Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Рассмотренный ранее случай Я, = 5 при анализе формулы (101) соответствует также беско' нечно большому числу опорных катков и приводит к прямолинейной эпюре давлений. Прн конечном числе опорных катков для анализа их влияния пз осадку мешины лучше нспояьзовзть формулу, получземую нз урзвнепня (96) подстановкой в него выражения (96): ()64) Рязложнв сп в рнд н ограничиваясь двумя члензми этого ряда, нолучнм я=а+в 6 (8е — 8) 2 83 Подстановки в последнее уравнение Ь по формуле (! а!) приводит к выражению — ад(8 ~ — — (+ 1,26 — — — !.
((66) о т 8, .те 8е 2яв8 ' Р 8 ' 8 8 Используя схему, поквзвнную не рис. 36, е для случея резммпения трех катков вместо двух, зяметям, что в формулу ((66) при двух квткях (ось орднивт з) под- 8 ставляют величину О, 8 и абспнссу — + л, з для трех катков (ось ордннят з*) соот- б 8 Яа ветствеиио —, — и л. Прииимая отиошевие — ' одииаковмм, получим адли трех 2' 2 Я катков меньше, чем дли двух. Осадка мшввим умеиьшается в ростом числа катков.
Аналогичный зкспернментальнын результат был получен Н, И, Груздевым. Значительное нзмененне осадкк машины наблюдалось прн увеличении числа опорных катков по борту от двух до семи. Последующее увеличение числа катков оказалось малоэффектнвным, Следует учитывать, что звенчатая гусеннца обладает способностью выравнивать давление за счет жесткости самих звеньев н для нее потребное число катков может быть меньше, чем для ленты. В большей мере зто относятся к крупным звеньям.
Более сложным является теоретнческое обоснование выбора ш~- рнны гусеннцы. Имеющиеся исследования И4, 1) позволяют решать этот вопрос только качественно. Если не учитывать явлении бокового течення.н выпирания грунта прн взанмодействцн с опорной поверхностью, то анализы показывают более эффектнвное уменьшение осадки грунта в случае увеличення длины гусеницы, а не ее шнрнны (прн прочих равных условиях) И!.
Однако учет бокового течения н выпирания грунта, которое прн узкой гусенице, несомненно, будет больше, чем прн широкой, приводит к обратным результатам. Следует, однако, учитывать, что на очень мягкнх грунтах (грязь, болото, снег) любая, практнческн осуществимая для наиболее распространенных гусеннчных машин несущая способность гусениц будет неудовлетворительной. Осадка разлнчных машин примерно равного веса на таких грунтах будет практически одинаковой (за исключением специальных вездеходов), а сопротивление движению Г для машины с' узкимн гусеницами должно быть меньше яз-за уменьшення объема прессуемого нлн вытесняемого грунта.
Кроме этого, известно (27), что значнтельное ушнренне гусеницы ведет к увеличению ее веса почти в квадратнчной зависимости. Это в значнтельной мере увелнчнвает растягнвающее гусеницу уснлне от действия центробежной снлы н увеличивает внутренние потери, что для скоростных машин весьма нежелательно. Однако главное преимущество узкой, но более длинной гусеницы заключается в уменьшении буксования прн одннаковых условнях сравнення (см. ниже). Из-за уменьшении вредных потерь на буксованне пренмущества такой гусеницы, по-внднмому, бесспорны.
Из последних выводов вытекает очевидное преимущество гусеничного движителя перед колесным прн движении транспортной машины на мягких грунтах. Оно заключается в уменьшении сопротивления движению (обратно тому, что нмеет место прн двнженнн на твердых грунтах, где козффнцнент сопротнвлення гусеницы значительно больше„чем колеса) н уменыпеннн потерь на буксование, Прн этом, если перлов преимущество стирается в случае применения на колесных двпжнтелях спецнальных шнн низкого давления (увелвченного диаметра, арочных, пневмокатков), то потери на буксование у ннх все же остаются значительно большими, чем у гусеннчного движителя. й к цннимлтикл гзсвничиого' оиводл 1. Общая кинематика гусеничной лепты рассмотрим общую кинематику гусеничного движителя (рис, 40) в предположении, что гусеничный обвод выполнен нз абсолютно гибкой, но нерастяжимой гусеничной ленты, форма гусеничного обвода, состоящего из дуговых и прямых ветвей, я ъ 4 остается неизменной, об- Ю вод движется примолк- л нейно.
Точка А гусеничной ленты участвует в двух движениях: в относитель- дггядяя ном движении гусенич- яяяятя бяяяжя Аьяй ного обвода около корпуса машины со скоростью о, Рве. 4а и в переносном движении вместе с корпусом машины со скоростью и. Абсолютцая скорость точки и, является геометрической суммой указанных скоростей. Совместим начало координат с точкой А и обозначим угол между векторами переносной и относительной скорости через ~р, взяв за положительное направление этого угла против часовой стрелки. Абсолютная скорость точки А является геометрической суммой проекций составляющих скоростей".
п, =и+о,соз<р; о„=о,з1п® у г )-Е+зе, ту. (108) Для случая, когда переносная скорость равна относительной и =2осоз —. и Э 2 ' (110) 6 Н. Л. Зябавяяяоа Для точки В на верхней ветви угол ~р = 0 и и, =- 2о, Абсолютзз ная скорость точки В равна удвоенной скорости движения машины'. Для точки С на опорной ветви <р = и и о . = О. Абсолютная скорость этой точки равна нулю, так как оиа лежит на грунте.
