Курсовая работа: Расчет планетарной коробки переключения передач трактора класса 0,2
В качестве параметра оптимизации принимаем значение тягового кпд трактора при работе с номинальной силой тяги на крюке в данных почвенных условиях, которое определяется по формуле
где ηТР - кпд трансмиссии; δ- величина буксования; РН - номинальное тяговое усилие по типажу, kH; Рf - сила сопротивления качению трактора, kH.
Определенное таким образом значение тягового кпд отвечает требованиям, предъявляемым к параметру оптимизации. Однако, используя его как параметр оптимизации, выражение можно упростить. Механический кпд трансмиссии в реальных машинах изменяется в зависимости от нагрузки и угловой скорости ведомых валов. Так как мы рассматриваем значение тягового кпд только в одной точке, то с достаточной степенью точности можно принять ηТР =const и параметр оптимизации представить в виде
Величина η зависит от буксования δ и силы сопротивления качению Рf , которые при эксплуатации трактора с номинальной силой тяги на крюке на данном почвенном фоне зависят только от веса трактора GЭ . Решая методом последовательных приближений задачу оптимизации, находим экстремальное, в данном случае максимальное, значение параметра η и соответствующее ему значение веса трактора GЭ .
Решение производим в следующей последовательности.
1.2.1. Назначаем область определения фактора GЭ . Область определения эксплуатационного веса GЭ выбираем в соответствии с весом трактора прототипа, на базе которого проектируется новая машина или который она должна заменить:
где GЭЛ - левая граничная точка области определения фактора GЭ ; GЭП - правая граничная точка области определения фактора GЭ .
Множество GЭЛ , GЭП , представляет собой диапазон поиска, который включает граничные точки и точки, расположенные на кратное число шагов от них. Принимаем шаг 0,5 kH. Все дальнейшие расчеты выполняем для каждой точки заданного поиска.
1.2.2. Определяем силу сопротивления качению Р f по формуле
где f- коэффициент сопротивления качению трактора на данном почвенном фоне.
1.2.3. Определение величины буксования.
Величина φКР , отложенная по оси абсцисс, определяем по формуле
где GСЦ - сцепной вес трактора, рассчитываемый по формуле
Здесь λ- коэффициент нагрузки ведущих колес; для гусеничных тракторов и колесных тракторов 4К4 λ=1, для колесных 4К2 λ=0,8).
Для решения задачи с помощью ЭВМ каждую кривую δ=δ(φКР ) аппроксимируем двумя прямыми линиями вида a+b·φКР и с+d·φКР . Коэффициенты a, b, c, d подбираем из условия максимального приближения к кривой δ=δ(φКР ).
Коэффициенты аппроксимации кривых буксования δ=δ(РКР ).
Таблица 1
| Тип трактора | Вид почвенного фона | f | a | B | C | d | φКР |
|
Колёсный | Стерня | 0,1 | 0 | 0,2 | -0,6 | 1,44 | 0,5 |
| Поле, подготовленное под посев | 0,18 | 0,03 | 0,4 | -0,3 | 1,5 | 0,3 | |
| Грунтовая дорога | 0,05 | 0 | 0,11 | -0,5 | 0,96 | 0,58 | |
| Бетонная или асфальтовая дорога | 0,02 | 0 | 0,11 | -0,96 | 1,55 | 0,64 |
1.2.4. Определяем величину параметра оптимизации.
Сравнивая каждую последующую, определенную таким образом величину с предыдущей, находим максимальное значение параметра оптимизации, фиксируем эксплуатационный вес трактора, соответствующий этой максимальной величине.
1.2.5. Найденное значение эксплуатационного веса является оптимальным для трактора, работающего в данных условиях. Для того чтобы найти оптимальное значение эксплуатационного веса трактора, работающего в различных почвенных условиях, необходимо в зависимости от назначения проектируемого трактора или, ориентируясь на трактор-прототип, проанализировать условия его эксплуатации и определить вероятность работы проектируемого трактора на различных почвенных фонах. Конечным результатом этой части работы является выбор количества почвенных фонов, на которых эксплуатируется трактор, и определение вероятности (Рi ) его работы на каждом из них.
Таблица 2
| № | Вид почвенного фона |  |  |
| 1 | Поле, подготовленное под посев | 0,18 | 0,12 |
| 2 | Стерня | 0,1 | 0,05 |
| 3 | Грунтовая дорога | 0,05 | 0,21 |
| 4 | Бетонная или асфальтовая дорога | 0,02 | 0,62 |
Вводим подготовленные данные в программу TTOPT
Таблица 3
| Обозначение в программе | Обозначение в формулах | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Коэффициент сопротивления качению | A1 | | 0,18 | 0,1 | 0,05 | 0,02 |
| 1-ый коэффициент аппроксимации | A2 |  | 0,03 | 0 | 0 | 0 |
| 2-ый коэффициент аппроксимации | A3 |  | 0,4 | 0,2 | 0,11 | 0,11 |
| 3-ий коэффициент аппроксимации | A4 |  | -0,3 | -0,6 | -0,5 | -0,96 |
| 4-ый коэффициент аппроксимации | A5 |  | 1,5 | 1,44 | 0,96 | 1,55 |
| Точка излома | A6 |  | 0,3 | 0,5 | 0,58 | 0,64 |
| Вероятность работы на данном почвенном фоне | A7 | | 0,3 | 0,3 | 0,2 | 0,2 |
Левая граничная точка области определения фактора  | GEL |  | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Коэффициент загрузки ведущих колес | RL |  | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Номинальное тяговое усилие | PN |  | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Правая граничная точка области определения фактора | GEP |  | 80 | 80 | 80 | 80 |
Результат работы программы
| Оптимальный КПД | OPTIM |  | 0,49 | 0,72 | 0,85 | 0,92 |
| Оптимальный эксплуатационный вес | GEOPT |  | 9,3 | 5,8 | 5,1 | 4,9 |
| ZWESA |  | 2,5 | 1,5 | 1,2 | 1,0 |
Рассчитав с помощью программы TTOPT оптимальный вес трактора в различных почвенных условиях, величину эксплуатационного веса трактора определяем по формуле: