Анализ динамических характеристик
Автотракторной силовой передачи
по дисциплине: “САПР в тракторостроении”
Выполнил:
студент группы АТФ-4С
Дитковский Р.С.
Проверил:
Соколов-Добрев Н.С.
Волгоград, 2010
Введение
Нагруженность силовых передач тягово-транспортных средств в эксплуатации имеет динамический характер. Она формируется в результате действия как внешних, так и внутренних возмущений. Основными среди внешних считаются флуктуации тягового сопротивления и крутящего момента двигателя, возмущения от колебаний остова на подвеске, для гусеничных машин – от неравномерности перемотки гусеницы, а также воздействия со стороны системы управления. Основными среди внутренних считаются кинематические и силовые возмущения от перезацепления шестерен, несоосности валов, неравномерности вращения кардана, деформаций и смещений корпусных деталей.
Неравномерность действия внешних нагрузок вызывает крутильные и изгибные колебания в валопроводе силовой передачи. Их роль в процессе накопления усталостных повреждений значительна. По современным данным, до 80 % отказов в передачах обязано своим происхождением именно колебаниям.
|
|
Выполняемые в этом курсе лабораторные работы основаны на используемых в инженерной практике методах анализа динамических характеристик передач на этапе проектирования.
Лабораторная работа № 1
РЕДУЦИРОВАНИЕ МОДЕЛИ СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПОЛУЧЕНИЕ В ЕЕ СПЕКТРЕ ЗАДАННЫХ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ
Исходные данные для выполнения исследований
Исследования выполняются на базе динамической модели силовой передачи трактора ВТ-100 производства ВгТЗ. Начальная динамическая модель передачи приведена на рис. 1а, редуцированная до 10 масс динамическая модель приведена на рис. 1б.
В таблице 1 приведены значения моментов инерции масс модели и жесткости их связей при включенной в КПП третьей передаче, на которой выполняется основная часть сельскохозяйственных работ.
Каждый студент для выполнения исследования получает у преподавателя задание, в соответствии с которым он должен изменить (пересчитать) величины моментов инерции масс и жесткости связей исходной 10-массовой модели на основе предложенных преподавателем коэффициентов. Пример задания для каждого студента показан в таблице 2. В соответствии с приведенными в таблице коэффициентами должны быть изменены параметры соответствующих элементов исходной модели.
Упруго-инерционные параметры динамической модели передачи
Таблица 1
Моменты инерции масс (приведены к оси ведущего колеса) | |||||
Обозначение массы | Узел
| Момент инерции, кг×м2 | |||
I1 | Двигатель и ведущие элементы муфты сцепления | 2604,8 | |||
I2 | Ведомые элементы муфты сцепления | 101,01 | |||
I3 | Карданный вал | 11,99 | |||
I4 | Ведущие элементы коробки передач | 94,691 | |||
I5 | Ведомые элементы коробки передач | 163,2 | |||
I6 | Главная передача | 126,95 | |||
I7 | Водило планетарного механизма поворота и шкив фрикциона | 11,388 | |||
I8 | Конечная передача и шкив остановочного тормоза | 10,422 | |||
I9 | Гусеничный обвод и вращающиеся детали ходовой системы | 80,64 | |||
I10 | Поступательно движущиеся массы трактора и плуга | 4518,2 | |||
Жесткость участков валопровода (приведена к оси ведущего колеса) | |||||
Обознач. Участка | Участок | Жесткость связи, Н×м/рад | |||
С1 | Двигатель – ведомые элементы муфты сцепления | 24960000 | |||
С2 | Ведомые элементы муфты – карданный вал | 427560000 | |||
С3 | Карданный вал – ведущие элементы коробки | 6688000 | |||
С4 | Ведущие – ведомые элементы коробки | 80753000 | |||
С5 | Ведомые элементы коробки – главная передача | 1874448000 | |||
С6 | Главная передача – механизм поворота | 327750000 | |||
С7 | Механизм поворота – конечная передача | 50596000 | |||
С8 | Конечная передача – ходовая система | 45009000 | |||
С9 | Ходовая система – массы трактора и плуга | 58380000 | |||
Коэффициенты для изменения параметров элементов
Таблица 2
Параметр | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | I7 | I8 | I9 | I10 | ||||||||
Коэффициент | 2 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | ||||||||
Параметр | С1 | С2 | С3 | С4 | С5 | С6 | С7 | С8 | С9 | |||||||||
Коэффициент | 2 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | |||||||||
Редуцирование модели
Метод редуцирования
Каждый студент должен выполнить дальнейшее редуцирование 10-массовой модели до 6 -массовой. Редукция модели проводится по методу Ривина и основана на замене отдельных элементарных двухмассовых колебательных систем (рис. 2а) одномассовыми (рис. 2б) путем объединения двух масс в одну и пропорционального изменения податливости связей объединенной массы.
Ik-1 Ck Ik+1 C'k-1 I'k C'k+1
а) б)
Рис. 2. Схемы парциальных систем
Величина момента инерции объединенной массы и новые величины жесткости ее связей рассчитываются в соответствии со следующими формулами:
,
,
,
где - момент инерции объединенной массы;
- моменты инерции объединяемых масс;
- крутильная жесткость связей объединенной массы;
- крутильная жесткость связи объединяемых масс.
При этом способе первая и последняя массы системы не участвуют в редукции - их масса не может быть распределена между другими, также и к ним не может быть добавлена масса, иначе редуцированная модель может отличаться по динамическим свойствам от нередуцированной. Таким образом, метод позволяет редуцировать модель, включающую в себя не менее трех масс.