Расчет приводной звездочки гусеничного привода

3.1.7. Тяговый расчет гусеничного ходового оборудования

Тяговый расчет гусеничного ходового оборудования рассма­тривается для прямолинейного движения и поворота машины (движения по кривой). Суммарное тяговое усилие на всех гусени­цах W_Т (кН) в установившемся движении расходуется на преодоле­ние следующих сопротивлений: внутренних W_вн в гусеницах (приводных и холостых), катанию W_к с учетом затрат энергии на деформацию основания под гусеницами, ветра W_B, инерции W_И, подъему W_П и повороту W_С, т. е.

Одновременное действие всех приведенных в выражении (3.44) сопротивлений в расчет не принимают.

В тяговом расчете определяют два значения тягового уси­лия: максимальное и минимальное (реактивное). Первое необхо­димо для выбора двигателей передвижения, второе определяет способность незаторможенной машины сопротивляться внешним силам, способствующим ее угону (инерции, ветра, составляющей веса на уклоне).

При определении минимального сопротивления угону зна­чения W_вн и W_к принимаются минимальными, а значения W_П и W_B — максимальными со знаком минус.

Сопротивление силы инерции W_И преодолевается за счет за­паса крутящего момента двигателя (в действительности оно со­ставляет

1—2 % веса экскаватора и может не учитываться в расче­тах, имеющих скорости передви­жения υ_х менее 1 км/ч).

Прямолинейное движение. Максимальное тяговое усилие W_{ТП max} (кН) при прямолинейном равномерном движении на подъем двух- и многогусеничных машин с достаточной для практики точ­ностью можно определить по формуле

, (3.45)

где G — вес машины с породой ли равнодействующая верти­кальных

сил, приложенных к машине, кН;

— приведенный коэф­фициент сопротивления перекатыванию

машины (при установке опорных катков, натяжных и ведущих

звездочек на подшипниках скольжения =0,1, на подшипниках

р_max — мак­симальное давление под гусеницами, кПа;

n_Г — число гусениц, движущихся по самостоятельной колее;

р₀ – коэффициент сопротивления смятию породы, кН/м 3 (для наибо­

лее слабых пород на отвалах р₀=2∙10 3 кН /м 3 );

р_в — наибольший рабочий скоростной напор ветра, при котором

допускается экс­плуатация машины (р_в=0,25 кПа);

F_B — расчетная площадь навет­ренных поверхностей машины, м 2 ;

α — наибольший угол подъема, град.

Благодаря одинаково жестким механическим характеристи­кам двигателей передвижения тяговое усилие гусеницы, встречаю­щей меньшее сопротивление движению, может передаваться через раму машины гусенице, встречающей большее сопротивление. По­этому можно считать, что при прямолинейном движении суммар­ное тяговое усилие распределяется поровну между всеми привод­ными гусеницами независимо от различия в вертикальных нагруз­ках, приходящихся на тележки гусеничной системы, и в сопротив­лениях передвижению отдельных гусениц.

Потребное тяговое усилие S_T (кН) в одной приводной гусе­нице при числе приводных гусениц n_г.п, в системе будет

.

Поворот машины. В двухгусеничной системе момент поворо­та создается разностью тяговых усилий в забегающей и отстаю­щей гусеницах при неизменном направлении этих усилий.

Уравнение тягового баланса для забегающей гусеницы при установившемся движении по кривой при повороте имеет вид

, (3.46)

где — максимальное тяговое усилие, кН; — сопротивления соответственно внутренние, катанию, ветра и подъему, кН; М_с — момент сопротивления поворота, кН∙м; В — ширина колеи гусеничного хода, м.

Ниже приводятся значения этих сопротивлений.

, (3.47)

где К_с — коэффициент увеличения внутренних сопротивлении при повороте под действием поперечных сил на катки (К_c = 1,2…1,3 при R ≤5L, К_с = 1 при R>5L, здесь R и L — соответственно средний радиус разворота и длина гусеницы, м);

r — выбег равнодейст­вующей G сил веса, приблизительно равный радиусу опорно-поворотного круга платформы, м;

G₃ — нагрузка на забегающую гусеницу, кН.

