Разработка конструкции изделия. Статический расчёт гусеничного хода. Координаты центра масс гусеничного хода

2.3.  Разработка конструкции изделия

2.3.1.  Статический расчёт гусеничного хода

        Задачей статического расчёта является нахождение координат центра масс и центра давления, среднего и экстремальных значений давлений машины на почву и деформацию последней, а так же определения размеров «ядра сечения» опорной площади гусеничного хода.

Расчётная схема

Рисунок 1

Таблица 1

Значение исходных данных

Продолжение таблицы 1

        Координаты центра масс механической системы вычисляются по формулам:

                                  (3.1)

                                  (3.2)

                 м;

                                  (3.3)

                 м;

где    - масса составной части машины;

        , ,  - координаты её центра масс.

        Вычисляем проекции внешних сил, действующих на машину, на оси подвижной системы координат:

    ;   (3.4)

    Н; (3.5)

    Н; (3.6)

        Для силы , которая ориентирована относительно подвижной системы координат, имеем:

                      Н;                  (3.7)

                      Н;                  (3.8)

                     .                     (3.9)

        Таким образом, проекции равнодействующей внешних сил на оси неподвижной системы определяются следующими выражениями:

  ; (3.10)

   Н;                                                                                         (3.11)

  Н.                                                                                         (3.12)

        Моменты  и  равнодействующей  относительно осей  и  проще вычислять с учётом действительного направления сил и . Так как ; ; то за положительное направление моментов согласно рисунка 1, необходимо взять направление по часовой стрелке. С учётом этого находим:

                          (3.13)

             ;

         .        (3.14)

         Центр давления определяется по формулам:

                                ;                               (3.15)

                                 м.                             (3.16)

        Определим наиболее удалённые от начала системы координат точки ядра сечения:

                  м;              (3.17)

                  м.              (3.18)

2.3.2.  Общий расчёт изделия

        Мощность на ведущей звёздочке (Вт) цепного исполнительного органа определяется из уравнения

                  Вт,             (3.19)

где   - суммарное тяговое усилие на ведущей звёздочке,

                                  (3.20)

                      Н,

где   - сила сопротивления разрушению забоя

                               Н;                           (3.21)

где   - количество резцов в плоскости резания, ;

     - сопротивляемость пород резанию,  Н/мм;

        - сила, затрачиваемая на преодоление сил трения в шарнирах цепи

                               Н;                           (3.22)

где    - количество кулаков в цепи, ;

        - сопротивление одного звена цепи, Н;

        - сила трения в ручьях бара

                               Н,                           (3.23)

где   - количество кулаков заведенных в ручей, ;

        - коэффициент сухого трения металла по металлу, ;

        - усилие, затрачиваемое на преодоление сил трения в головке бара,  Н;

        - окружная скорость звёздочки,  м/с.

        Для привода ведущей звёздочки принимаем коническо-цилиндрический трёхступенчатый редуктор. Кинематическая схема редуктора изображена на рисунке 2. Рассчитаем КПД редуктора

                                                (3.24)

                        ,

где   - КПД пар подшипников качения, ;

        - количество пар подшипников качения, ;

        - КПД цилиндрического зацепления, ;

        - количество цилиндрических зацеплений, ;

        - КПД конического зацепления, ;

        - количество конических зацеплений, ;

        - КПД муфт, ;