Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Повышение несущей способности механического привода

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.10.2023

Размер:

8.94 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2319 20 21 22 23 > Следующая >>>

а) трехпоточные передачи

© 1 =	Ы *		-»м)]«>д'»
Щ =	[с2	(i —	t'02)] « д ;
				7\	(7.3)
	c i	(( 'oi	'02) '

7^2	С 2	(( 02	l 0 l )

б) двухпоточные с дифференциалом на входе

» i = [Ci (i — г'01)] « д ;

со2 = [с2С\ сод;

(7.4)

г 01

Д>

в) двухпоточные с дифференциалом на выходе

« 2

[с2 (' — «02)] «>д ;

i — it

Т •

(7.5)

ПАП

1 Д'

Т9

1 д>

где i

кинематическое

передаточное

отношение

пере-

дачи;

— силовое

передаточное

отношение передачи;

СО

—

относительные крутящие моменты и угло-

д max

, max

.1 . .

.д . .

вые скорости

соответственно;

- 2

• .

t 0 i = 'п. д/к> с\

= H V I > J 0 2 =

fn. д г к>

с 2 =

^ 2 п * 2 -

Выражения, взятые в квадратные скобки, характеризуют из менение относительных скоростей и моментов независимо от сте пени загрузки двигателя по скорости и моменту, т. е. определяют

только данную структурную схему. Величины сод

дmax

=/ (г) и Тл — f (i) характеризуют режим работы передачи.

Выражения (7.3), (7.4), (7.5) могут быть использованы для расчета установочных мощностей, если известен закон изменения

180

нагрузки: сод = f (i) и Тд ~ f (i), т. е. не представляется возмож ным дать рекомендации по выбору оптимальной структурной схемы независимо от режима нагружения.

В дальнейшем рассматривается случай, когда мощность дви гателя в заданном диапазоне регулирования при любом значении передаточного отношения может принимать максимальное зна чение, при этом я д = я д т а х , Тл = Гдтах. Такой режим нагру жения является характерным для трансмиссий некоторых транс портных машин и наиболее неблагоприятный с точки зрения, уста новочных мощностей.

Для расчета установочных мощностей необходимо также знать потери в базовом механизме и в регулирующих машинах. Потери будут зависеть от кинематической схемы базового механизма и установочных мощностей регулирующих машин, так как с ростом последних повышается и абсолютная величина потерь. Другими словами, выбор кинематической схемы передачи формально за висит от к. п. д., который зависит от выбранной кинематической схемы и ее конструктивного исполнения.

В дальнейшем для упроще ния выкладок все расчеты, связанные с выбором схемы, будут проводиться в два этапа:

1) определяются параметры идеализированной схемы (от сутствие потерь);

2) уточняются их значения учетом потерь.

26.Трехпоточные передачи

На рис. 7.2 по зависимо стям (7.3) построены графики двух вариантов механических характеристик трехпоточной

передачи		при	R =	' m in	=	3;
'max =	0,6
		(потери Отсутствуют).
В первом		варианте		(сплошные
линии) координаты				скоростных
нулевых		режимов		регулирую
щих	машин ( t ' 0 1 , i02)			[48] боль
ше нуля,		при	этом	г о2	=	t m l n ;
г 02 ^	г 01 =	г т а х -			(штриховые линии) заданный диапазон
Во втором			варианте

регулирования включает только один скоростной нулевой режим

(/ 0 1 ),	при этом г 0 2 <		0;	t ' m l n < i 0 1 <	i	m a	x .
Первый		вариант	расположения		t m l n	и	t ' m a x относительно / 0 1
и i 0 2	часто	признается		оптимальным	по	ряду причин.

181

1 лавные из них — ответвление в регулирующую ветвь мень шей доли мощности, отсутствие замкнутой (циркулирующей) мощ ности. В данной работе рассматривается другой критерий опти мальности схемы — минимум суммарной установочной мощности регулирующих машин, поэтому расположение i 0 1 и г 0 2 относи тельно i m i n и i m a x в оптимальных передачах может быть другим.

Так, из приведенных	графиков видно, что а>1т а х Ти ; + со	То
во втором варианте	меньше, чем в первом.	2 max 1 2	max

Относительные скорости и моменты регулирующих машин до стигают максимальных значений в крайних точках диапазона ре гулирования (i = i m i n , i = г'ш а х ) [формулы (7.3)].

Исходя из этого ниже записаны возможные варианты выраже ний для установочных мощностей машин 1 и 2; неравенства харак теризуют ограничения, при которых возможны эти варианты.

