Вездеход Странник

Если по тракторной схеме, то ты конечно прав Илья! Просто меня сбило слово - пневматик. Вот мне и причудился планетоход с тромовскими гусями ))).
Илья, сколько тяги на ось нужно брать томуже самому гусеничнику, на ровном грунте, т.е. не на уклоне?
Илья, я тут чё то взялся посчитать объём покрышки( тора ) ф = 1метр, ширина = 0,5метра, с глухим диском, т.е. по сути получается нужно узнать объём цилиндра, этих размеров. Я посчитал по формуле; Пи умножить на радиус в квадрате и умножить на длинну ( ширину покрышки ). У меня получилась вроде, чё то уж больно огромная цифра = 1570 м3 ( л\кг ) водоизмещения!!! Хотя если посчитать объём просто покрышки ( без глухого диска ), то получается всего 308 м3!!! Не может же диск иметь объём 1262 м3.
Наверно нужно считать отдельно объём покрышки и отдельно объём глухого диска ( по приведённой формуле объёма цилиндра )?
Допустим, если посадочное = 508 мм, а ширина диска = 500 мм, то тогда объём глухого диска ( цилиндра ) = 101 м3. И всё вместе будет = 409 м3, что более похоже на правду.
Но ведь глухой диск с надетой на него покрышкой, можно тоже принять в виде цилиндра и считать одним разом, по приведённой формуле объёма цилиндра, но почему то в этом случае уже получается какая то нереальная цифра. В чём парадокс? Где я не так перевёл, или посчитал?

Белый писал(а):

Именно для того, что бы потом и забить в эксель - прогу, я и хотел узнать эти расчёты, и моя конечная цель, весь расчёт трансмиссии ( на скорость аппарата и прочность основных узлов ) от колеса до ДВС и в обратную сторону.

В экселе если захотеть можно свести воедино состав автомобиля и далее - подсчёт веса (снаряженного и полного), развесовки и высоты центра тяжести, с выходом на нагрузки по осям и колёсам, которые далее использовать для того о чём сказали вы. Вобщем всё сразу. Очень удобно при поиске оптимальных параметров (например базы и привязки отдельных узлов и агрегатов) Ну или хотя бы в поиске оптимальных направлений изменений (поскольку оптимум не всегда возможен). Параллельно нужно вести эскизную компоновку, чтобы сразу представлять геометрические ограничения.

Белый писал(а):

По передаточным числам, КрМ и скорости я знаю, и составил, а вот дальше пока тупик. Может быть, существует где-то уже такая не сильно сложная, но учитывающая все необходимые параметры, программка расчёт – для чайников? Можно было бы, быстро, удобно и правильно определять ( проверять ) нужные узлы в увязке с другими и в конечном итоге придти к нужному результату, а не гадать на кофейной гуще, и на бумаге.
Может, поможете чайнику? Или это уже не так просто будет сделать и я от неполного понимания предмета, много прошу? Со своей стороны обязуюсь выложить здесь оформленный конечный результат, если конечно он не получится уже в процессе помощи мне. Думаю, что такая динамическая табличка с расчётами, была бы удобна и интересна не только мне.

Честно говоря, по-моему это уже перебор. Я бы понял, если бы речь шла о проектировании всех узлов с нуля. В этом случае вся цепочка нагрузок использовалась бы для задания исходных данных для проектирование всех её компонентов. Но если использовать серийные узлы, предельные возможности которых в общем-то известны, ИМХО вполне достаточно просто знать уровень нагрузок. Зачем считать что-то на прочность, если узлы уже готовы? Честно говоря, думал что ваши проблемы только в том чтобы изготовить некоторые оригинальные переходные элементы.

Белый писал(а):

я пока точно не определил, присутствует ли там вот такой расчёт?

МОНИН ИЛЬЯ писал(а):

Уклон 50% или 30 град.

При движении в гору вся нагрузка практически на одной задней оси, так что тебе необходимо 600кг тяги на аппарат, или по 300кг тяги на колесо.
С учётом диаметра 1400мм( R=0,7м)
получаем потребный передаваемый момент полуоси
300*0,7= 210кг*м или 2100Н*м.