Если переносная и относительная скорости ие равны, то для точки С возможны два случая: 1) о < п,. Точка С перемещается по грунту назад или имеет место буксование. Буксование не обязательно связано с полной остановкой машины. Может быть частичное проскальзывание опорной ветви г)сенины по грунту наз~д, которое оценивается коэффициентом буксования: Когда переносная и относительная скорости равны, коэффициент буксования равен нулю. Если переносная скорость равна нулю, то имеет место полное буксование и остановка машины, а о = 1. 2) о > о,.
Это наблюдается прк движении машины по инерции, при буксировке нли при торможении. Абсолютная скорость точки С, лежащей на грунте, при этом направлена по движению машины. Имеет место так называемый юз машины. Оценку юза можно производить по коэффициенту юза, определяемому также по формуле (1!О), Но коэффициент юза прн этом всегда отрицателен.
2. Траектория движении точки обвода Если точка движется по одному из прямолинейных участков обвода, то угол ~р между переносной и относительной скоростями остается постоянным. Это свидетельствует о том, что направление абсолютной скорости точки при прохождении прямолинейного участка гусеничного обвода не меняется, а значит, точка движется также по прямой.
Когда точка проходит дуговую ветвь и буксование отсутствует, траектория ее абсолютного движения 'представляет собой развертку окружности, катящейся без скольжения по плоскости, или циклоиду. Этими двумя свойствами можно воспользоваться для построения абсоРие. 4! лютной траектории точки гусеничного обвода (рис. 41). Вследствие равенства относительной и переносной скоростей оказывается, что за то время, пока точка обвода из начального положения О переместится в относительном движении по дуге в первое положение, точка 1, принадлежащая корпусу, переместится по горизонтали в положение 1', причем дуга 01 равна отрезку 11'.
Откладывая далее по горизонтали отрезок 22' = О1 + 12 получим точку 2" траектории. На участке траектории 01' точка движется по цнклоиде, на участке 1'3' — по прямой и далее снова по циклоиде, отдельные 82 3. Абсолютное ускорение точки В предыдущем разделе было установлено, что абсолютная скорость движения точкн переменна. Поэтому возникает вопрос об апределеннн ускоренна в данной точке гусеничного обвода. Ускорение представляет интерес, поскольку оно характернзует инерционные силы, возникающие в том нлн другом участке обвода, Полное ускорение будет геометрической суммой его проекций на оси подвижной системы координат х и г (см.
рис. 40). Ранее были получены выражения проекций абсолютной скорости (107). Счнтая, что переносная я относительная скорости постоянны, и дифференцируя оа и еа по времени, получим проекции полного ускорения: аа Й~3 1 = — = — о зшар —: аа,~~ = о аа '* 1„= —,,' = оо соз ар — „ Полное нли абсолютное ускорение точки 1а =" !а +)а =О азэ х а о П (ш) Нетрудно представить себе, что приращение угла 1р на рис. 40 прн двух положениях точки Я равно углу поворота данного колеса, вращающегося с угловой скоростью ы. Следовательно, о ~~> о дг — — оа = — э Р где р — раднус этого колеса.
Окончательно полное ускорение точки оа 1 а (() 2) точки которой могут быть найдены аналогнчным путем, В итоге получается полная траектория движения точки прн о = О, представленная на ряс. 42, а. Вся траектория движения тачки будет состоять нз прямых и циклоид. Последнне показаны штриховыми линнямн.
Если имеет место буксованне, то траекторня точкн несколько изменится (рис. 42, б). При прохождении точкой участка обвода над грунтом размер абсолютной траекторнн движения по длине уменьшнтся. Находясь на грунте, точка совершит некоторый путь назад. Прн юзе картина будет обратной, н за время нахождения на грунте точка несколько продвинется вперед (рнс. 42, э). Для построения траекторий движения точки обвода с учетом буксования нли юза необходимо откладываемые горизонтальные отрезки корректировать с учетом заданного коэффициента буксования нли юза. Полученное выражение представляет собой центростремительное ускорение, постоянное при постоянном радиусе р.
Точки дуговых ветвей катков или колес разных размеров будут иметь различные ускорения. Если точка движется по прямолинейному участку обвода, та р =- со и /, = О. Следовательно, в точке перехода с дуговой ветви на прямолинейную нли наоборот имеются два значения абсолютнога ускорения или разрыв непрерывности ускорения. Это явление в механике иногда называют мягким ударам в отличие ат жесткого удара, под которым понимается разрыв непрерывности скорости. Следует заметить, что потеря энергии при мягком ударе является величиной второго порядка. по сравнению с жестким ударом. 4. Особенностя кинематики звеичатой гусе~пцы Выводы, сделанные па кинематике гусеничной ленты, в первом приближении остаются справедливыми и для мелкозвенчатой гусеницы. Крупное авена гусеницы вносит ряд весьма существенных изменений в рабату гусеничного движителя, вызывая неравномерность движения самой гусеницы, машины нйи ведущего колеса.
В качестве примера на рис. 43 изображен передний опорный каток машины н часть передней ветви звенчатаго обвода при движении по абсолютно твердому грунту. Когда каток укладывает звено гусеницы на грунт (рис. 43, а), скорости движения точек свободных ветвей и ленивца будут определяться одной фуикциояальной зависимостью. После укладки -Ф- звена на грунт (рис. 43„6) скорости тех же точек будут, очевидно, определяться другими а) Я зависимостями. Характер изме- нения этих скоростей в первом Рис 43 и втором случаях будет совер- шенно различный. Гусеничный обвод является многозвенным механизмам с болыпим числом степеней свободы. Вследствие этога взаимодействие отдельных участков звенчатого обвода с катком нли колесом, оси которых принадлежат корпусу машины, может привести к довольно противоречивым результатам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
