М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора»


НазваниеМ. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора»
страница1/9
Дата публикации12.04.2013
Размер2.07 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Математика > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Автомобили и тракторы»
М. П. Куприянов


«ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ И ТРАКТОРА»


Индивидуальные задания к самостоятельной работе по дисциплине «Теория автомобиля и трактора» для студентов специальности 190201.65 «Автомобиле- и тракторостроение»

Липецк 2010г

Модуль 1
Задача №1.1
Определить характеристики воздействия на трактор или автомобиль при движении по данному микропрофилю со скоростью , причём воздействие стационарное и эргодическое. Форму профиля задать самостоятельно.
Таблица 1.1


№ варианта12345678910

, м/с0,51,01,52,02,53,03,54,04,55,0

№ варианта11121314151617181920

, м/с5,5 6,06,57,07,58,08,59,09,510,0

Выполнение этого задания следует производить в следующей последовательности. Получив у преподавателя номер варианта, необходимо самостоятельно задать форму микропрофиля пути в виде профилограммы.
Пусть самостоятельно была выбрана профилограмма, изображённая на рисунке 1.

Для оценки характера воздействий при движении машины по заданному микропрофилю используют следующие характеристики:

  1. математическое ожидание;

  2. дисперсия;

  3. корреляционная функция;

  4. спектральная плотность (энергетический спектр).


Математическое ожидание определяется по формуле:

.

Определение высоты микронеровностей будем производить через

каждые четыре метра поверхности пути. Таких точек получается 9, т.е. . Тогда математическое ожидание будет равно

.

Величина дисперсии может быть определена по формуле:

.

Высоту микронеровностей будем определять так же, как и при расчёте математического ожидания. Тогда



.
Дисперсия в этом случае

.

Корреляционную функцию определяют по микропрофилю пути при движении по нему с заданной скоростью . Так как корреляционная функция отражает характер неровностей микропрофиля пути и скорость движения по нему, то, следовательно, она отражает характер воздействия на машину при её движении по данному микропрофилю. Для определения корреляционной функции профилограмму , изображённую на рисунке 1 перестраивают в график зависимости , используя соотношение .

Пусть заданная скорость . Задаваясь, например, значением времени , определим величину и по профилограмме (рис.1) найдём величину , соответствующую этому значению . Найденное значение будет величиной при . Аналогично задаваясь другим значением времени , определяем . В результате такого расчёта получим зависимость характера воздействия на машину при её движении по данному микропрофилю со скоростью , изображённую на рисунке 2.
Корреляционная функция определяется по формуле:

,

где - разность моментов времени наблюдения ординаты случайной функции ; - текущее значение времени; - число выбранных точек для определения корреляционной функции при выбранном значении .

Определим значения корреляционной функции при различных значениях величины .

При , т.к. .

При разности моментов времени наблюдения количество точек может быть бесчисленное множество, т.к. важным является только то, чтобы ординаты отстояли друг от друга на величину по числовой оси . Чем больше взятых точек, тем точнее будет определено значение корреляционной функции. Возьмём для примера 6 точек ( ; ; ; ; ; ). Тогда значение корреляционной функции при будет

При аналогично выбираем точки на числовой оси , отстоящие друг от друга на . Таких точек также может быть бесчисленное множество. Возьмём для примера 5 точек ( ; ; ; ; ). Тогда


.

При


.

При


.

По данным, полученным в результате расчёта, строится зависимость , которая характеризует воздействия на машину при её движении по заданному микропрофилю со скоростью . Построенная корреляционная функция изображена на рисунке 3.


Анализируя зависимость можно сделать вывод, что характер воздействия при движении машины по заданному микропрофилю представляет собой процесс с малой степенью случайности и высокой периодичностью, т.е. процесс, близкий к обычному гармоническому процессу.

Построив график корреляционной функции, можно подобрать аналитическое выражение функции .

,

где - дисперсия высоты неровностей; - коэффициенты, которые рассчитываются по графику корреляционной функции или выбираются из таблицы 1. 2 в зависимости от типа почвенного фона.
Таблица 1.2

Фон









Асфальтовая дорога 0,85 0,15 0,20 0,05 0,60Булыжная дорога 1,00 - 0,45 - -Грунтовая дорога - 1,00 - 0,58 0,63Стерня пшеницы - 1,00 - 0,45 0,29^ Слежавшаяся пахота 0,70 0,30 0,65 3,20 1,57

Коэффициенты зависят от скорости движения. В таблице 1.2 приведены их значения при движении со скоростью 1м/с. Значения этих коэффициентов для другой скорости движения определяют по их значениям для скорости , пользуясь соотношениями

; .

Так при скорости движения по почвенному фону – слежавшаяся пахота коэффициенты равны . Для аналитического выражения корреляционной функции , приведённого выше, можно определить спектральную плотность, которая будет иметь следующий вид:

,

где - текущая частота процесса воздействия на машину при движении её по микропрофилю.