Нет, этой части там нет

Белый писал(а):

Если считать допускаемые напряжения в те же 200МПа, то W=2100/200=11см3

откуда получаем необходимую толщину полуоси D=3,83см или Ф38,3мм

А именно это есть, только в обратную сторону. Забиваете диаметры и предел текучести, смотрите передаваемый момент. Вам я понял нужно наоборот - по рассчитанным на листе расчёта моментов данным выйти на требуемый диаметр. Справитесь?

Белый писал(а):

Вроде бы нет. Хотя вроде бы там, что то частично и есть ( ф колеса = 1400 мм, т.е. R=0,7м который = коэффициенту 9.81 в ячейках F11 и F 12 ), но скорее всего я ошибаюсь. Мне непонятно пока и потому гадаю, как там учитывается, или можно менять вес аппарата и диаметр колеса? Вроде бы, нет? За счёт чего идёт сравнение? Понимаю, что вроде бы сравниваются красные ячейки с зелёными, на предмет запаса прочности, но не совсем понятно, для чего? И из-за терминов пока путаюсь. Пока я понял так, что значение в красной ячейке С11 нужно сравнивать с КрМ в Н*м приходящем на данный вал, например с ДВС и КПП. Так? А с чем сравнивать значение в красной ячейке F11? И для чего?

Всё намного проще и примитивнее. По исходным диаметрам из С5 С6, в поле С8 считается момент сопротивления вала. Далее - в С11 находится момент при котором начинается текучесть вала (т.е. столько он в принципе несколько нагружений выдержит, но лезть сюда не нужно) Далее простым делением на 1.5 ( - это запас прочности, можно кстати вынести в исходные данные) в С12 находится допустимый уровень крутящего момента, который гарантированно выдержит вал с заданными параметрами.

Белый писал(а):

В общем, пока я понял, что это расчёт для любого вала, хоть в КПП, хоть ещё где, хоть просто вала? Так?

Именно, причём расчёт на чистое кручение. Если более сложное нагружение - всё заметно усложняется. Причём надо сказать расчёт всё-равно приближённый, только для прикидки. Всякие подробности, вроде концентраторов напряжений нужно будет учитывать отдельно, или вводить поправочные коэффициенты скажем из справочника

Белый писал(а):

Александр, скажите, я ведь правильно понял, что в ячейку С8, в вашем файле, забита такая формула

Wтрубы=Wф.внеш - Wф.внутр
т. е.
(W внеш =D*D*D) - (W внутр =D*D*D) *3,14()/16

Вот только, что за скобочки в формуле ( в эксельке ) стоят, между ПИ и /16? Не для того ли, чтоб в эти скобки, можно было подставить цифру 2?

На самом деле там вот что: =(СТЕПЕНЬ(C6;3)-СТЕПЕНЬ(C5;3))*ПИ()/16 т.е. разность степеней диаметров в скобках и ничего более. Всё по формуле, никаких дополнительных двоек.

Белый писал(а):

Коэффициент 16 всегда неизменен, как и число ПИ?

Да, это просто формула.

Если у вас уже есть в каком либо виде файл с рачётом моментов - кидайте сюда, посмотрим как его можно дополнить разумным дополнительным расчётом

Белый писал(а):

Хотя если посчитать объём просто покрышки ( без глухого диска ), то получается всего 308 м3!!! Не может же диск иметь объём 1262 м3.

Не может...)))

Лучше к объёму тора добавить объём цилиндрического диска, тогда хотя бы ошибка будет имееть значительно меньшую величину, чем представлять колесо плоским цилидром...уж больно значительный объём имею наружные фаски при диаметре 1400мм, когда ты начинаешь превращать торообразгую шину в гипотетический легко считаемый цилиндр.

Кстати, объём цилиндра в диске добавит тебе всего около 50 кг водоизмещения...точнее посчитаешь сам.

Золотницкий Александр, спасибо!

Золотницкий Александр писал(а):

В экселе если захотеть можно свести воедино состав автомобиля и далее - подсчёт веса (снаряженного и полного), развесовки и высоты центра тяжести, с выходом на нагрузки по осям и колёсам, которые далее использовать для того о чём сказали вы. Вобщем всё сразу. Очень удобно при поиске оптимальных параметров (например базы и привязки отдельных узлов и агрегатов) Ну или хотя бы в поиске оптимальных направлений изменений (поскольку оптимум не всегда возможен). Параллельно нужно вести эскизную компоновку, чтобы сразу представлять геометрические ограничения.

