xw-18yh拖拉機(jī)變形運(yùn)輸機(jī)性能設(shè)計(jì)計(jì)算

1、<p>　　XW-18YH拖拉機(jī)變形運(yùn)輸機(jī)性能設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　XW-18YH拖拉機(jī)變形運(yùn)輸機(jī)系載質(zhì)量為1噸（良好道路允許超載），驅(qū)動型式為4*2后軸驅(qū)動的機(jī)械運(yùn)輸工具。廣泛用于農(nóng)村、市郊、山區(qū)、丘陵的運(yùn)輸。由于本機(jī)采用ZS1110柴油機(jī)，前輪軸、傳動軸、變速器、后橋、離合器均借用BJ130汽車的

2、成熟部件。因此，本設(shè)計(jì)計(jì)算對上述部分不作計(jì)算，只對本機(jī)的整體性能進(jìn)行計(jì)算。 </p><p><b>　　整機(jī)性能設(shè)計(jì)計(jì)算 </b></p><p>　?。ㄒ唬┲饕夹g(shù)參數(shù)及原始數(shù)據(jù) </p><p>　　型號：XW-18YH </p><p>　　型式：4*2后軸驅(qū)動 </p><p>　　載質(zhì)

3、量（kg）：1000 </p><p>　　駕駛室乘員數(shù)（人）：2 </p><p>　　空車質(zhì)量Go（kg）：1720 </p><p>　　總質(zhì)量Ga（kg）：2795 </p><p>　　前軸質(zhì)量（空/滿）（kg）：905/980 </p><p>　　后軸質(zhì)量（空/滿）（kg）810/1815 </p&

4、gt;<p>　　外形尺寸（長*寬*高）（mm）：4360*1740*2080 </p><p>　　車廂尺寸（長*寬*高）（mm）：2300*1630*400 </p><p>　　軸距（mm）：2650 </p><p>　　輪距（mm）（前/后）：1350/1540 </p><p>　　輪胎規(guī)格（前/后）：6.50-16

5、/7.50-16 </p><p>　　驅(qū)動輪滾動半徑（mm）382 </p><p>　　主傳動比io：5.833 </p><p>　　變速箱傳動比ik： ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ R </p><p>　　6.403.091.69 17.82 </p><p>　　帶傳動比i：1.68 </p><p&g

6、t;　　傳動效率n：0.9 </p><p>　　滾動阻力系數(shù)f：0.02 </p><p><b>　　表一質(zhì)量參數(shù)表 </b></p><p><b>　　表二重心坐標(biāo) </b></p><p><b>　　（三）動力性計(jì)算 </b></p><p>

7、;<b>　　1、計(jì)算公式 </b></p><p>　　理論速度：Vi=0.377*no*r/io*i*iki（Km/h） </p><p>　　牽引力：Fti=M*iki*io*in/r（N） </p><p>　　滾動阻力：Ff=Ga*f（N） </p><p>　　動力因素：Di=（Fti-Fwi）/Ga（N）

8、</p><p>　　行駛所需功率：Pti=Pw+Pf=Ff*Vi/3600（KW） </p><p>　　爬坡度：Bi=a*To*sin(D-f)（o） </p><p>　　加速度：Ji=dv/dt=(D-f)*g/8（m/s2） </p><p>　　2、理論速度（km/h）（表三） </p><p><b

9、>　　3、驅(qū)動力計(jì)算 </b></p><p>　　XW-18YH拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動力分為兩種：一是由發(fā)動機(jī)的最大輸出扭距，經(jīng)由傳動泵傳至驅(qū)動輪上而發(fā)揮出來的力，稱為理論驅(qū)動力；另一種是根據(jù)輪胎不打滑時的最大附著力矩來計(jì)算驅(qū)動力，稱為實(shí)際驅(qū)動力。 </p><p><b>　?。?）理論驅(qū)動力 </b></p><p>　