Для

регулирующей машины 1:

Л /Ф — 7 n i -

T V

— ' m a x ~ ' 0 1

' ° 2

1\yi — un,

m a x i l[ max —

;

•

'max

Mil

' '02 4

(/?,-!)

(/?-/?!) .

R1R3

( R

!)(/?!•

(7.6)

R-RlR»

y l

—

Н>Ц m i n ^ h '

max

Л^у!

U)ii

min^'u' min

я -

ад

где

со11 max

С О,

при

I г 01

'min

011

2R .

: #

4- 1 '

или при

при

г 01

'min

или при

Т У , ,

7\ max

При

iftft

0 2

'max

'min

или при

0 <

/?!

. R + i

min

T'lmax

При

'max

или при

# 1

( i 0

> 0 ) ,

0 ( ^

) .

В этих

выражениях R =

R1R2R3',

'min

182

Здесь и в дальнейшем цифра, стоящая'в скобках над обозна чением, соответствует номеру варианта.

Для регулирующей машины 2:

Ny2

Ct)2f m a x T ^ i

шах

'max — tp2

(]

'01

— Rl) (R3 — 0

'01

'02

'max /

R1R3

'01'—

тахТ'г» min

( R - R i ) ( R - R a ) .

Ny2

ft>2t

(7.7)

( ^ 1 -

' )

( ^ 3 - 0

17(4) _

Tf,

!)(/?-/?.)

yvy 2

— a»2( m i n ' 2i min —

где

CO,

-'гтах

П Р И

I1 тах

г 02 I

I 'min

CO,

или

при

^ Ф 1

- ( i 0 2

> 0),

/?! <

0 ( i 0 2 ^

0);

ю 2 (

min — ^ г т а х

п р и

| J m

a x

b min

•"02 i

или

при

0 ^ % g >

7*21 max —' T%2nmx

П Р И

'max — 'ox

'min —— '01

'max

'min

или при

•

Д +

min =

7*2max

п р и

'max — 'oi

'min — '01

'max

'min

или

при

0s^/?3

R-

Общими для обеих систем уравнений являются следующие огра

ничения:
R ^> 1;	R1R3 ^	- ^ i 101	1 о 2 -
Пользуясь системами	(7.6) и	(7.7) можно	составить шестнад
цать вариантов' выражений для суммарных			относительных уста

новочных мощностей. Наличие ограничений делает реальными

только		семь	сочетаний:	А ^ Г 1 ' ;		Щ^2);		Л7 '!"1 ';	#J£~2 ) ; Щ3Г2)\
1 / ( 4 - 2 ) .		д7(4-4)
y v y Z	,	MyZ	•
	Здесь верхние индексы указывают, из каких уравнений си
стем (7.6) и (7.7) составлено					данное сочетание. Первая цифра от
носится		к выражениям для машины					1, вторая — для машины 2,
например, Ny£~2) = Nffl				+	N $	и	т. д.	Каждая	из функций
исследовалась на минимум при условии, что R ± и R 3 изменяются
в	пределех,		ограниченных		соответствующими				неравенствами.

183

Сравнение полученных выражений показало, что минимум сум марной установочной мощности получается при выполнении усло вий, предусмотренных вариантами (2—1), (2—2), (3—2), при этом вариант (2—2) является общим по отношению к (2—1) и (3—2):

Л $ Г 2 ) = # - 1 ; Я х ^ О ;

R + 1

При Rt = 0 передача превращается в двухпоточную. Характерным для этих вариантов является использование в ра

бочем диапазоне только одного скоростного нулевого режима ( i 0 1 ) .


Если в рабочем диапазоне используются					оба скоростных нулевых
режима, лучшим является	вариант			(3—2), где
'min =	'о2>		'max =		hi-
Для всех вариантов, с R1		<	0, суммарная относительная			уста
новочная мощность не зависит от					а для варианта	(2—2)
не зависит и от изменения	R3	в заданных пределах, но при				этом
изменяются составляющие	/ V y S : Nyl			и	j V y 2 .

Конструктивно бывает целесообразно иметь установочные мощ ности регулирующих машин одинаковыми, что обеспечивается только при выполнении условий варианта (2—2).