Александр, вот к этому я как раз и стремлюсь. Экселька очень удобная программка, особенно когда в ней хоть чего то понимаешь. Когда то она мне очень сильно помогала, при расчётах в деревообработке и простеньком деревостанкостроении пока я не обзавёлся специальной программой с 3D функциями. К сожалению в ней я не могу залезть на уровень макросов, чтоб заточить её полностью под себя, для этого её нужно ломать. И тут мне снова приходилось возвращаться к эксели, в которой выполнял часть своих расчётов, потому что эксельные расчёты я могу менять как мне надо. Не очень удобно, но что делать.
Для всего этого нужно знать нужные формулы и далее уже играть ими. Цель ( для пневматика ) именно такая как вы и описали. Подбор ДВС, КПП, редукторов, осей ( полуосей ) полых или не полых, колёс, развесовки, тягового момента ( и на крюке ), с учётом пробуксовки, уклонов, плохого грунта, и т.д. ну может ещё чего забыл, или что то лишнее, но врядли, в общем всё основное, для поиска оптимальных направлений и изменений. Наверно это я размечтался, наверно это большая работа, а жаль, было бы очень удобно, быстро и наглядно.
То, что я начал спрашивать про полуоси, так этот вопрос для меня сейчас встал ребром. У меня, например, есть мост УАЗа, вот я и хотел посмотреть, что будет, если на них повесить колёса диаметром 1420мм. Это же лучше просчитать заранее «на бумаге», чем потом всё переделывать. В результате диалога, я начал понимать, что УАЗкины полуоси слабоваты будут, поэтому и начал подумывать о том, что бы использовать самодельную полую трубу.
Кстати, пример. Существует пневматик на УАЗ мостах, с массой вроде более тонны ( точнее не известно ) и + к тому с приличной грузоподъёмностью, на колёсах ф=1420мм. По утверждению авторов, за 10лет эксплуатации, полуоси рвались два раза, да и то по собственной глупости. Я понял так, что полуоси нагружены запредельно, но это не езда и не вездеход, когда боишься лишний раз на тапку надавить. Кудаж на таком поедешь? Но уверяют, что лазают далеко и глубоко. Я им верю, и видео видел. Значит чего то не понимаю – я. Наверно в данном случае используется запас прочности этих полуосей.
А как например узнать, выдержит ли нагрузки, какой нибудь редуктор или КПП? Некоторые делают самодельные редукторы. Например, колёсные.
С такими ситуациями сталкиваешься постоянно. Вот тут и помогли бы экселишные расчёты для варьирования нужными комплектующими, чтоб подобрать их под себя, да ещё и добиться нужных тебе ТТХ вездехода. Вот и участвуют многие неграмотные самодельщики в форумах и не только, мучая специалистов ( и сами мучаются, теряя и отнимая огромное кол - во времени и сил ) разными глупыми вопросами, имея на руках не очень подходящий набор з\ч, с целью в последствии подобрать нужные з\ч, или как то приспособить эти, для достижения нужных им ТТХ вездехода.
Александр, прикрепляю черновой вариант своего файла http://flyfolder.ru/18156928

МОНИН ИЛЬЯ, спасибо! Мне нужно было, что б ты подтвердил мои догадки. Теперь сомнений нет.

МОНИН ИЛЬЯ писал(а):

Кстати, объём цилиндра в диске добавит тебе всего около 50 кг водоизмещения...

Всё правильно Илья, спасибо за уточнение, просто в данный момент ( не предупредив ) я рассматривал определённую схему вездехода, с погружением на всё колесо. Знаю, что нерационально, но там другие плюсы проглядываются, для меня, да и схема другая.

