Расчеты устойчивости машины. Данные для вычисления координат центра масс. Координаты центра масс

Расчеты

1. Расчеты устойчивости машины

Таблица 2

Данные для вычисления координат центра масс

№ п/п	Наименование части машины	Обозна- чение	Масса, кг	Координаты центра масс, м.
				x	y	z
1	Гусеничный ход	m1	2*3500	+(-1,260)	0	0,450
2	Платформа	m2	5000	0	0	0,9
3	Привод гусеничного хода	m3	2*2000	+(-1,65)	-2,3	1,2
4	Машинное отделение	m4	5000	0	-0,85	2,5
5	Рабочий орган	m5	20000	0	-0,6	4,5
6	Привод рабочего органа	m6	2*1500	0	1,4	2,3
7	Привод управлением мачты	m7	2500	0	0,2	3,8
8	Кабина органов управления	m8	1500	1,6	2,8	2,5
9	Пылеулавливающая установка	m9	1500	-0,9	3,1	1,6
10	Гидростойки-1	m10	200	0	-3,7	1,1
11	Гидроцилиндр управления мачтой	m11	2*300	+(-0,85)	-0,46	4,36
12	Гидростойки-2	m12	2*200	+(-1,2)	2,36	1,1

1.Координаты центра масс:

Рис. 19. Координаты центра масс

2.Проекции сил тяжести на оси Ох, Оy,Оz:

3.Проекции равнодействующих внешних сил на оси подвижной системы:

4.Суммарные моменты сил давления:

5.Моменты сопротивления опорной площади гусеничной ленты:

6.Координаты ядра сечения давления:

7.Координаты центра давления:

Рис. 20. Координаты центра давления

Мощностной баланс

1.Расчет мощности на передвижение

по прямой под уклон 12°

Рис. 21. Координаты центра масс

1.1. Среднее давление машины на залежь:

1.2. Силы сопротивления передвижению и суммарное тяговое усилие гусеничных лент

где, -сила сопротивления мятию грунта,

- сила сопротивления движения опорных катков гусеничного хода по гусеничным цепям,

где к=0,05;

- сила сопротивления движению прицепной машины,

- сила сопротивления движения от составляющей силы тяжести при движении машины в гору,

- сила сопротивления движению, обусловленная силами инерции при разгоне (трогании с места) агрегата,

Тогда

1.3. Мощность на передвижение по прямой

2.Тяговый расчет машины при движении на повороте

2.1. Внешние нагрузки ,  и давление под гусеницами при движении гусеничного хода по горизонтальной плоскости:

2.2. Смещение центров вращения опорных ветвей  гусеничных цепей:

 т.к 

2.3. Продольные составляющие ,  сил трения и арифметическая сумма боковых сил ,:

2.4. Тяговые усилия гусеничных лент при повороте , :

2.5. Мощность для поворота

2.6. Радиус и угловая скорость поворота:

2.7. Коэффициент запаса сцепления гусениц с грунтом:

Рис. 22. Схема поворота гусеничного хода

3. Мощность, необходимая для бурения

Мощность, необходимая для бурения, вычисляется по формуле

где необходимый крутящий момент на буровом инструменте;

угловая скорость бурового инструмента;

КПД привода вращения бурового става;

осевое усилие подачи;

скорость подачи;

КПД привода подачи бурового става.

Тогда

Мощность привода:

где.

Тогда

где коэффициент запаса прочности.

Принимаем  

тип электродвигателя ДПВ-52.

4. Кинематический расчет

4.1. Схема редуктора привода рабочего органа приведена на рис. 23

Рис. 23. Кинематическая схема редуктора

привода рабочего органа

1). Передаточные отношения:

первая передача;

 вторая передача;

 первая передача;

 вторая передача.

2). Частота вращения валов:

;

;

(первая передача);

(вторая передача);

(первая передача);

(вторая передача);

(первая передача);

(вторая передача).

3).Мощность на валах:

4).Крутящие моменты на валах:

Первая передача:

Вторая передача:

Прочностной расчет основных элементов

Расчет зубчатой передачи коробки передач вращательно-подающего организма

1. Расчет зубчатой передачи производим между шестерней и зубчатым колесом, расположенных на валах и (рис. 23), на которых самые максимальные (наибольшие) крутящие моменты.

А. Допускаемые контактные напряжения.

1. Выбираем (табл. 4.1.1. стр. 43 [6]) материал для шестерни и зубчатого колеса:

-для шестерни: Сталь 45X, термообработка-улучшение, =850 МПа, =650 МПа, HB=280;

-для зубчатого колеса: Сталь 40X, термообработка-улучшение, HB=260, =750 МПа, =520 МПа.

2. Определяем эквивалентное число циклов нагружения зубьев зубчатых колес за весь срок службы:

где заданная продолжительность работы привода;

число дней в году;

коэффициент использования привода в году;

 коэффициент использования привода в сутки;

количество смен;

продолжительность рабочего дня, час.

3. Базовое число циклов, соответствует приделу выносливости (рис. 4.1.3. стр. 41 [6]):

для шестерни 4 (рис. 29);

для зубчатого колеса 5 (рис. 29).

4. Эквивалентное число циклов нагруженности зубчатого колеса и шестерни:

;

.

5. Коэффициент долговечности, так как , то

6. Предел контактной выносливости (табл.4.1.3. стр.43[6]):

7. Допускаемые контактные напряжения

где для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев.

8. Расчетные допускаемые контактные напряжения для цилиндрических зубчатых колес с наибольшей разностью твердости равны:

Б. Допускаемые напряжения при изгибе.

1. Базовое число циклов

2. Эквивалентное число циклов:

3. Так как  , то

4. Придел выносливости зубьев при изгибе:

( табл. 4.1.3. стр. 43 [6]);

5. Допускаемые напряжения при изгибе:

где коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки.

При двухстороннем  при одностороннем

6. Допускаемые напряжения при изгибе и допускаемые контактные напряжения (табл. 4.1.3. стр. 43 [6]):

-контактные напряжения

изгибающие напряжения:

В. Проверка расчетных допускаемых контактных напряжений.

1. Окружная сила в зацеплении

2. Окружная скорость колеса

3. Удельная окружная динамическая сила

где, коэффициент, усиливающий влияние вида зубчатой передачи и модификацию профиля на динамическую нагрузку,  (табл. 4.2.10 стр. 51 [6]);

коэффициент, учитывающий разности шагов зацепленных зубьев  шестерни и зубчатого колеса (степень точности 9). (табл. 4.2.12 стр. 51 [6]).

4. Удельная расчетная окружная сила в зоне концентрации

где коэффициент, учитывающий распределение напряжения.

5. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,

.

6. Удельная расчетная окружная сила

гдекоэффициент внешней динамической нагрузки.

7. Расчетные контактные напряжения

, гдекоэффициент, учитывающий форму сопрягаемых поверхностей зубьев;

коэффициент, учитывающий механические свойства метала;

коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

.

Г. Проверка расчетных напряжений при изгибе.

1. Удельная окружная динамическая сила

где

коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи  и модификации профиля на динамическую нагрузку (табл.4.2.12.стр.51[6]).

табл.4.2.12.стр.51[6].

2. Удельная окружная сила в зоне ее наибольшей концентрации