Курсовая работа по дисциплине: «Теория рабочих процессов транспортно-технологических машин» является вторым этапом изучения указанного курса.

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа по дисциплине: «Теория рабочих процессов транспортно-технологических машин» является вторым этапом изучения указанного курса.

Цель работы:

1. Проанализировать конструкцию транспортно-технологических машин (ТТМ) и их место в технологическом процессе нефтегазодобычи.

2. Ознакомиться с методами расчета тяговых и динамических характеристик транспортно-технологических машин (ТТМ).

3. Изучить методику определения сил сопротивления при движении ТТМ и построения тягового баланса.

4. Освоить методику построения динамической характеристики специальной автомобильной техники и приобретение навыков использования динамической характеристики для решения практических задач.

5. Ознакомиться с методикой расчета показателей устойчивости транспортно-технологических машин.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ 21043

1.1Наименование и краткая техническая характеристика ТТМ.

Модель	ВАЗ 21043
Тип кузова	Универсал
Мест
Дверей
Объем багажника	345/1035
Размеры и вес автомобиля
Ширина без зеркал
Длина
Высота
Масса собственная
Полезная нагрузка
База
Колея спереди
Колея сзади
Дорожный просвет до поддона картера двигателя
Дорожный просвет до балки заднего моста
Дорожный просвет до балки переднего моста
Особенности устройства
Двигатель
Рабочий объем, л	1,452
Номинальная мощность при частоте вращения коленчатого вала 5600 мин-1 по ГОСТ 14846(нетто)	52,3(71,1)
*При частоте вращения коленчатого вала 4800 мин-1
Степень сжатия	8,5
Шины	Камерные, радиальные 165/70 R13
Колеса	Дисковые, штампованные
Размерность обода	127 J-330(5J-13)
Ведущие колеса	Задние
Подвеска передняя	Независимая, на поперечных рычагах, с цилиндрическими пружинами, телескопическими гидравлическими амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости
Подвеска задняя	Пятиштанговая. Зависимая, жесткая балка, связанная с кузовом одной поперечной и четырьмя продольными штангами, с цилиндрическими пружинами и с гидравлическими амортизаторами
Трансмиссия
Сцепление	Однодисковое, сухое, с центральной нажимной пружиной
Коробка передач	Механическая, трехходовая, четырех- или пятиступенчатая, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода
Число ступеней коробки передач
Передаточные числа коробки передач
	3,636
	1,95
	1,357
	0,941
	0,784
Задний ход	3,53
Передаточное чисто главной передачи	4,1
Тормоза
Тормоза передние	Дисковые с двумя противолежащими гидравлическими цилиндрами и автоматическим восстановлением заданного зазора
Тормоза задние	Барабанные с самоцентрирующимися колодками, с автоматическим восстановлением зазора между колодками и барабаном, с регулятором давления
Привод рабочих тормозов	Ножной, гидравлический, двухконтурный, с вакуумным усилителем
Привод стояночного тормоза	Тросовый
Привод сцепления	Гидравлический
Рулевое управление
Рулевое управление	Травмобезопасное, с промежуточным карданным валом
Редуктор рулевого механизма	С глобоидальным червяком и двухгребневым роликом на шариковых подшипниках, передаточное число 16,4
Рулевой привод	Трехзвенный, состоит из одной средней и двух боковых симметричных тяг, сошки, маятникового и поворотных рычагов
Электрооборудование
Система электропроводки	Однопроводная, отрицательный полюс источников тока соединен с массой. Номинальное напряжение, 12 В
Аккумуляторная батарея	6СТ55П, емкостью 55 А-ч при 20-часовом режиме разряда
Генератор	37.3701, переменного тока со встроенным выпрямителем и регулятором напряжения. Ток отдачи 55 А при 5000 мин''
Стартер	35.3708, с электромагнитным тяговым реле и муфтой свободного хода, мощность 1,3 кВт
Свечи зажигания	А17ДВ или FE 65 P с резьбой М14Х1,25
Динамические и эксплуатационные характеристики
Скорость максимальная с водителем и 1 пассажиром
Скорость максимальная с полной нагрузкой
Время разгона до 100км/ч с водителем и 1 пассажиром
Время разгона до 100км/ч с полной нагрузкой
Радиус поворота наименьший	5,6
Максимальный подъем без разгона, в %
Тормозной путь груженного с 80км/ч	43,2
Расход топлива при 90км/ч	7,4
Расход топлива при 120км/ч	10,3
Расход топлива при городском цикле движения	10,3
Ёмкость топливного бака
Масса буксируемого прицепа с тормозами
Масса буксируемого прицепа без тормозов
Максимальная масса багажника на крыше
Крутящий момент двигателя, н*м;	104,0 при 3400об/мин

1.2 Общий вид ТТМ с кинематической схемой

1.3 Описание конструкции ТТМ, его назначение и место технологическом процессе.