МОНИН ИЛЬЯ писал(а):

всего около 50 кг водоизмещения

Кстати, если колес хотябы 4 шт, то это дополнительная грузоподъёмность на воде = всего 200кг... ( при условии конечно, что если погружаться до половины колёс )
Я вот ещё об чём задумался, Илья. Вот мы считаем объём тора, как равный объёму камеры, а точнее воздуха в камере. Ведь именно он ВЕСЬ вес держит на плаву. Но помимо камеры, у нас на них надеты покрышки ( камерный вариант ), которые имеют свою толщину, а значит - водоизмешение! Ведь это закон Архимеда..., т.е. если мы бросим в воду пусть хоть тонкий листочек железа, то он тоже будет иметь своё водоизмещение, хоть и утонет, поскольку вытеснит объём воды, равный объёму этого листочка. К чему я клоню? Ты наверно уже догадался. К тому, что, какой же всётаки объём ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ просчитывать будет правильным? Внутренний объём камеры ( воздух в торе )? Или наружный объём покрышки ( бывают почти цилиндрической формы )? Хотя в таком случае, придётся считать и учитывать, и все остальные узлы конструкции, так же погруженные в воду.
Что ты думаешь, по этому поводу, Илья?

Золотницкий Александр писал(а):

А именно это есть, только в обратную сторону. Забиваете диаметры и предел текучести, смотрите передаваемый момент. Вам я понял нужно наоборот - по рассчитанным на листе расчёта моментов данным выйти на требуемый диаметр. Справитесь?

Александр, честно говоря, я не совсем понял вопрос.

Белый писал(а):

К тому, что, какой же всётаки объём ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ просчитывать будет правильным? Внутренний объём камеры ( воздух в торе )? Или наружный объём покрышки ( бывают почти цилиндрической формы )?

Считать нужно по наружному размеру вытесняющего объёма, а воздух там внутри или вакуумированная алюминиевая пена для нас никакого значения не имеет.

Белый писал(а):

Для всего этого нужно знать нужные формулы и далее уже играть ими. Цель ( для пневматика ) именно такая как вы и описали. Подбор ДВС, КПП, редукторов, осей ( полуосей ) полых или не полых, колёс, развесовки, тягового момента ( и на крюке ), с учётом пробуксовки, уклонов, плохого грунта, и т.д. ну может ещё чего забыл, или что то лишнее, но врядли, в общем всё основное, для поиска оптимальных направлений и изменений. Наверно это я размечтался, наверно это большая работа, а жаль, было бы очень удобно, быстро и наглядно.

Посмотрите:
(удалено - неверная ссылка)

Я немного переформатировал столбцы, в соответствии с передачей момента в трансмиссии, ваши цифры не трогал, добавил часть касающуюся теоретического расчёта на прочность по формулам классического сопромата. С кручением так как обговорили раньше, на колёсный редуктор (или ступицу, если вариант безредукторный) добавил изгиб. Изгиб пока считается от боковой силы на плече равной радиусу колеса. Дальше нужно будет расчёт момента изгиба уточнять, как и нагрузку на колесо. Диаметр ступицы считается по третьей теории прочности. На остальных валах оставил чистое кручение.
Да, пределы текучести поставил разные просто так, чтобы интереснее было.
Илья, посмотри, поправь что считаешь нужным, добавь что сочтёшь полезным, и давай свою версию. Может действительно кому ещё сгодится для прикидочных расчётов.
Я кстати везде заложил расчёт полнотелых валов, это как бы неправильно. Надо бы добавить возможность рассчитывать полые.
Ну и нет расчёта "от колеса", а без него никуда: цифры-то на выходе если считать "от двигателя" нешуточные получились. Явно перебор.

Белый писал(а):

То, что я начал спрашивать про полуоси, так этот вопрос для меня сейчас встал ребром. У меня, например, есть мост УАЗа, вот я и хотел посмотреть, что будет, если на них повесить колёса диаметром 1420мм. Это же лучше просчитать заранее «на бумаге», чем потом всё переделывать. В результате диалога, я начал понимать, что УАЗкины полуоси слабоваты будут, поэтому и начал подумывать о том, что бы использовать самодельную полую трубу.
Кстати, пример. Существует пневматик на УАЗ мостах, с массой вроде более тонны ( точнее не известно ) и + к тому с приличной грузоподъёмностью, на колёсах ф=1420мм. По утверждению авторов, за 10лет эксплуатации, полуоси рвались два раза, да и то по собственной глупости. Я понял так, что полуоси нагружены запредельно, но это не езда и не вездеход, когда боишься лишний раз на тапку надавить. Кудаж на таком поедешь? Но уверяют, что лазают далеко и глубоко. Я им верю, и видео видел. Значит чего то не понимаю – я. Наверно в данном случае используется запас прочности этих полуосей.