Сопротивление катанию

. (3.48)

где р_в — расстояние от центра тяжести опорной поверхности ма­шины до точки приложения равнодействующей ветровой нагрузки (до центра парусности машины), м.

. (3.49)

Момент сопротивления при повороте

, (3.50)

где k — коэффициент, равный 0,25 для двухгусеничного оборудования с балансирной подвеской опорных катков или для трех- и четырехопорных гусеничных систем и 0,5 для двухгусеничного оборудования с жесткой подвеской опорных катков;

μ`—коэффициент сопротивления повороту (глины сухие 0,6—0,9; глины влажные 0,25—0,35; бурый сухой уголь 0,55—0,7).

Режим поворота — решающий в тяговом расчете, поскольку потребная сила тяги в гусенице при повороте двухгусеничной ма­шины в несколько раз превышает силу тяги при прямолинейном движении.

Одновременный учет всех составляющих сил сопротивления по формуле (3.46) приводит к завышению необходимой силы тяги.

В то же время для изменения направления движения на подъеме поворот машины может быть осуществлен в сторону уклона дви­жением отстающей гусеницы назад, т.е. одновременное действие сил подъема и поворота практически исключается. Поэтому в по­давляющем большинстве случаев, если не требуется разворота ма­шины в сторону подъема, потребная сила тяги в забегающей гусе­нице при повороте определяется из выражения (3.46) при W‘_c=0.

В многогусеничных системах момент поворота создается па­рой поперечных сил, возникающих на управляемых гусеницах в ре­зультате их поворота относительно рамы машины. При этом зна­чительную роль играет конструктивное исполнение многогусеничных систем, среди которых выделяются две принци­пиально отличные группы: трех- и четырехопорные.

На отечественных одноковшовых и роторных экскаваторах многогусеничные системы выполняются преимущественно по четырехопорной (ЭВГ 35.65М, ЭРГ 1600 и др.) и реже по трехопорной РРП 2500) схемам.

Для уменьшения поперечных сил, действующих на гусеницы при повороте, в четырехопорных машинах все гусеницы делаются приводными, а углы их поворота устанавливаются либо одинако­выми, либо угол поворота отстающих гусениц (внутренних по от­ношению к центру поворота) принимается большим, чем забегаю­щих. Соотношение между углами выбирается в соответствии с графиком, приведенным на рис. 3.5. Наиболее простым способом это делается с помощью механизма, называемого трапецией Жанто (методы выбора основных параметров и проектирования это­го механизма содержатся в курсах расчета автомобилей, тракторов и других колесных машин).

В многогусеничных системах поворачивающий момент, пре­одолевающий момент сопротивления повороту машины, создается реакциями грунта на управляемые гусеницы, возникающими бла­годаря повороту гусениц относительно рамы машины и смещению полюсов их поворота.

Сравнительные исследования различных гусе­ничных систем показали, что наименьшее увеличение силы тя­ги при повороте происходит у трехгусеничных опорных систем со всеми приводными гусеницами. У машины с симметричным распо­ложением гусениц относительно поперечной оси с неприводной неуправляемой гусеницей в меньшей степени возрастает сила тяги при повороте в сторону неуправляемой гусеницы (неприводная гусеница при таком повороте улучшает манев­ренность машины), однако в связи с меньшим числом приводных гусениц сила тяги отдельной гусеницы больше, чем сила тяги гусеницы у ма­шины со всеми приводными гусеницами. Для большей части схем многогусеничных машин сила тяги при повороте по сравнению с силой тяги при прямолинейном дви­жении возрастает не более чем на одну треть, в то время как при повороте двухгусеничных систем сила тяги возрастает втрое.

Для всех схем трехгусеничных машин со всеми приводными гусеницами сила тяги каждой гусеницы практически одинакова. Сила тяги каждой гусеницы в четырехопорной системе при рав­ных и при разных углах их поворота также одинакова. Этому спо­собствуют и схемы управления приводами гусениц, обеспечи­вающие равномерное распределение силы тяги между всеми гусе­ницами.