Серийный выпуск автомобиля ВАЗ-2104 был начат на Волжском автомобильном заводе в 1984 году. Параллельно с новой моделью до 1985 года выпускали аналогичный по классу автомобиль ВАЗ-2102.
При создании этой модели конструкторы руководствовались важной особенностью того времени: создание новой модели с минимальными затратами на производство и максимальным потребительским эффектом. Поэтому за основу была взята модель ВАЗ-2105. После удлинения крыши появились выштамповки для усиления жесткости. Такая конструкция кузова позволяет разместить на крыше длинный багажник, перегружать который не рекомендуется, так как расчетная жесткость кузова универсала значительно ниже, чем у седана. На новой модели появилась задняя дверь, открывающаяся вверх, кроме того было применено абсолютно новое решение, обогрев заднего стекла и стеклоочиститель, которые позже вошли в стандартную комплектацию, так как до 1994 года оснащались только экспортные варианты и модификация ВАЗ-21043.
Салон для новой модели был позаимствован у базовой модели за исключением заднего сидения. Складное заднее сидение позволяет увеличить объём багажного отсека с 375 до 1340 л, и тогда можно перевозить крупногабаритные грузы. Полная нагрузка автомобиля увеличилась до 455 кг. В базовой комплектации отделка салона довольно проста. Спартанский вариант предполагает стандартную панель с минимально необходимым набором приборов, обивку салона и сидений со стандартными съёмными подголовниками из искусственной кожи и резиновые коврики пола. Желание большего комфорта предложено удовлетворить улучшенной обивкой сидений из ворсованного трикотажа, цельноформованными накладками дверей, ворсованными ковриками пола, панелью приборов с дополнительной центральной консолью, которая располагает расширенным набором функциональных клавишей и контрольной аппаратуры, оригинальное рулевое колесо.
Позже на рынке появился универсал модификации ВАЗ-21047, оснащенный пятиступенчатой коробкой передач, электрооборудованием и салоном с анатомическими передними сидениями от ВАЗ-2107. С 1999 по 2006 годы выпускалась модификация ВАЗ 21045 с дизельным двигателем производства «Барнаултрансмаш», объёмом 1,52 литра.

Многочисленные отзывы об автомобиле, пусть и не всегда положительные подтверждают, что этот автомобиль — действительно народный и доступный. К тому же обслуживание и ремонт ваз 2104 можно производить самостоятельно с минимальными финансовыми затратами. А сколько вариантов тюнинга ваз 2104 своими руками за годы его эксплуатации было продемонстрировано разными умельцами, начиная от модернизации двигателя, и заканчивая переделыванием кузова в кабриолет или лимузин.

2. РАСЧЕТ ТЯГОВОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

2. 1. Определение силы тяги на ведущих элементах машины

В процессе решения этой задачи я усвоил метод определения силы тяги на ведущих элементах машины и анализ влияния различных факторов на величину силы тяги. Для этого я проанализировал внешнюю скоростную характеристику двигателя, ее влияние на тяговые показатели машины. Определил значения крутящего момента двигателя при различных скоростях вращения коленчатого вала. Изучил влияние конструкции трансмиссии на диапазон изменения силы тяги на ведущих элементах трансмиссии.

Последовательность решения задачи:

На основании данных из справочной литературы [ 4 ] определить модель двигателя, установленную на ТТМ, конструкцию трансмиссии и параметры, определяющие движители. Построить внешнюю скоростную характеристику двигателя транспортно-технологической машины.

Произвести расчет максимального крутящего момента на движителе ТТМ по формуле:

М_к = M_e * i_к * i_о * η_тр, где

М_к - вращающий момент на колесе (или ведущей звездочке), н*м;

M_e - крутящий момент двигателя, н*м;

i_к - передаточное число коробки передач;

i_о - передаточное число главной передачи;

η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии.

Значение коэффициента полезного действия трансмиссии η_тр принимаются всоответствии с данными таблицы 1.1.

Таблица 1.1.

Тип кинематической схемы	ηтр
1. Трехосные полноприводные автомобили	0,75
2. Трехосные неполноприводные и двухосные полноприводные транспортно-технологические машины	0,80
3. Двухосные неполноприводные ТТМ	0,85

М_к1=104,0*3,636*4,1*0,85=1317,83

М_к2=104,0*1,95*4,1*0,85=706,76

М_к3=104,0*1,357*4,1*0,85=491,83

М_к4=104,0*0,941*4,1*0,85=341,06

М_к5=104,0*0,784*4,1*0,85=284,15

Далее определяется значение максимальной силы тяги на колесе (звездочке) по формуле:

М_к

Р_к = ^--------- , где

r_к

Р_к - значение силы тяги на колесе (звездочке) н;

r_к - радиус качения колеса (или радиус зацепления для специальной тракторной техники на гусеничном ходу), м.