Тогда из уравнения N$ = N$ можно записать:

A l

_ (R+1-2RS)R

2Я — / ? , ' ( / ? + I )

(7.9)

2R <^<^

или при	R3 =	2R	\R1\ = oo,	а при	R -4- 1		Ri = Q.
		R			R3 = —^—
Отсюда	видно,		что существует	область	значений	R3	и Rlt

обеспечивающих равные установочные мощности регулирующих машин при минимуме их суммы. Это важное свойство трехпоточных передач позволяет варьировать кинематическими параметрами базового механизма с целью получения, например, его минималь ных диаметральных габаритов, лучшей компоновки, унификации дифференциалов и т. д. Однако при изменении параметров Rj_ и R3 изменяются максимальные передаваемые через регулирующую

ветвь	мощности, которые для варианта (2—2) соответствуют i =
= imXn	или i = t m a x (зависимости (7.3) и графики на рис. 7.2).

Для повышения к. п. д. передачи желательно иметь передавае мую мощность минимальной. Ниже определяются такие значения параметров Rx и R3, удовлетворяющие области, описываемой за висимостями (7.9), которые обеспечивают при прочих условиях

JS4

минимальные мощности в бесступенчатой ветви. На оснований формул (7.3) запишем:

I л7	\| -		( Д - Я з )
I 1 v	I min	п	DP		}	(7	10)
.-г,	• _		1	3
		(Ra-\)(R-R1)			f		* ' - l u >
\| « / ш а х \| -			R - R	l	R 3

Отсюда следует, что уменьшение передаваемой мощности на одном конце диапазона, например, за счет уменьшения R 3 ( R 3 > 1) ведет к увеличению ее на другом конце диапазона. Очевидно для получения минимальных значений N необходимо найти минимум суммы передаваемых мощностей на концах диапазона, а затем определить условия, при которых обеспечивается равенство

I ^i m

i n

| Ni m a x I.

Суммарную передаваемую мощность найдем из (7.10):

где

Ri^O;

+ l

тогда

R+1

^ '

ч з

dR3

(R-R^)*

•

Производная

dN„

положительна при

I R 1

,—

—г~

у R , следовательно,

" A3

функция N z

монотонно

возрастает

с ростом R s

при

Y~R.

Область минимальных

значений функции

N s

в этом случае

соот-

ветствует

3 =

. .

к +

При

\Ri\^YR

, —

производная

dNyaотрицательна,

следова-

—

R - L - 1

тельно, минимум N x соответствует R 3

—^— .

Подставляя

необходимые

значения

R 3 в

(7.11), найдем:

при

| # 1 | < У #

д/(1) .

. « - 1 .

2R-R1(R+_V)_

"2 min

—

А> +

1 ~ - 2tf x

(7.12)

2 )

Р И

IR^^VR

1д7(2)

I _

(/? — 1) (/?

1 — 2/?х )

« 2 m i n

2R — R1(R+1)

Производная

rfA^Dmin

отрицательна в первом случае при | R x \ ^

s ^ Y

во

втором — при

1 \

' R

Следовательно,

функция

j V S m i

монотонно убывает в первом случае при

х —* 0, во

втором

случае —

при

Rг

—> о о .

185

Можно показать, что

R - i

| " X mln Ri=0 •

На рис. 7.3 построены графики функций (7.12) для R = 3.

ШТРИХОВЫМИ ЛИНИЯМИ Показаны Графики фуНКЦИЙ Л ^ т а х И

^ 2 max-

что соответствует для первого случая

R +

, а для второго —

Заштрихованная

область соответствует

возможным

значениям

суммарных

передаваемых мощностей при

минимуме

суммарных

установочных

й р

мощностей.

Ш -

Как

следует из рисун

ка,

разница

суммарных

•М-

передаваемых

мощностях

при

заданном

изменении

0.5

параметров

X и

неве

-R.-2.5

-2

4,73

лика,

она

понижается

Рис. 7.3. Суммарные передаваемые мощности

уменьшением

диапазона

регулирования.

Это

еще

раз указывает

на

возмож

ность изменения в широких пределах параметров

3 с

целью

получения рациональной кинематической схемы базового меха

низма.

Приравняв правые

части

уравнений

(7.10),

найдем:

2R-R,

(/?+!)

(7.13)

* 1

Условие

одновременного

равенства

передаваемых

(vVjm l n

m a x )

установочных

(Nyl

= Ny2)

мощностей

может

быть

получено совместным решением (7.9) и (7.13).

результате

\R1\

R 3

или

ff)1 — \l 02 I

Величины i 0 1 и i 0

зависят

от передаточных

чисел

дифферен

циалов при

остановленных

водилах

(iH),

рациональные

пределы

изменения

которых

для

дифференциалов

2К—Н

представлены

табл. 1.1.