Это наверное самый сложный вопрос, ответ на который не даст никакой сопромат. И тут точнее практики ничего пока нет. Разумеется - считать все узлы складывая нагрузки от различных факторов нельзя. Вернее можно, но получится перетяжелённая конструкция. Нужно всё-таки учитывать реальное сочетание факторов. Вобщем тут я вам ничем не помогу. Если тот пневматик ездит, значит так оно и есть. Удачно попали, хотя может и на пределе. Можно например от этого результата отталкиваться (просчитав его отдельно) и заложить если надо чуть больший запас прочности - делать свой вариант.

Александр, ОГРОМНОЕ СПАСИБО за участие и помошь!
Но к сожалению, вы дали ссылку на прежний ваш файл "расчёт вала на кручение"... (((((

Золотницкий Александр писал(а):

Я немного переформатировал столбцы, в соответствии с передачей момента в трансмиссии, ваши цифры не трогал, добавил часть касающуюся теоретического расчёта на прочность по формулам классического сопромата. С кручением так как обговорили раньше, на колёсный редуктор (или ступицу, если вариант безредукторный) добавил изгиб. Изгиб пока считается от боковой силы на плече равной радиусу колеса. Дальше нужно будет расчёт момента изгиба уточнять, как и нагрузку на колесо. Диаметр ступицы считается по третьей теории прочности. На остальных валах оставил чистое кручение.
Да, пределы текучести поставил разные просто так, чтобы интереснее было.

Пока рано конечно судить ( файла нет ), но я уже, обсолютно не понимаю некоторых слов, особенно про третью теорию... (((

Золотницкий Александр писал(а):

Может действительно кому ещё сгодится для прикидочных расчётов.

Конечно сгодится...

Золотницкий Александр писал(а):

Я кстати везде заложил расчёт полнотелых валов, это как бы неправильно. Надо бы добавить возможность рассчитывать полые.

Уверен, что это нужно обязательно! Это альтернатива! Сразу же вопрос, можно ли в качестве полый осей ( полуосей ) использовать карданы от авто? Делал ли так кто нибудь? Не слабовато ли получится?

Золотницкий Александр писал(а):

Ну и нет расчёта "от колеса", а без него никуда:

Не сочтите наглецом и, что многого прошу, но без этого действительно никуда!

Золотницкий Александр писал(а):

Это наверное самый сложный вопрос, ответ на который не даст никакой сопромат

Согласен, интуиция мне о том же говорит, но прикидки на "бумаге", всё равно очень полезны! Например так

Золотницкий Александр писал(а):

Можно например от этого результата отталкиваться (просчитав его отдельно) и заложить если надо чуть больший запас прочности - делать свой вариант.

Белый писал(а):

к сожалению, вы дали ссылку на прежний ваш файл "расчёт вала на кручение"... (((((

Точно, ошибся.
http://narod.ru/disk/21918642000/%D0%A0 ... 0.xls.html

Белый писал(а):

Пока рано конечно судить ( файла нет ), но я уже, обсолютно не понимаю некоторых слов, особенно про третью теорию... (((

А спросите Илью.

Белый писал(а):

Золотницкий Александр писал(а):

Я кстати везде заложил расчёт полнотелых валов, это как бы неправильно. Надо бы добавить возможность рассчитывать полые. Ну и нет расчёта "от колеса", а без него никуда

Не сочтите наглецом и, что многого прошу, но без этого действительно никуда!
Уверен, что это нужно обязательно! Это альтернатива! Сразу же вопрос, можно ли в качестве полый осей ( полуосей ) использовать карданы от авто? Делал ли так кто нибудь? Не слабовато ли получится?

Если Илья не добавит, я попозже доделаю как время будет. А вот карданные трубы в качестве приводов колёс - всё зависит от нагрузок и сечений этих самых труб. Серийные решения такие (полая тонкостенная труба большого диаметра) - есть. Правда непросто такой диаметр бывает скомпоновать с некоторыми подвесками и на управляемых колёсах. Пробуйте.

