Передаточные числа трансмиссии

Дизельный двигатель, имеющий сравнительно высокую топливную экономичность, получил преобладающее применение на тракторах. Однако он развивает максимальную мощность только на номинальном скоростном режиме. Любое отклонение от номинальной частоты вращения приводит к снижению мощности двигателя и, следовательно, к уменьшению тяговой мощности трактора (и производительности МТА на его базе).

Тяговое сопротивление сельскохозяйственных машин при выполнении трактором различных технологических процессов изменяется в широком диапазоне, который составляет приближенно 0,1…0,8 эксплуатационного веса трактора G_э, что затрудняет обеспечение постоянства скоростного режима и соответственно максимальной мощности двигателя.

Реализация потенциальных возможностей двигателя возможна лишь при использовании бесступенчатой трансмиссии. Однако до настоящего времени ни у нас в стране, ни где-либо в мире не создано высокомоментных бесступенчатых трансмиссий с приемлемым КПД и широким диапазоном изменения передаточных чисел. Поэтому на сельскохозяйственных тракторах получили широкое распространение ступенчатые трансмиссии. Они имеют высокий КПД, относительно небольшую стоимость, но лишь приближенно позволяют согласовать режим максимальной мощности двигателя с тяговыми сопротивлениями различных сельскохозяйственных машин. Для выполнения разнообразных технологических операций в различных почвенных условиях с высокой эффективностью требуется большое количество передач трансмиссии.

В курсовой работе для уменьшения объема вычислений рекомендуется принять пять передач трансмиссии (ступеней коробки передач) трактора.

Передаточное число первой передачи должно быть таким, чтобы получить силу тяги, максимально возможную по сцеплению при работе двигателя на режиме номинального момента. В этом случае передаточное число определяют по формуле

. (1.28)

Величины максимальной силы тяги P_кр.max, возможной по сцеплению, силы сопротивления качению P_f и КПД трансмиссии η_т были определены ранее.

Крутящий момент M’_к.max, расходуемый на создание силы тяги, составляет часть номинального момента двигателя и определяется по формуле

, (1.29)

где M_к.ВОМ – момент двигателя, необходимый для привода ВОМ.

Его величина для упрощения курсовой работы принимается одинаковой на всех скоростных режимах двигателя и определяется по формуле

, Н·м. (1.30)

Динамический радиус ведущих колес R_к для колесных тракторов выбирается по данным Приложения 4, а для гусеничных тракторов определяется по формуле

, м, (1.31)

где t и z – шаг звена гусеницы и число звеньев, укладывающихся на окружности ведущего колеса (Приложение 4).

Передаточное число на высшей передаче определяется по величине максимальной (транспортной) скорости V_тр

, (1.32)

которая принимается с учетом тенденции повышения рабочих скоростей и типа движителя до 9 м/с для колесных тракторов и до 5 и 4 м/с для гусеничных тракторов с эластичной и полужесткой подвесками соответственно.

Передаточные числа на промежуточных передачах выбираются из принятой структуры передач. Распределение передаточных чисел для большинства сельскохозяйственных тракторов производится по закону геометрической прогрессии. Для 5-ступенчатой коробки передач знаменатель геометрической прогрессии q определяется по формуле

, (1.33)

где i_т5, i_т1 – передаточные числа на пятой и первой передачах соответственно.

Тогда передаточные числа на любой передаче определяется по формуле

, (1.34)

где к – номер передачи.

Найденные величины передаточных чисел заносятся в табл. 1.10.

Таблица 1.10 – Передаточные числа трансмиссии и максимальные силы тяги по передачам

Передача	I	II	III	IV	V
,

 

Взаимосвязь показателей двигателя с нагрузкой на крюке трактора на различных передачах хорошо отображается с помощью лучевой диаграммы. Она строится справа от скоростной характеристики двигателя так, чтобы ее ось абсцисс совпала с прямой крутящего момента, передаваемого на ВОМ (рис. 1.5). Началом координат лучевой диаграммы является точка 0. Вправо от нее по оси абсцисс наносится шкала P_кр, а влево откладывается сила сопротивления качению трактора в принятом для P_кр масштабе.

Рисунок 1.5 – Скоростная характеристика двигателя и лучевая диаграмма его загрузки на передачах