6. Кинематика поворота колесного трактора

На рис. 33. I представлена схема поворота колесного трактора, у которого поворот достигается изменением положения передних направляющих колес относительно остова машины.

Передняя ось при повороте ее на угол а будет передвигаться в направлении хх, а задняя —в направлении продольной оси трактора.

Центр вращения трактора находится на пересечении нормалей к плоскостям в точках О1 и O2, проходящих через геометрическую ось ведущих колес, с продолжением повернутой на угол а оси направляющих колес.

Чтобы определить силы, возникающие при установившемся движении трактора на повороте, разделим весь трактор на две группы механизмов: переднюю ось с направляющими колесами и на остов трактора со всеми установленными на нем деталями, включая ведущие колеса.

Рис, 33.1. Схема поворота колесного трактора

Действие каждой рассматриваемой группы необходимо при динамическом исследовании заменить соответствующими силами и моментами, приложенными в местах соединения групп.

Задний мост трактора при повороте вращается около оси поворота О с угловой скоростью

где v — скорость трактора;

R — радиус поворота трактора.

Вращение остова трактора около оси поворота О можно разложить на относительное вращение около оси О4 с угловой скоростью ω и переносное поступательное движение со скоростью v. При отсутствии дифференциала силы трения ободов и реакции грунта на почвозацены создадут момент, препятствующий повороту, численно равный произведению силы сцепления каждого колеса с почвой на ширину колеи В, т. е.

   (33.1)

где φ — коэффициент сцепления;

G — масса остова трактора, включая ведущие колеса.

Действие передней оси на остов представится приложенной в точке O3 силой, которую можно разложить на составляющие F'п в продольной плоскости симметрии и Р'в по радиусу О3О, а также моментом Мр.м приложенным к рулевому механизму.

На остов трактора может еще действовать сила тяги на крюке Ркр- Результирующий момент сопротивлений повороту около центра О4

{33.2}

где  i — расстояние от точки прицепа до точки O4.

Момент Мрез при повороте уравновешивается моментом Мв силыР´в, приложенной  в  центре   О4,   поэтому   из   равенства  моментов Мв =P´вLcos a = Mрез получим

(33.3)

Движение оси передних колес при повороте трактора возможно так же разложить на два движения: на относительное вращение около оси O3 и переносное поступательное движение в направлении, перпендикулярном передней оси. При этом возникают реакции почвы на поверхности ободов направляющих колес в местах контакта их с почвой. Числовое значение этих реакций определяется по формуле

(33.4)

где Fп — сила сопротивления качению обоих направляющих колес.

Моменты этих реакций, а также действие отброшенной части остова трактора уравновешиваются моментом Мр.м, приложенным к рулевому механизму.

Результирующую реакций почвы на направляющие колеса (называемую поворачивающей силой) определяют из выражения

(33.5)

Как следует из формулы, поворачивающая сила, действующая на колеса трактора, увеличивается при увеличении колеи ведущих колес В, расстояния от точки прицепа до середины заднего моста и угла поворота а передней оси. Поворачивающая сила уменьшается при увеличении продольной базы трактора.

При наличии дифференциала суммарный момент поворота Мрез значительно снижается и поэтому облегчается движение трактора на повороте.