Золотницкий Александр писал(а):

Илья, посмотри, поправь что считаешь нужным, добавь что сочтёшь полезным, и давай свою версию. Может действительно кому ещё сгодится для прикидочных расчётов.

Я бы добавил вообще другой подход, так как в реальности идёт самосбор из серийных узлов легковушек.

Смысл иного подхода в использовании номинальных нагрузок исходного узла с делением его исходной грузоподъёмности на коэффициент увеличения колеса (Пневматика)

Предположим, что берём мост УАЗа, который крайне надёжен на штатных колёсах диаметром 650мм
Мост УАЗа в номинале легко выдерживает 1200кг (полная масса автомобиля 2400кг)
Теперь мы увеличиваем колесо в диаметре в два (К=2) раза с 650мм в номинале до 1300мм шины Трекол.
Тогда все моментные нагрузки вырастут от колеса тоже в 2 раза.
Чтобы сохранить исходную надёжность моста на прежнем уровне (столь же длинный пробег до износа, как на штаных колёсах Ф650мм) нам необходимо снизить нагрузку на мост в К=2 раз.
Таким образом, чтобы мост УАЗа на пневматиках Ф1300мм оставался стольже долго работающим нужно чтобы на него преходилась нагузка всего 600кг ( вместо 1200кг в номинале).
Получается, чтобы сделать надёжный АПП на Треколах с двумя мостами УАЗа необходимо, чтобы полная масса не превышала 600+600=1200кг.

Ну, а в качестве наглядного примера реализации такого подхода можно взглянуть на АПП Хищник.
У него снаряжённая масса 1100кг, а с одним водилой он быстр и вездеходен на снегах и болотах на равне со Странником.

МОНИН ИЛЬЯ писал(а):

Считать нужно по наружному размеру вытесняющего объёма

Совершенно согласен, если речь идёт о самом понятии водоизмещения! Слово, водоизмещение, говорит само за себя. Закон Архимеда, это реальный и правильный закон! Вот только тоненький листочек железки утонул, вытеснив на последок, как ему и полагалось по закону Архимеда, равный своему объёму, объём воды…((( Здесь думаю нужно все-таки учитывать именно, плотность ( массу ) материала ( воздуха ), относительно плотности ( массы ) воды. А значит считать внутренний объём камеры, который ещё и возьмёт на себя труд, удержания на плаву не только массу вездехода не погруженного в воду, но и разницу плотностей воды и материала покрышки, камеры и т.д. которая не в пользу последних, и тоже тянет на дно, не смотря на их водоизмещение.
В общем думаю, что водоизмещение, это одно, а разность плотностей ( масс, что нас реально и держит на плаву ) относительно воды, это другое.

Белый писал(а):

уж больно огромная цифра = 1570 м3 ( л\кг )

Я там ошибся. Пересчитал по новому, всё по той же формуле и параметрам, представив покрышку надетую на глухой диск в виде одного цилиндра. Получилась реальная цифра = 0.393 м3 или 393 л\кг . А как я уже ранее считал отдельно объём покрышки ( тора ) и отдельно объём глухого диска ( цилиндра ), а потом вместе сложил, то в результате чего получилась цифра = 409 л\кг, близкая по значению только, что приведённой. В общем думаю в данном случае, всё таки можно считать всё вместе, по упрощенной формуле нахождения объёма цилиндра, поскольку точных значений мы ни когда не высчитаем ( как узнать точно, постоянно изменяющийся объём всех внутренних полостей, заполненных воздухом? Никак ), да и нужно ли это в данном случае. А, на погрешность = 16 кг, может быть и можно как раз списать разность плотностей воды и материалов тянущих на дно, не смотря на своё водоизмещение. Хотя и цифра 409, врядли точна.
Думаю, что правых или неправых здесь нет, есть разные способы приблизительного подсчёта, более или менее удобные.
Это чисто моё мнение, для данного случая, на сегодняшний день.

Белый писал(а):

Здесь думаю нужно все-таки учитывать именно, плотность ( массу ) материала ( воздуха ), относительно плотности ( массы ) воды.

Учитывать плотности материалов шин не требуется вовсе, так как они уже учтены в МАССЕ АПП.
А шины вытеснят ровно свой объём, не обращая внимания на массу самого колеса.
Так что не следует думать столь мучительно....)))