Зная значения коэффициентов и задаваясь различными значениями текущей частоты процесса воздействия , определяем значения спектральной плотности . Например, определим значение при .

.

Величина спектральной плотности измеряется в .

Задавая другие значения текущей частоты процесса воздействия , и делая соответствующие вычисления, получим:

при ;

при ;

при ;

при ;

при ;

при ;

при ;

при ;

при .

По полученным значениям строим график спектральной плотности, вид которого изображён на рисунке 4. Анализ этого графика позволяет сделать следующий вывод. Так как спектральная плотность характеризует непрерывный спектр имеющихся частот в полученной случайной функции воздействия на машину при её движении по заданному микропрофилю со скоростью , то судя по графику, она имеет один резко выраженный максимум при текущей частоте процесса воздействия . Иными словами полученная случайная функция воздействия содержит в основном частоты, близкие к одной частоте, соответствующей максимуму спектральной плотности . Такой характер воздействия легко воспроизвести при проведении испытаний машин.

^ Задача № 1.2
Определить оптимальный срок службы трактора класса 9кН исходя из физического износа 1-го рода, если первоначальная стоимость трактора равна , а ежегодные затраты на ремонт составляют . Как изменится оптимальный срок службы, если цена трактора в результате снижения себестоимости стала равной . Как изменится оптимальный срок службы, если ежегодные затраты на ремонт будут определяться функцией , где - время эксплуатации трактора в годах. Варианты заданий представлены в таблице 1.3.

Если функция , то оптимальный срок службы трактора определяется по формуле:

.

При цене трактора

.
При снижении цены до


Таблица 1.3
№ вар. 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 , руб.4800550050006000 300055004000 300050006050 , руб. 400 250 200 100 500 100 200 250100 200 , руб.3600420039005000100050003600250020005000 № вар. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 , руб.70007500800085009000950010000105001100012000 , руб. 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 , руб.500055006000650070007500 8000 8500 9000 9500

В случае, если ежегодные затраты на ремонт будут определяться функцией , то формулу для расчёта оптимального срока службы можно определить из следующих соображений.
Удельная стоимость единицы выработки определяется

,

где - годичные затраты на заработную плату и топливо в рублях;

- цена трактора в рублях;

-ежегодные затраты на ремонт в рублях;

- ежегодная выработка в га условной пахоты;

- время эксплуатации трактора в годах.
После подстановки функции в предыдущее выражение и соответствующих преобразований получим

.

Так как оптимальный срок службы соответствует минимальной удельной стоимости единицы выработки , то взяв производную по времени и прировняв её к нулю, получим

,

откуда

.

При цене трактора оптимальный срок службы будет составлять

.

^ Задача № 1.3
Определить запас кинетической энергии двигателя трактора или автомобиля при выполнении работ с номинальной силой тяги на крюке (номинальной грузоподъёмностью) и на холостом ходу трактора или автомобиля по стерне нормальной влажности в установившемся режиме на горизонтальном участке пути. Величину момента инерции определять по формуле , где - момент инерции маховика или по рекомендациям справочной литературы. Варианты заданий представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4
№ вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Марка трактора Т-25А1 Т- 40М Т-40АММТЗ-

80 МТЗ-

82 Т-150К К-

701ЛТЗ-

145ЛТЗ-

155ДТ-

75М№ вар. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Марка тр.и авт. ДТ-

75С Т-

150 Т-

70С Т-

4А Т-

130 Т-100ВАЗ-2101ГАЗ-

24ГАЗ

53ГАЗ

66№ вар. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Марка автомоб.ЗИЛ

130ИН.ЗИЛ-

157МАЗ

500МАЗ

535ВАЗ

2105

ВАЗ

2106ВАЗ

2109ВАЗ

2110ИН.
Рассмотрим решение этой задачи для трактора МТЗ-142, который имеет колёсную формулу 4х4 и номинальную силу тяги на крюке равную 20кН. Момент инерции и номинальную скорость вращения вала двигателя, установленного на трактор, находим из справочной литературы и . Также по справочной литературе находим радиус ведущих колёс ; коэффициент, учитывающий потери в трансмиссии ; передаточное число трансмиссии на 1-ой передаче, так как номинальную силу тяги трактор развивает на первой рабочей передаче ; вес трактора ; коэффициент сопротивления качению трактора на стерне .

Запас кинетической энергии двигателя трактора определяется по формуле:

,

где - момент сил сопротивления, приведённый к ведомому валу муфты сцепления, , который определяется по формуле:

,

где - сумма сил сопротивления движению машины, .

Для заданных условий движения сумма сил сопротивления

,

где - сила сопротивления качению трактора, которая определяется по уравнению

,

где - угол подъёма, который равен , так как движение трактора происходит на горизонтальном участке пути.