10、　Ft=Mk/rk=Me*i總*n總/rk </p><p>　　其中：Mk—作用于驅(qū)動輪上的驅(qū)動力矩。 </p><p>　　Me—發(fā)動機(jī)能發(fā)揮出扭矩Me=57.29（焦耳） </p><p>　　i總=i*io*iki=1.68io=5.833ik見參數(shù)表 </p><p><b>　　n總?cè)?.9 </b><

11、/p><p>　　則結(jié)果如下表（表四） </p><p><b>　?。?）實(shí)際驅(qū)動力 </b></p><p>　　最大附著力矩使驅(qū)動輪上發(fā)揮的驅(qū)動力F： </p><p>　　F＜F∮=G附′*∮= G附′*δ∮ </p><p>　　其中：F∮—附著力；δ—超載系數(shù)，取1.5；∮附著系數(shù)，取∮=

12、0.7；G附—驅(qū)動輪上承受的附著重量，滿載時，運(yùn)輸機(jī)總重2795kg，驅(qū)動輪1815kg。 </p><p>　　實(shí)際驅(qū)動力決定最大驅(qū)動力Fmax=1815*1.5*0.7*9.8=18676.4（N）。 </p><p>　　由于Fπ＜Fmax，因此，各檔理論驅(qū)動力為實(shí)際驅(qū)動力。 </p><p>　　4、行駛阻力的計(jì)算 </p><p>

13、　　XW-18YH拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)在水平道路上等速行駛時，必須克服來自地面的滾動阻力和空氣阻力。當(dāng)該機(jī)在坡道上上坡行駛時，還必須克服重力沿坡道的分力，即為坡道阻力。當(dāng)該機(jī)加速行駛時，還需要克服加速阻力，以下逐項(xiàng)計(jì)算阻力。 </p><p>　?。?）滾動阻力Ff Ff=Ga*f </p><p>　　其中：Go=1720（kg），Ga=2795（kg），f—滾動阻力系數(shù)取0.02，則：Ff

14、o=Go*f=3337.1（N），F(xiàn)f=Ga*f=547.8（N） </p><p>　?。?）空氣阻力Fw </p><p>　　XW-18YH運(yùn)輸機(jī)最高速度為39.5km/h，由于速度低，行駛中空氣阻力所占比例極小，可忽略不計(jì)。Fw=0。 </p><p>　?。?）坡道阻力Fi，F(xiàn)i=Ga*sinα </p><p>　　關(guān)于爬坡角度的

15、計(jì)算 </p><p>　　A、空載爬坡角α的計(jì)算 </p><p>　　空載時最大爬坡度是受附著力不夠驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的影響，最大附著力Fr=G1*∮=Fi+Ff G1—驅(qū)動輪受力 </p><p>　　根據(jù)圖示，力矩平衡 </p><p>　　G1*L=Go*cosα(L-a)+Go*sinα*hg </p><p>　

16、　由Fk=Fi+Ff整理后得 </p><p>　　tgα=[(L-a) ∮-L*f]/[L-hg*∮] </p><p>　　其中：∮—附著系數(shù)，取∮=0.7 </p><p>　　f —滾動系數(shù)，取f=0.02 </p><p>　　L—軸矩，L=2650（mm） </p><p>　　a—重心離后軸中心距，空載為

17、a=1398.4（mm） </p><p>　　hg—重心高度，空載hg=632（mm） </p><p>　　計(jì)算結(jié)果：tgα=0.3876，α=21°11′1″ </p><p>　　b、滿載爬坡角α的計(jì)算 </p><p>　　滿載時最大爬坡角α受發(fā)動機(jī)額完功率限制，爬坡能力按最大動力因素Dmax計(jì)算： </p>

18、<p>　　Dmax=f*cosαmax+sinαmax </p><p>　　αmax=arcsin-arcsin </p><p>　　因Fkmax=Fi+Ff,，所以：Dmax*G：g= </p><p>　　其中：Me為發(fā)動機(jī)輸出扭矩：Me=57.29 </p><p>　　i總為總傳動比i總=62.7 </p>

19、;<p>　　n總為總傳動效率n總=0.9 </p><p>　　r為滾動半徑r=0.382(m) </p><p>　　則：Dmax=0.309 αmax=16°50′58″ </p><p>　　最大爬坡道阻力Fi及最大爬坡角度α計(jì)算結(jié)果如下表（表五） </p><p>　?。?）加速阻力及加速度 </p&g