Источник

Расчет приводной звездочки гусеничного привода

8. Диаметр окружности впадин

9. Наибольшая хорда (для контроля звездочек с нечетным числом зубьев)

(черт.1)

(черт.2)

16. Прямой участок профиля

17. Расстояние от центра дуги впадины до центра дуги головки зуба

18. Смещение центров дуг впадин

(Измененная редакция, Изм. N 3).

1.3. Диаметр окружности выступов следует вычислять с точностью до 0,1 мм, остальные линейные размеры — до 0,01 мм, а угловые — до 1′.

1.4. Расчет и построение основных размеров зубьев и венцов однорядной, двухрядной и многорядной звездочки в поперечном сечении следует выполнять в соответствии с черт.3 и табл.2.

1.5. Размеры зубьев и венцов звездочек в поперечном сечении следует вычислять с точностью до 0,1 мм; для однорядной звездочки варианта а (черт.3) допускается округление величины до 1 мм в меньшую сторону. Размер следует округлять до 1 мм.

1.6. Размеры зубьев и венцов звездочек для приведены в приложении.

1. Диаметр элемента зацепления цепей: втулочных , роликовых

2. Ширина пластины цепи (наибольшая)

3. Расстояние между внутренними пластинами цепи

4. Расстояние между осями цепи

5. Радиус закругления зуба (наименьший)

6. Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закруглений

Источник

Расчет цепной передачи

Цепные передачи используют для передачи крутящего момента между параллельными валами, при этом мощность передачи обычно не превышает 100 кВт. По сравнению с ременными передачами, цепные имеют меньшие габаритные размеры и нагрузки на валы, а так же более высокий КПД. Цепные передачи не имеют проскальзывания и могут использоваться в агрессивных средах (пары кислот, щелочей, нефтепродуктов).

В то же время цепной привод имеет ряд недостатков — вытягивание цепей в процессе эксплуатации вследствие износа шарниров, шумность, неравномерность хода, необходимость регулярного обслуживания и смазки цепи.

Приводные цепи могут иметь от одного до четырех рядов звеньев с шагом звена от 8 до 140 мм (наибольшее применение находят цепи с шагом звена от 12,7 до 50,8 мм). Общие параметры, размеры и требования к приводным цепям установлены в ГОСТ 13568-2013.

Для онлайн расчета цепной передачи на нашем сайте необходимо задать частоту вращения ведущего шкива, мощность, передаточное отношение и число рядов цепи.Далее по расчетным параметрам требуется уточнить шаг цепи (по ГОСТ 13568-2013 от 12,7 до 50,8 мм), межосевое расстояние. После ввода угла наклона, режима работы, разрушающей нагрузки и удельной массы выполняется окончательный расчет размеров звездочек, числа звеньев цепи, нагрузок и коэффициента запаса прочности.

Исходные данные:

f — частота вращения ведущего шкива, в оборотах в минуту;

P — мощность привода, в ваттах;

i — передаточное отношение;

t — шаг цепи, в миллиметрах;

a — межосевое расстояние, в миллиметрах;

θ — угол наклона центровой линии, в градусах;

Q — разрушающая нагрузка (выбирается по таблице 1, 2 ГОСТ 13568-2013), в ньютонах;

M — удельная масса цепи (выбирается по таблице 1, 2 ГОСТ 13568-2013), в килограммах / метр.

Частота вращения шкива f, об/мин

Заданное межосевое расстояние а, мм

Удельная масса цепи М, кг/м

Вращающий момент на ведущем валу Т, Н*м

Оптимальное межосевое расстояние а, мм

Номинальное межосевое расстояние а_н, мм

Число зубъев ведущей звездочки z₁

Делительный диаметр ведущей звездочки d₁, мм

Число зубъев ведомой звездочки z₁

Делительный диаметр ведомой звездочки d₂, мм

Источник