Гусеничный трелёвочный трактор

Учреждение образования  «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Факультет Технологии и техники лесной промышленности  _____

Кафедра Лесотранспортных машин и технологии лесозаготовок   

Специальность Машины и оборудование лесного комплекса   

Специализация Машины и оборудование лесной промышленности  

 

 

Пояснительная записка

            КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

по дисциплине: Лесотранспортные машины 

                                     

Тема: Гусеничный трелёвочный трактор                    

 

                                                                      

                                         

 

 

 

 

 

 

                                           Исполнитель

                              студент  4  курса группы  5                      Хорьков С.В.

               подпись, дата       инициалы  и фамилия

 

                                                       Руководитель

                                                                                                   Пищов С.Н.

                                должность, ученая степень, ученое звание       подпись, дата       инициалы и фамилия

 

 

Курсовой проект защищен с оценкой__________

Руководитель__________________                                     Пищов С.Н.

                                           подпись                                                                   инициалы и фамилия 

 

                                         

 

 

 

 

 

 

                                          Минск 2011

 

 Содержание

 

Введение 5

1 Назначение проектируемой машины и условия ее работы 6

2 Выбор двигателя 8

2.1 Определение мощности двигателя 8

2.2 Определение основных размеров двигателя 10

2.3 Построение внешней скоростной  характеристики двигателя ……..…….12

2.4 Тепловой расчёт двигателя 16

3 Выбор основных узлов и передаточных чисел силовой передачи проекти-руемой машины 20

4 Тяговая и динамическая характеристики проектируемой машины 26

4.1 Построение характеристик 26

4.2 Анализ тяговых свойств машины 28

5 Определение опорных реакций  проектируемой машины 29

6 Расчет бортовой передачи 31

6.1 Проектировочный расчет конической  передачи 31

6.2 Проверочный расчет зубьев  по контактным напряжениям 32

Заключение 34

Литература 35

Приложение 1 36

Приложение 2 37

Приложение 3 38

 

 

Реферат

 

Трактор, трансмиссия, двигатель, сцепление, передача, гусеница, лебёдка, оборудование, чокер, мост.

 

 

Данный курсовой проект представляет собой разработку гусеничного  трелевочного трактора. При выполнении проекта производится:

      -  Описание проектируемой машины и условий ее работы.

       -  Определение максимальной мощности и основных размеров двигателя.

       -  Выбор двигателя.

       -  Выполнение теплового расчета  двигателя.

       -  Построение скоростной характеристики  двигателя.

       -  Обоснование и выбор основных узлов трансмиссии и технологического оборудования

       -  Расчет передаточных чисел силовой передачи.

       -  Построение тяговой характеристики  машины.

       -  Определение устойчивости машины.

Пояснительная записка  размером 34 листа содержит два графика:

       -  Скоростная характеристика двигателя.

       -  Тяговая характеристика трактора.

  

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовой проект является заключительным этапом изучения курса «лесотранспортные машины». Он посвящен обоснованию и выбору основных параметров лесотранспортной машины.

Основные задачи проекта:

закрепление теоретических и инженерных основ курса;

накопление навыков самостоятельной  работы, позволяющих наиболее глубоко  изучить курс;

приобретение опыта выполнения инженерных и технико-экономических расчетов, обоснования принятых решений и их анализа;

расширение опыта привлечения  и использования специальной  литературы, гостов, периодических изданий, каталогов, справочников и других пособий.

Каждому студенту выдается индивидуальное задание на проектирование машины. Проект состоит из пояснительной записки и двух листов чертежей

 

2. Выбор двигателя

2.1 Определение мощности двигателя

Мощность двигателя  лесотранспортной машины определяется по формуле [1] c.16׃

                                     

,                                      (1)

где   Р_к – касательная сила тяги на ведущих органах тягача, необходимая для преодоления сил сопротивления движению лесотранспортной системы, кН;

        v_a – скорость движения, км/ч;

        η_тр – механический КПД трансмиссии (принимаем равным 0,85);

       

Касательная сила тяги определяется из уравнения тягового баланса

[1] c.16׃

                                Р_К=∑Р_СОПР=Р_f ±Р_i±P_j+P_w+P_kp                                        (2)

Для наиболее характерных способов транспортировки древесины расчетная формула для нахождения Р_к будет иметь следующий вид [1] c.18׃

                             Р_кj=(Gм+Q1)(f₁+i)+Q2(f2+i), кН                                   (3)

       Gм - вес машины, кН (Gм=125кН из исходных данных);

Q -вес пачки, кН (Q=V g= кН, при , из исходных данных);

Q1-вес части пакета, размещённой на тягаче, кН;

Q2-вес части пакета, размещённой на прицепе или волочащейся по земле, кН; 

f₁ -коэффициент сопротивления качению тягача;

f2-коэффициент сопротивления качению прицепа или скольжению волочащейся части пачки;

i – уклон дороги (волока);

 Мощность двигателя будет предопределяться величинами Р_К и v_a.

Эксплуатация лесотранспортных машин происходит в сложных условиях, когда значения Р_К и v_a изменяются в широких пределах из-за резкого колебания коэффициентов сопротивления движению, состава, размера и силы веса транспортируемых пачек. Поэтому мощность двигателя определяется для трёх следующих вариантов׃

 

 

 

 

 

Условия для определения  мощности двигателя представлены в таблице 1.