20、t;<p>　　XW-18YH拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)的加速能力，可用它在水平良好路面上行駛時，須克服其質(zhì)量加速運(yùn)動時的慢性力，即加速度阻力Fj表示。 </p><p><b>　　Fj=∮*G* </b></p><p>　　其中：∮—旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，本機(jī)近似取∮=1 </p><p><b>　　G—整機(jī)質(zhì)量 </b

21、></p><p>　　dv/dx—整機(jī)加速度，估計(jì)從初速度為15km/h加速到30km/h，據(jù)測試后得：dv/dt=0.24m/s2。 </p><p>　　加速阻力Fj計(jì)算表如下（表六） </p><p>　　各阻力匯總表（表七） </p><p><b>　　（三）穩(wěn)定性計(jì)算 </b></p>

22、<p>　　本拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定性是指在行駛時不產(chǎn)生翻傾和滑移性能，以下計(jì)算各狀態(tài)下的穩(wěn)定性能。 </p><p><b>　　1、縱向穩(wěn)定性 </b></p><p>　　縱向極限翻傾角為α </p><p>　　上坡時重力線落于后輪接地點(diǎn)為極限狀態(tài)，下坡時反之為極限下坡角。 </p><p><b

23、>　　根據(jù)圖示： </b></p><p>　　上坡時：α上=tg-1(a/hg) </p><p>　　下坡時：α下=tg-1 </p><p>　　其中L為軸距，L=2650 </p><p>　　A為重心位置離后輪距離，見表二 </p><p>　　Hg為重心離地高度，見表二 </p>

24、;<p>　　則：縱向極限翻傾角α（表八） </p><p>　　由表八可知，tgα7∮=0.7，縱向穩(wěn)定性可靠。 </p><p>　　縱向極限翻傾角α（表八） </p><p><b>　　2、橫向穩(wěn)定性 </b></p><p>　　本拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)停在橫向坡道上時，不致產(chǎn)生橫向翻傾的最大坡度為橫向

25、翻傾角β。 </p><p><b>　　根據(jù)圖示： </b></p><p><b>　　β=tg-1 </b></p><p>　　其中：B—驅(qū)動輪輪距，B=1540 </p><p><b>　　hg、e見表二 </b></p><p>　　則：計(jì)

26、算結(jié)果如下表（表九） </p><p><b>　　由表九結(jié)果可知： </b></p><p>　　tgβ＞∮z，∮z為橫向滑移系數(shù)，∮z=0.7 </p><p>　　所以橫向穩(wěn)定性可靠。 </p><p>　　3、平路轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性 </p><p>　　拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)在平路轉(zhuǎn)彎時，由于速度太高

27、或道路轉(zhuǎn)彎半徑太小產(chǎn)生離心力，促使運(yùn)輸機(jī)發(fā)生翻傾現(xiàn)象，現(xiàn)校驗(yàn)運(yùn)輸機(jī)用最高速度行駛時，急轉(zhuǎn)彎最小轉(zhuǎn)彎半徑。 </p><p>　　由理論力學(xué)中知，運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)彎時離心力C為 </p><p><b>　　C=G* </b></p><p>　　其中：V—運(yùn)輸機(jī)速度，V=39.5（km/h）=10.97(m/s) </p><p&g

28、t;　　R—轉(zhuǎn)彎半徑（m） </p><p>　　如圖，根據(jù)受力平衡方程式： </p><p>　　C*hg=G*(B/2)*g </p><p>　　*hg=G*(B/2)*g </p><p><b>　　則：R= </b></p><p>　　其中：B為驅(qū)動輪輪距，B=1540（mm）=1.

