управления механизмом поворота имеет два направления рабочего включения для движения и движения назад. Подтормаживание осуществляется перпендикулярным перемещением рычага управления, а также может дублироваться нажатием на педаль подтормаживания одного борта.

Передаточные числа трансмиссии и бортовых редукторов обеспечивают симметричность скорости движения при прямом и реверсивном ходе. В целях унификации фрикционные элементы бортовых редукторов выполнены из барабанных тормозных механизмов легкового автомобиля. Данные механизмы обеспечивают значительный запас прочности и износостойкости при удовлетворительных габаритах.

Включение бортового редуктора осуществляется остановкой одного из элементов планетарного редуктора. При движении вперед происходит включение барабанного тормоза остановки водила первого ряда планетарного редуктора. При реверсивном ходе затормаживается эпицикл планетарного ряда. Эпицикл первого планетарного ряда соединен с эпициклом второго ряда с передаточным соотношением обеспечивающим равенство скоростей прямого и реверсивного хода (для обеспечения разворота трактора на месте).