4. obliczenia projektowe

4. OBLICZENIA PROJEKTOWE
Ruch robota gąsienicowego jest wynikiem przenoszenia napędu z silnika na koła jezdne, co
powoduje powstawanie sił obwodowych toczących się kół. Siła napędowa zależy od wielkości
momentu obrotowego silnika oraz sprawności układu napędowego. W ogólnym wypadku na pojazd
gąsienicowy działają siły jak na rys X
Rys.X
Zgodnie z równaniem ruchu pojazdu siła napędowa pojazdu musi równoważyć opory ruchu. Równanie
bilansu sił przyjmuje postać jak we wzorze X[12]
4.1. Opory toczenia
W obliczeniu oporów toczenia przyjęto, że współczynniki dla wszystkich kół jezdnych są
jednakowe, siła oporu toczenia pojazdu wynika ze wzoru:
Gdzie:
- masa pojazdu
- przyśpieszenie ziemskie
- współczynnik oporu toczenia
4.2. Opór wzniesienia
Opór wzniesienia występuje gdy pojazd porusza się na wzniesieniu. Siłę oporu wzniesienia
obliczono za pomocą wzoru:
Gdzie:
- maksymalny kąt pochylenia jezdni
4.3. Opór bezwładności
Opory bezwładności występują, gdy pojazd porusza się ze zmienną prędkością. Siła oporu
bezwładności obliczana jest zależnością:
Gdzie:
- współczynnik mas wirujących(w przypadku gąsienicowego można przyjąć taką
wartość)
- projektowane przyśpieszenie pojazdu
4.4. Siła napędowa
W rzeczywistych warunkach siła napędowa nie przekracza sumy wyliczonych oporów ruchu.
W obliczaniu oporów przyjmowano ekstremalnie skrajne warunki ruchu, które w rzeczywistości nigdy
nie występują jednocześnie (na przykład gdy pojazd porusza się z maksymalną prędkością nie
występują opory związane z bezwładnością, wzniesienie zwiększa opory wzniesienia lecz zmniejsza
opory toczenia) Dlatego do dalszych obliczeń przyjęto wartość szacunkową wynoszącą:
4.5. Prędkość obrotowa koła napędzanego
W celu dobrania odpowiedniego silnika elektrycznego należy obliczyć wymaganą prędkość
obrotową koła napędzanego.
Gdzie:
- Zakładana prędkość liniowa pojazdu;
- Promień koła napędzanego
4.6. Wymagany moment obrotowy na kole napędzanym
Napęd pojazdu składa się z dwóch analogicznych napędów, każdy napędza indywidualnie
jedną gąsienice. Dlatego obliczony zapotrzebowany moment należy podzielić na dwa.
(1)
Gdzie:
- Promień koła napędzanego;
- Zapotrzebowana siła napędowa.
(2)
Zatem moment zapotrzebowany na pojedynczym kole napędowym wynosi:
4.7. Wymagana moc pojazdu
Podobnie jak w przypadku momentu obliczoną moc należy przedzielić na dwa, otrzymamy
wówczas zapotrzebowanie mocy przez pojedynczy silnik.
(3)
Gdzie:
- siła napędowa
- Zakładana prędkość liniowa pojazdu;
(4)
Zatem wymagana moc pojedynczego silnika wynosi : 75 W