Радиус качения колеса определяется на основании данных из [ 4 ] с учетом принятия равенства статического радиуса колеса и r_к.

Р_к1=1317,833⁄0,275=4792,12

Р_к2=706,758⁄0,275=2570,03

Р_к3=491,831⁄0,00275=1788,48

Р_к4=341,056⁄0,00275=1240,2

Р_к5=284,153⁄0,00275=1033,28

Для определения значения скорости движения ТТМ, соответствующей максимальному значению силы тяги на ведущих элементах машины можно воспользоваться следующей формулой:

0,377 * n * r_к

V_к = ^{-----------------} , где

i_к * i_о

n - скорость вращения коленчатого вала двигателя, соответствующая максимальному значению крутящего момента, об/мин;

V_к- скорость движения САТТО, соответствующая n, км/час.

Полученные значения заносятся в таблицу 1.2.

Передача КП	iк	Мк	Рк	Vк
	3,636	1317,833	4792,12	23,66
	1,95	706,758	2570,03	45,39
	1,357	491,831	1788,48	67,08
	0,941	341,056	1240,2	99,43
	0,784	284,153	1033,28	122,56

2.2 Расчет и построение тяговых характеристик ТТМ

В данном расчете принимаем:

1.Определяем тяговую силу и скорость для I передачи:

, где

Р_к - значение силы тяги на колесе (звездочке) н;

M_e - крутящий момент двигателя, н*м;

i_к - передаточное число коробки передач;

i_о - передаточное число главной передачи;

η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии.

r_к - радиус качения колеса (или радиус зацепления для специ- альной тракторной техники на гусеничном ходу),

1. Определяем тяговую силу и скорость для II передачи:

3.Определяем тяговую силу и скорость для III передачи:

4. Определяем тяговую силу и скорость для IV передачи:

5.Определяем тяговую силу и скорость для V передачи:

		3400 об/мин	3500 об/мин	3600 об/мин	3700 об/мин	3800 об/мин
I передача		4792,11	4331,34	3870,56	3409,78	2948,99
		23,65	24,34	25,04	25,73	26,43
II передача		2570,03	2322,91	2075,79	1828,68	1581,56
		44,09	45,39	46,68	47,98	49,28
III передача		1788,48	1616,51	1444,54	1272,57	1100,6
		63,36	65,22	67,08	68,95	70,81
IV передача		1240,2	1120,95	1001,7	882,45	763,2
		91,36	94,05	96,74	99,43	102,11
V передача		1033,28	933,93	834,58	735,22	635,87
		109,66	112,89	116,11	119,34	122,56

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ

ТТМ И ПОСТРОЕНИЕ ТЯГОВОГО БАЛАНСА

Последовательность решения задачи:

На основании справочных данных и коэффициентов сопротивлениякачению колес определяются значения силы сопротивления качению по формуле:

Р_f = G_a * f, где

Р_f- значение силы сопротивления качению, н;

G_a - вес машины, н

f - коэффициент сопротивления качению (задается в задании на курсовую работу).

При движении колесной машины на подъемах и спусках она испытывает дополнительное сопротивление, которое зависит от крутизны подъема и рассчитывается по формуле:

Р_h = G_a * sin a = G_a *i_под, где

a- значение угла подъема (спуска), град;

i_под - величина уклона, которая определяется как отношение величины превышения к величине заложения.

Значение силы сопротивления подъема расчитываются для значений угла подъема от 0 до 30 град с интервалом в 5 градусов. Полученные значения заносятся в таблицу 3.1.

Угол подъема:5⁰,10⁰,15⁰,20⁰,25⁰,30⁰

Знач. угла
	88,9	177,12		348,86	431,07

Далее определяются значения сил сопротивления воздушной среды Р_w для различных скоростей движения с интервалом в 10 км/час. Указанные значения определяются по следующей формуле:

, где

К_w - коэффициент сопротивления воздуха, н*с²/м⁴;

F_a - лобовая площадь машины, м²;

V_a - скорость движения машины, м/с.

Коэффициент сопротивления воздуха К_w определяется на основании данных Приложения 2.

В свою очередь, лобовая площадь машины может быть определена по формуле:

, где

B- ширина колеи передних колес машины, м

H - габаритная высота машины, м.