Можно построить четыре структурные схемы базового меха низма трехпоточных передач и для каждой из них будут свои

пределы изменения	г 0 1	и i 0 2 . Значения t^ls,, i°A2B2	и т. д. будут
зависеть от того, какие		звенья зубчатого дифференциала		(водило,
центральные колеса	а	или Ь) соответствуют звеньям	А,	В и С

структурной схемы. Для каждой из схем на рис. 7.4 рассчитаны

передаточные отношения icA\Bl = f (*оъ *ог) и , й2 2 в2 = f (i0i\ i02), результаты расчетов сведены в табл. 7.1.

п
Рис. 7.4. Структурные схемы трехпоточных	передач
Параметры i 0 1 и t 0 2 или, что то же самое, Rx	и R3 могут быть

найдены из условий обеспечения минимальных установочных мощ

ностей регулирующих	машин. Далее, пользуясь табл. 7.1 и	1.1,
	Т а б л и ц а	7.1
Передаточные числа	базового механизма трехпоточных передач

	I		И
lAtBt	«01	«01 "— «02
		1		«02

,С,	«02	1		— «02
1АгВ2		'01		«02

Номера		схемы
		I I I		I V
		«01		«01
		(«02)		(«ог)
	'oi	(1 — «02)		1 — «02
	«01 — «02			«01 —	«02
/	«02	(1 — «0l)	\
\	«02 —' «01		/	\ «02 —	«01 /

П р и м е ч а н и е . Если машины 1 и 2 поменять местами, то необходимо

пользоваться выражениями в скобках.

187

можно рассчитать кинематическую схему трехпоточной передачи. Наличие четырех структурных схем делает решение о выборе схемы неоднозначным. Дополнительными критериями при выборе схемы могут быть габаритно-весовые или компоновочные показатели, потери в дифференциалах.

27. Двухпоточные передачи

На рис. 7.5 с помощью зависимостей (7.4) построены графики механических характеристик двухпоточных передач с дифферен циалом на входе для диапазона регулирования R = 3.

Из графиков видно, что абсо лютная величина произведения максимальной скорости на мак симальный крутящий момент во многом зависит от выбора значе ния /„ или, что тоже самое, от вы бора величины R 2 = , R x =

0,6i

Рис. 7.5. Механические характеристики двухпоточных передач с диф-

ференциалом на входе

Nyl = COlj min^l

(*>2i m a x ^ i min


= - т ^ -	при заданном			R	=	- h ^ L .
В данном случае				R2—диапазон
регулирования		в зоне с циркуля
цией	мощности,		R	±	—	диапазон
регулирования		в	зоне параллель

ных потоков. В общем случае R 2 может быть меньше единицы (пе редача работает только в зоне

параллельных		потоков	мощности
и	обращение	режимов	работы
регулирующих		машин	отсутст
вует) .
сти	Ниже приводятся		зависимо
	для относительных установоч
ных мощностей, неравенства ха-

р а К т е р и з у ю т			область		существова-
г	г	J			J —•
ния	соответствующих				выражении
		R -	R	,
			R
или		R2		2R
или		R2	R	+
			R	+
ix	'о 1	^	-	1 ;
или		R,		2R
или		R,	R
			R
	iшах ~		R	R2]

188

С учетом ограничений можно записать следующие варианты суммарных установочных мощностей:

		1)	п	„	2Я
		R	/?2 = -		R +	1
N^l)^R		2R			Д + 1	.	(7.15)
N^l)^R	'	Я + 1	~~		Д + 1	.	(7.15)
	'	Я + 1	~~

Я -

2 ( / ? 2 - 1 ) , /?2

т. е. аналогично трехпоточным передачам

При	/?2	R +	1 имеем Л^у1 =			yVy 2 = 0,5 (/? — 1).
Из (7.4) имеем:
	I	т 1 п	\| =	R	I ^	i max I — R2'
				\N,		R
						R
T . e. Nz	линейно	растет с		ростом	R2,	кроме того при	R + l
T . e. Nz	линейно	растет с		ростом	R2,	кроме того при	R2

максимальная циркулирующая мощность значительно (в R раз) превышает мощность в зоне параллельных потоков.

Установочные мощности регулирующих машин двухпоточных передач с дифференциалом на выходе также зависят от диапазона

с замкнутой (циркулирующей) мощностью R2 = -г^—. Способ

'mm

получения необходимых зависимостей и результаты аналогичны

предыдущему случаю, т.	N у 2 mm	R — 1 при	2R	R*
			R + 1

^ R + 1

28. Учет потерь при расчете установочных мощностей

Потери мощности в базовом механизме и регулирующих ма шинах могут быть учтены при составлении уравнений типа (7.6) и (7.7), если в выражениях для относительных моментов кинема тические параметры заменить на силовые.

189

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2319 20 21 22 23 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