Таблица 1

Вариант	f1	f2	Уклон i	v, км/ч	Pk,кH	Nдв,кВт
1	f1=0,14	f2=0,24	0,11	2	48,3	31,6
2	f1=0,105	f2=0,195	0,022	4	25,3	33,07
3	f1=0,07	f2=0,15	0	13	8,75	37,2

 

Р_К1=(125+40,2)·(0,14+0,11)+20,1(0,24+0,11)= 48,3 кН.

Р_К2=(125+40,2)·(0,105+0,022)+20,1(0,195+0,022)=25,3 кН.

Р_К3=125·0,07=8,75 кН.

 

Для последующих расчетов будем принимать наибольшее значение мощности.

кВт

кВт

кВт

 

Двигатель выбираем по наибольшей расчетной мощности из приложения П.4 [1] c.78. Наиболее подходящий двигатель Д-248.1. (N_e=37 кВт).

Предоставим основные характеристики данного двигателя׃

Дизельный двигатель; n=1800 об/мин; i=4Р; d=110 мм; S=125 мм; v_s=4,75 л; ; G=430 кг; g_eн=220 г/кВт·ч; a=0,781; b=1,219;

 

      2.2 Определение основных размеров и выбор типа двигателя

 

К настоящему времени степень совершенства поршневых карбюраторных и дизельных  двигателей достигла высокого уровня.

Возможность применения на транспортной машине двигателя того или иного типа должна определяться ее весовыми, тяговыми, скоростными и эксплуатационными показателями.

По ряду показателей дизели несколько  уступают карбюраторным двигателям. Они имеют большие габариты и массу, пониженную приспособляемость на режимах перегрузки, затрудненный запуск при низких температурах, более высокую стоимость изготовления, трудоемкость обслуживания и ремонта по сравнению с карбюраторными двигателями той же мощности.

Но топливная экономичность  дизелей на 25—30% выше экономичности  карбюраторных двигателей. На режиме частичных нагрузок экономичность дизелей снижается меньше, чем у карбюраторных ДВС.

При выборе типа двигателя следует  учитывать все факторы, определяющие целесообразность его установки  на машине, а не' обосновывать выбор  только высокой топливной экономичностью, которая в определенных производственных условиях может и не иметь решающего значения.

При выполнении курсового проекта возможны два  варианта выбора двигателя.

1. Если тип  и мощность серийного двигателя  близко соответствуют (расхождение по не более .5%) проектируемому следует принять серийный.

2. Если из  числа серийных двигателей нет  модели соответствующей мощности, то следует выбрать прототип и определить основные размеры нового двигателя.

Основными размерами  двигателя являются диаметр цилиндра d и ход поршня S.

Определение диаметра цилиндра (мм) производится по формуле [1] c.21:

 

                                    

,                                              (4)

 

где    ¾ число тактов рабочего цикла;

— среднее эффективное давление, МПа;

¾ число цилиндров;

¾ отношение хода поршня к диаметру цилиндра;

¾ частота вращения коленчатого вала, об/мин.

По прототипу выбираются t, i, y, n и достигнутое среднее эффективное давление. При определении d  в формулу следует подставлять величину , увеличенную на 3— 5%, с указанием факторов, обеспечивающих это увеличение.

Рассмотрим кратко показатели, влияющие на выбор основных размеров двигателя.

Число тактов рабочего цикла. Подавляющее большинство автомобильных и тракторных двигателей четырехтактные. Двухтактные карбюраторные двигатели получили применение в качестве пусковых для тракторных дизелей. Двухтактные дизельные двигатели, ранее применявшиеся на грузовых автомобилях, в настоящее время заменены четырехтактными, как более экономичными и надежными.

Число цилиндров. В настоящее время  наибольшее применение получили двигатели  с числом цилиндров: у гусеничных тракторов — 4 и 6; у колесных тракторов — 6 и 8; у грузовых автомобилей — 6, 8 и 12.

Четырехцилиндровые двигатели  выполняют однорядными, шести-, восьми и двенадцатицилиндровые — с V-образным расположением цилиндров.

Частота вращения коленчатого вала. Для двигателей лесотранспортных машин наиболее характерными являются следующие частоты вращения (об/мин), соответствующие максимальной мощности:

            карбюраторные автомобильные двигатели                     2800—3600

дизельные автомобильные  двигатели                               2100—2600

дизельные тракторные двигатели                                      1600—2200

Среднее эффективное давление. При  определении основных размеров двигателя среднее эффективное давление находят на основании теплового расчета. В курсовом проекте его назначают по аналогии с данными существующего двигателя, подобного проектируемому по типу, конструкции и параметрам (по выбранному прототипу).

Среднее эффективное давление, соответствующее  максимальной мощности при полной нагрузке, имеет следующие наиболее характерные  значения (МПа):

карбюраторные двигатели                                                0,70—0,75

дизельные двигатели без наддува                                   0,60—0,70'

дизельные двигатели с наддувом                                       0,75—1,0

Отношение хода поршня к  диаметру цилиндра. Из теории двигателей известно, что понижение отношения за счет уменьшения хода поршня дает ряд преимуществ и считается целесообразным. У автотракторных двигателей выпуска последних лет оно имеет следующие наиболее характерные значения:

карбюраторные двигатели грузовых автомобилей       0,87—0,95