Рис. 6. Зависимость касательной си-
лы тяги от буксования при качении
шины 18,4R38 по цельному торфя-
нику
где
L
=
p
2
r
пр
h
+
+
r
пр
arcth
r
2
r
пр
h
−
h
2
r
−
h
;
(20)
h
определяется формулой (12).
Формулы (18) и (19) показыва-
ют, что касательная сила
F
к
тяги
колеса зависит от буксования. На
рис. 6 приведены результаты рас-
четов зависимости
F
к
=
f
(
δ
)
при
различных значениях нормальной
нагрузки. Из рисунка видно, что
максимальная касательная сила тя-
ги зависит от вертикальной нагруз-
ки, т.е. чем больше нагрузка, тем
меньше буксование, которое назо-
вем оптимальным значением
G
опт
(см. рис. 6) вертикальной нагрузки.
При расчете максимального КПД колеса следует вместо формулы (4)
использовать следующее уравнение
η
к
=
η
r
(1
−
δ
опт
)(1
−
F
спр
F
к max
)
.
(21)
На рис. 4 приведены результаты расчетов оптимальной весовой на-
грузки
G
опт
(при
η
к
→
max)
для колеса 18,4R38 при качении его по
целинному торфянику. Видно, что оптимальная весовая нагрузка для
рассматриваемой шины составляет 14,9 кН (при предельной нагрузке
G
lim
= 19
,
5
кН и давлении воздуха в шине
p
w
= 0
,
08
мПа, см. табл. 3)
при этом глубина колеи
h
= 0
,
168
м.
Выводы.
1. Приведенный процесс взаимодействия ведущего коле-
са с торфяно-болотным грунтом позволяет в первом приближении на
стадии проектирования оценить тягово-сцепные свойства и проходи-
мость колесного движителя. Приведенная методика была использова-
на при проектировании колесных и гусеничных машин, движущихся
по поверхности торфяно-болотного грунта [9].
2. Приведенные зависимости дают возможность при заданных раз-
мерах колеса определить оптимальную весовую нагрузку, при которой
ведущее колесо имеет максимальный КПД, или решить обратную за-
дачу: при заданной вертикальной нагрузке определить оптимальные
параметры колеса, такие как ширина шины
b
, диаметр
D
, давление
воздуха в шине
p
w
.
3. Приведенная методика может быть использована при проекти-
ровании машин высокой проходимости для оценки их тягово-сцепных
свойств и проходимости по грунтам со слабой несущей способностью.
74 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 2