29、54（m） </p><p>　　Hg為重心高度，見表二 </p><p>　　最高速急轉(zhuǎn)彎半徑R（m）（表十） </p><p>　　根據(jù)“公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定：四級公路曲率半徑最小為15m。因此，運(yùn)輸機(jī)以調(diào)整在四級路面上行駛為安全。但在曲率半徑小于上述R時，請換低檔減速行駛較為安全。 </p><p>　?。ㄋ模┲苿有阅苡?jì)算 </

30、p><p>　　1、制動器結(jié)果及有關(guān)參數(shù) </p><p>　　XW-18YH運(yùn)輸機(jī)采用BJ130后橋蹄式制動器，具體結(jié)果見圖： </p><p><b>　　制動器結(jié)果參數(shù)： </b></p><p>　　c=118mm，e=132mm，a′=90mm，R=155mm </p><p>　　β01=

31、102°，β02=123°，β1=151.5°，β2=151.5° </p><p>　　β1′=49.5°，β2′=28.5° </p><p>　　b摩擦片寬度b=64mm </p><p>　　Dp分泵活塞直往φ28.58mm，Do總泵活塞直往φ28.58mm。 </p><p&g

32、t;　　ip踏板杠桿比3.6（本機(jī)結(jié)構(gòu)完） </p><p>　　μ摩擦系數(shù)，取μ=0.3 </p><p><b>　　2、計(jì)算公式： </b></p><p>　　前蹄單位面積壓力q1= </p><p>　　后蹄單位面積壓力q2= </p><p>　　K′，K″計(jì)算系數(shù) K′=cosβ1′

33、- cosβ1-μ(sinβ1-sinβ1′) </p><p>　　K″= cosβ2′- cosβ2-μ(sinβ2-sinβ2′) </p><p>　　前制動蹄制動力矩 M∮I=μq1bR2β01 </p><p>　　后制動蹄制動力矩 M∮I=μq2bR2β02 </p><p>　　整機(jī)制動力矩 Mμ=MμI+MμⅡ </p

34、><p>　　整機(jī)總制動力矩 ∑Mμ=2 Mμ </p><p>　　3、計(jì)算結(jié)果如下： </p><p>　　取摩擦蹄片與制動鼓的摩擦系數(shù)μ=0.3 </p><p>　　則：K′=1.613K″=1.758 </p><p>　　q1=0.0195P1 q2=0.0436P1 </p><p>

35、　　M∮I=16 P1 M∮Ⅱ=43.2 P1 </p><p>　　MμI=59.2 P1MμⅡ=118.4 P1 </p><p>　　4、整機(jī)制動力矩計(jì)算： </p><p><b>　　P1= Fp= </b></p><p>　　其中：ρ為管路系統(tǒng)油壓，η為制動系統(tǒng)效率η=0.92 </p>&l

36、t;p>　　P1為蹄端推力，F(xiàn)p為制動踏板力，F(xiàn)p=686（N） </p><p>　　則|油壓系統(tǒng)油壓ρ=361.9（N/cm2） </p><p>　　蹄端推力P1=2272（N） </p><p>　　整機(jī)總制動力矩∑Mμ=2 Mμ=538009.6（N.cm） </p><p><b>　　5、附著力矩計(jì)算 </

37、b></p><p>　　M附=G1*rk*ρ </p><p>　　其中：G1為驅(qū)動輪滿載附著重G1=1815（kg） </p><p>　　rk為滾動半徑 rk=38.2（cm） </p><p>　　ρ為附著系數(shù)，ρ=0.7 </p><p>　　則：M附=475624.4（N.cm） </p>

38、<p>　　由于M＞M附，所以本制動器能滿足制動要求。 </p><p>　　6、制動減速度及制動距離計(jì)算 </p><p>　?。?）制動減速度j </p><p><b>　　j= </b></p><p>　　其中：Go=1720(kg)，Ga=2795(kg)，rk=38.2(cm) </p&

39、gt;<p>　　則：jo=8.19(m/s2)，ja=5.04(m/s2) </p><p>　?。?）制動距離S計(jì)算 </p><p><b>　　S= </b></p><p>　　本機(jī)在初速度為30km/h時的制動距離（表十一） </p><p>　　根據(jù)《鑫威牌拖拉機(jī)變型運(yùn)輸機(jī)技術(shù)條件》規(guī)定，制動