Глава VII. КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
ВТРАНСМИССИИ
1.Расчетные схемы и их параметры
Статистические данные массовой эксплуатации тракторных трансмиссий показывают, что иногда они преждевременно выходят из строя несмотря на то, что их статическая напряжен ность находится в допускаемых пределах.
Это вызывает необходимость в выявлении динамической нагруженное™ тракторных трансмиссий.
Исследования ряда авторов показали наличие значительных динамических нагрузок в трансмиссиях (табл. 18). Так, при установившемся режиме динамические нагрузки в трансмиссии колеблются в пределах (0—3)Мс р , где Мср — средний крутящий момент на соответствующем элементе.
Основными источниками динамических нагрузок при установившемся режиме являются: неуравновешенные силы двигателя, силы сопротивления орудия, пересопряжения зубьев, крутящие моменты карданной передачи.
При исследовании |
динамических |
нагрузок, возникающих |
в упругих звеньях, |
действительная |
конструкция |
заменяется |
эквивалентной динамической системой, |
представляющей собой |
систему приведенных |
масс, связанных |
между собой |
приведен |
ными линейными упругими элементами. Эквивалентная динами ческая система должна иметь те же частотные характеристики, что и действительная система, для чего должно быть соблюдено
равенство потенциальной |
и кинетической |
энергий эквивалентной |
и исходной систем. |
|
|
|
|
|
|
Частотный анализ динамической |
системы |
трактора |
показы |
вает, |
что |
исследование |
крутильных |
колебаний |
трансмиссии |
может |
быть |
выполнено независимо |
от |
крутильных |
колебаний |
коленчатого |
вала двигателя и поперечных |
колебаний |
корпуса |
машины, так как системы между собой практически не связаны из-за значительной разницы в частотах.
При выборе уравнений движения системы считают, что упругие связи в элементах многоступенчатого редуктора линей ные; в муфте главного сцепления, в муфтах коробки передач и бортовых фрикционах имеется нелинейность, обусловленная трением; зазоры в шлицевых соединениях и провисание сцепки
орудий с прицепом отсутствуют; связи системы стационарны |
и |
голономны. |
общий случай: эквивалентную |
систему с |
п |
|
Рассмотрим |
со |
средоточенными |
массами, соединенными |
между собой |
п — 1 |
упругими элементами валопровода.
|
В качестве обобщенных координат системы принимаются уг |
лы |
закрутки масс <р*. Все динамические |
параметры |
системы |
приведены к первичному валу коробки передач. |
|
|
|
Система дифференциальных уравнений колебаний масс |
трансмиссии имеет следующий вид: |
|
|
|
|
J11Ф11 + |
К и Ф п = Mi(t) — MM(t); |
|
(127) |
|
|
|
|
|
|
|
•Л2Ф12 + |
Я12Ф12+ С 1 2 ( ф 1 2 — ф 2 ) = М м ( 0 ; |
|
|
J 2 ф 2 + ^ г ф г — С 1 2 ( ф 1 2 — ф 2 ) + С 2 3 |
( ф 2 — Ф з) = 0; |
|
|
• / з ф З + Л ' з ф З — С 2 3 ( ф 2 — ф з ) + < ^ 3 4 ( ф З — Ф 4 ) = ° ; |
|
|
^ Ф 1 ф Ф 1 + ^ Ф 1 ф ф 1 — С ф , ( ф ф 1 _ , — Ф ф 1 ) = — Мф; | |
|
|
^ ф 2 ф ф 2 + # ф 2 ф ф 2 + С ф 2 ( ф ф 1 — ф ф 2 + , ) = Мф ; |
J |
|
|
У „ _ 2 ф „ _ 2 + / ( п _ 2 ф „ _ 2 — С„_з „ _ 2 ( ф „ _ з — ф п _ 2 ) + |
|
|
+ С „ _ 2, п - 1 ( ф п - 2 — ф п - 0 = — Л1 к а р ; |
|
|
/„^-1ф„_1 + К п _ 1ф„ _ 1 — С„_2,п-1(фп-2 — ф Л ~ 1 ) + |
|
|
|
+ |
С „ _ 1 > п ( ф „ _ 1 — ф„) = М к а р ; |
|
|
1 |
^«Фп+ К„фл — С „ _ 1 , л ( ф „ _ 1 — ф п ) + С „ „ + 1 ( ф п |
— ф„ + ,) = 0; |
|
/ п + 1 ф л + 1 + |
/ ( „ + 1 ф „ + 1 — С „ > п + 1 (ф „ — ф л + 1 ) = — М ф ; |
1(129) |
i |
Jn+2q>n |
+ 2 + Кп+2<Рп + 2 = Мф — M c ( 0 , |
' |
|
где |
7ц — момент инерции движущихся масс двигателя, махо |
|
вика и ведущих элементов муфты сцепления; |
|
|
/12 — момент |
инерции ведомых элементов |
муфты |
сцепле |
|
ния; |
|
|
|
|
|
! h, / 3 — моменты |
|
инерции зубчатых колес коробки передач; |
j Ли, /фг — моменты |
инерции масс ведущих и ведомых |
элемен- |
I |
тов бортовых фрикционов; |
|
|
|
j, |
/ п _ 2 — момент инерции передней головки карданной |
пере- |
!дачи;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ „ _ ! — момент инерции задней головки карданной |
передачи; |
! |
/ „ — момент |
инерции |
зубчатых колес |
главной |
передачи; |
I |
/ п + 1 |
— момент инерции |
масс элементов |
бортовых |
передач и |
Jn+2 |
ходовой |
системы; |
|
|
|
[ |
— момент |
инерции |
поступательно |
движущихся |
масс |
|
трактора и орудия; |
|
|
|
; |
С]2 , С 2 3 — крутильные |
жесткости участков |
валопровода |
соот- |
| |
|
ветственно |
между массами с моментами инерции / ь |
i |
|
/ 2 и / 2 , / 3 ; |
|
|
валопровода, |
распо |
Сф1 — крутильная жесткость участка |
ложенного перед бортовым фрикционом;