	0,91	3,64	8,2	14,59	22,77

Расчет силы сопротивления разгону P_jпроизводится для каждой из передач коробки передач. Значения силы P_jопределяются по следующей формуле:

, где

P_j - суммарная сила сопротивления разгону, н;

G_a- вес машины, н;

j_a- ускорение машины, м/c²;

δ_a- коэффициент учета вращающихся масс;

g- ускорение силы тяжести, (g = 9,81 м/с²).

При этом значение коэффициента учета вращающихся масс определяется по эмпирической формуле:

, где

i_к - передаточное число коробки передач.

№ передачи	iк	δa	Pj
	3,636	1,98	1207,73
	1,95	1,32	804,68
	1,357	1,18	720,75
	0,941	1,11	679,84
	0,784	1,09	668,25

На основании данных расчетов сил сопротивления строится график тягового баланса. Для построения графика тягового баланса определяется значение силы сопротивления движения Р_сум для рассматриваемых значений скоростей движения машины по формуле:

,

	0^0	21,31	24,04	28,6	34,99	43,17
	10^0	198,43	201,16	205,72	212,11	220,29
	20^0	370,17	372,9	377,46	383,85	392,03
	30^0	531,31	534,04	538,6	544,99	553,17

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

На основании данных сил сопротивления движению и значений силы тяги на ведущих колесах, определяются значения динамического фактора:

, где

D_a- значение динамического фактора;

P_к- значение силы тяги на ведущих колесах, н;

P_w- значение силы сопротивления воздуха, н;

G_a- вес машины, н.

5. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Максимальная (критическая) скорость движения автомобиля на повороте, при которой начнется опрокидывание:

где

V_кр - критическая скорость машины на опрокидывание, м/сек;

R_пов- радиус поворота, м;

B - величина колеи автомобиля, м;

h_ц - высота расположения центра тяжести машины, м;

g - ускорение свободного падения, м/с².

Критическая скорость на боковое скольжение при повороте автомобиля по кривой радиуса R_повопределяется по формуле:

где

φ_a - коэффициент сцепления колес с дорогой (принимается из При-

ложения 2).

Угол подъема a, при котором начнется опрокидывание автомобильной техники вокруг осей, проходящих через точки опор задних колес (для рассматриваемого случая), определяется по формуле:

tg a = b / h_ц, где

b - расстояние от центра тяжести машины до плоскости, проведенной через геометрическую ось задних колес, м;

tg a=0,8/0,837=0,9558

а=43,7^◦

Как правило, до начала опрокидывания машины на продольном уклоне начинается ее сползание или пробуксовывание ведущих колес. При этом угол a, при котором начинается сползание неполноприводной колесной техники, определяется из соотношения:

tg a = a φ_a / L, где

a - расстояние от центра тяжести машины до плоскости проходящей через геометрическую ось передних колес, м.

При этом, значение расстояния от центра тяжести машины до плоскости проходящей через геометрическую ось передних колес может быть определено по формуле:

a = L – b

a =2,424-0,8=1,624

tg a=1,624*0,7/2,624=0,4332

а=23,4^◦

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе мне довелось научиться определять некоторые технические характеристики автомобиля, а именно, силу тяги на ведущих элементах машины, вести расчет тяговых характеристик ТТМ и строить их, определять силы сопротивления при движении ТТМ и строить тяговый баланс, а также определять динамическую характеристику и рассчитывать показатели устойчивости легкового автомобиля ВАЗ-21043, среди которых: максимальная (критическая) скорость движения автомобиля на повороте, при которой начнется опрокидывание; критическая скорость на боковое скольжение при повороте автомобиля по кривой; угол подъема, при котором начнется опрокидывание автомобильной техники вокруг осей, проходящих через точки опор задних колес; угол, при котором начинается сползание.

Выполнив все расчеты и проанализировав транспортно-технологическую машину, я получил теоретические навыки в определении некоторых технических характеристик, которые, я уверен, мне пригодятся на работе в сфере производственной деятельности.

При выполнении данной курсовой работы мною было использовано немалое количество источников информации, в том числе и интернет. При оформлении работы я использовал средства Microsoft Office 2007.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Краткий автомобильный справочник НИИАТ. – М.: Транспорт, 1985

2.Электронный носитель: «Каталог Автомобилей. Справочник транспортных средств», издательский дом: Равновесие, 2004

3.www.prouaziki.ru

4. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для ВУЗов / Ю.П. Баранов, А.П. Болдан, В.М. Власов, Г.В. Крамаренко, Г.М. Напольский. Под ред. Г.В Крамаренко, — 2-у изд. Переработанное и дополненное — М.: Транспорт, 1983. — 488 с.

Дата добавления: 2015-09-29