Таким образом

.

Подставляя значения , , , в формулу для определения , получим

.

Тогда запас кинетической энергии двигателя трактора будет равен



При работе трактора на холостом ходу запас кинетической энергии двигателя увеличится в связи со снижением нагрузки и будет определяться, исходя из момента сил сопротивления, равного

.

.

^ Задача № 1.4
Определить запас кинетической энергии тракторного агрегата, работающего на 2-ой передаче с заглубленным орудием, если удельное сопротивление почвы , глубина пахоты , или автомобиля с 50% загрузкой кузова на 2-ой передаче по дороге с асфальтовым покрытием. Момент инерции двигателя определять также как и в задаче № 1.3. Момент инерции тракторного или автомобильного агрегата определять по приближённой формуле , где - масса агрегата. Варианты заданий представлены в таблице 1.4.

Пример решения этой задачи рассмотрим для трактора МТЗ-142, справочные данные по которому приведены в задаче № 1.3.

Запас кинетической энергии тракторного агрегата определяется по следующей формуле:

,

где - приведённый к ведомому валу муфты сцепления (коленчатому валу двигателя), момент инерции тракторного агрегата, , который можно определить по приближённой формуле, не учитывающей кинетическую энергию вращающихся деталей трансмиссии

,

где - масса трактора равная весу трактора делённому на ускорение свободного падения , ;

- масса плуга с системой навески (для ориентировочных расчётов принимают массу одного корпуса плуга равной ). Так как трактор МТЗ-142 работает с трёхкорпусным плугом, то ;

- передаточное число трансмиссии трактора на 2-ой передаче, которое определяется по справочным данным (для трактора МТЗ-142 оно равно )

Тогда приведённый момент инерции будет равен

.

Момент сил сопротивления, приведённый к ведомому валу муфты сцепления, определяется по той же формуле, что и в задаче 1.3, а именно

.

Считаем движение установившимся на горизонтальном участке пути, поэтому сумма сил сопротивления движению .

Сила сопротивления качению определяется по известной формуле:

.

Сила тяги на крюке при работе с плугом может быть подсчитана по выражению

,

где - ширина захвата плуга, (один корпус плуга имеет ширину захвата , таким образом );

- глубина пахоты, ;

- удельное сопротивление почвы, .

Подставляя значения в выражение для определения силы тяги на крюке, получим

.

Тогда момент сил сопротивления, приведённый к ведомому валу муфты сцепления, будет равен

.

При этом запас кинетической энергии тракторного агрегата

.

Решение этой задачи для автомобиля осуществляется по этой же методике. Вес автомобиля определяется как сумма снаряженного веса автомобиля и 50% грузоподъёмности автомобиля, которые выбираются по справочной литературе. Сила тяги на крюке для автомобиля равна нулю, так как отсутствует навесное орудие, а сила сопротивления качению определяется исходя из веса гружёного автомобиля. Все остальные параметры автомобиля выбирают по справочной литературе. При этом запас кинетической энергии автомобиля будет на порядок больше ввиду отсутствия нагрузки на крюке, более скоростного двигателя и меньшего значения передаточных чисел трансмиссии.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconМ. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора»
Государственное образовательное учреждение высшего прфессионального образования
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconАссортимент бланочной продукции
Путевые листы автомобилей (легкового, грузового (3 вида), трактора (2 вида), автобуса (2 вида), спец автомобиля, стрелового самоходного,...
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconКомпоновка трактора - относительное размещение основных агрегатов...
Компоновка сельскохозяйственных тракторов подразделяется на традиционную и нетрадиционную
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconА. В. Федорова менеджер по продажам
Подвеска автомобиля предназначена для обеспечения упругой связи между колесами и кузовом автомобиля за счет восприятия действующих...
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconКомпьютерная диагностика
Либо обнаружит соответствующую ошибку в системе активной безопасности автомобиля. Также весьма полезной представляется диагностика...
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconМатериалы для подготовки и покраски автомобиля
Для качественной покраски автомобиля следует применять качественные материалы это аксиома. Это касается не только самой краски, но...
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconКонструктивная безопасность автомобиля
Активная безопасность – это свойство автомобиля, обеспечивающее снижение вероятности дорожно-транспортных происшествий
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconБеленко Екатерина Ведутов Петр Верескун Анастасия Кузнецов Даниил...

М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconВ связи  с развитием направления,  компания "Автодель" официальный дилер по продаже автомобилей
Наличие водительских прав категорий В, практический опыт вождения автомобиля. Наличие личного автомобиля (приветствуется)
М. П. Куприянов «теория автомобиля и трактора» iconПри проверке электрических цепей автомобиля, как правило, применяют...
Только в этом случае можно оценивать состояние всего электрооборудования автомобиля в полной мере
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница