Определение основных параметров трансмиссии

 

Преобразование выходных тягово-скоростных параметров двигателя (крутящего момента и частоты вращения) в трансмиссии осуществляется при помощи главной передачи и коробки перемены передач.

Передаточное отношение главной передачи рассчитывается исходя из обеспечения максимальной скорости движения погрузчика на первой передаче (передаточное отношение коробки передач  ) по формуле:

 

, (35)

где: - максимальная частота вращения коленчатого вала принятая при построении внешней скоростной характеристики;( =2800 об/мин)

- радиус ведущих колес (принимается в соответствии с аналогом).

Выбор шин

Для выбора шин надо определить нагрузку, приходящуюся на одно колесо погрузчика. У погрузчиков с колесной формулой 4х2 на заднюю ось при полном использовании нагрузки приходится около 25-30% нагрузки. На передней оси этих погрузчиков обычно монтируются четыре шины, каждая из которых испытывает большую весовую нагрузку, чем шина заднего колеса, поэтому выбор производится по весовой нагрузке, приходящейся на одно переднее колесо.

Нагрузка на одно колесо определяется по формуле:

 

, (36)

 

где: - число колес на передней оси, =4

-полный вес погрузчика

 

 (37)

 

где - вес груза по заданию (46060Н)

, , - веса соответственно подъёмной каретки с вилами выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъёма и траверсы с роликами и наружной рам; =6468Н, =3175,2Н, =3492,764Н

- полный вес снаряженного погрузчика, (по аналогу  =56840Н)

 

 

По средней нагрузке  по справочнику [2] подбираем пневматические шины типа :

наружный диаметр номинальный 535 мм;

ширина профиля без нагрузки не более 200 мм;

статический радиус номинальный 247 мм;

нагрузка на шину 25,0кН;

материал резина

внутреннее давление 0,9 МПа

 

 

Количество передач и их передаточные числа определяют способность погрузчика к преодолению подъемов в складских помещениях, быстрому разгону и движению с установленной скоростью при заданном покрытии. Определение передаточных чисел коробки передач начинают с расчета передаточного числа первой передачи. Для этого используют уравнение силового баланса установившегося движения погрузчика:

 

 (38)

 

где: -коэффициент учета вращающихся масс;

j - поступательное ускорение погрузчика 0,15-0,25 м²/с.

- коэффициент сцепления колес с дорогой зависит от качества дорожного покрытия (по заданию =0,89).

 

 (39)

 

где: а – коэффициент учета вращающихся масс (принимаем согласно рекомендации [1]; а = 0,04);

 - передаточное число коробки передач в момент начала движения . Так как данное значение неизвестно его принимаем приближенно из диапазона 3,5-5; =4

 

Суммарное сопротивление может быть преодолено, если отношение максимальной тяговой силы к весу автомобиля будет равно или больше этого коэффициента, т.е.

 

 (40)

 

где: -максимальный крутящий момент

-КПД трансмиссии =0,85

 

 

Увеличение передаточного числа первой передачи допустимо только до величины , при которой развиваемая тяговая сила еще не достигнет силы сцепления колес с дорогой, т. е.

 

 (41)

 

где:  - сцепной вес погрузчика, кг;

Из равенства (41) получаем:

 

 (42)

Сцепной вес переднеприводного погрузчика равен 55-65% от веса погрузчика с грузом.

 

 

Так как передаточное число полученное по формуле (42) меньше чем определенное по формуле (40), то следует проверить возможность увеличения веса, приходящегося на ведущие колеса.

Так как при выборе шин были взяты шины с допустимой нагрузкой 25,0кН, а средняя нагрузка , следовательно можно увеличить вес приходящийся на ведущие колеса до 85% от полного веса погрузчика.

Тогда сцепной вес переднеприводного погрузчика будет равен:

 

 

Так как условие не выполняется выберем пневматические шины по справочнику [2] типа:7.00-12

наружный диаметр номинальный 660мм;

ширина профиля без нагрузки не более 192 мм;

статический радиус номинальный 305 мм;

нагрузка на шину 27,6кН;

материал резина

внутреннее давление 0,8 МПа

Пересчитаем формулы (40),(42) с учетом, что статический радиус =0,305м и сцепной вес переднеприводного погрузчика равен 95% от веса погрузчика с грузом.

 

Так как увеличить вес приходящийся на передние колеса, в пределах , обеспечивающих равенство передаточных чисел, определенных по формулам (40) и (42), невозможно, то принимаем значение передаточного числа первой передачи, полученное по формуле (42), т.е. =5,5

От выбора промежуточных передаточных чисел коробки передач зависят как тяговые, так и экономические свойства автомобиля. Одним из простейших методов выбора передаточных чисел промежуточных передач является метод, в основу которого положено наиболее полное использование мощности двигателя при разгоне погрузчика, начиная с первой и кончая высшей передачей. При наличии бесступенчатой коробки передач разгон можно производить не меняя частоты вращения коленчатого вала двигателя. В этом случае можно работать на частоте вращения , используя в процессе разгона максимальную мощность двигателя и получая в результате этого максимально возможные для данного автомобиля ускорения. При ступенчатой коробке передач для наилучшего использования мощности, двигатель на всех передачах, должен работать в некотором диапазоне частоты вращения коленчатого вала от  до .

Если пренебречь падением скорости в процессе переключения передач, то каждый раз при переключении передач скорость движения погрузчика, достигнутая перед моментом переключения, например в конце разгона на первой передаче , равна скорости, с которой начинается разгон на второй передаче т.е.

 (43)

 

следовательно:

 

,

или:

 (44)

 

Из равенства (44) следует, что для наилучшего использования мощности двигателя передаточные числа должны подчиняться закону геометрической прогрессии со знаменателем q.

Из предварительного расчета известны передаточные числа первой и высшей передач. Пользуясь равенством (44), можно найти передаточные числа промежуточных передач для коробки передач с любым числом ступеней.

Для коробки передач с n ступенями передач передаточное число любой передачи можно определить по формуле.

 

 (45)

 

где: k-номер передачи;

n -число ступеней, исключая заднюю и ускоряющую передачи. n =5

 

 

Обычно передаточное число заднего хода принимается