где \ф{к. | —модуль передаточной функции i/'-ro участка транс миссии, соответствующий k-й гармонике.
Расчеты показывают, что для рабочего диапазона частоты вращения модуль передаточной функции на участке вала муфты сцепления трактора Т-150 {К = 1,5) равен
| Ф ( 1 2 , 5 |
) Ц х = 0,33-=-0,35. |
Используя данные |
по |
гармоникам |
двигателя СМД-60 |
(табл. 22), установленного |
на тракторах |
Т-150 и Т-150К, полу |
чаем следующие максимальные упругие моменты в трансмис сиях:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М1а= (2580 2740) |
кгс-см. |
|
|
|
|
|
Одним из эффективных |
средств |
снижения |
амплитуды |
кру |
тильных |
колебаний |
от воздействия двигателя |
является |
пружин |
|
|
|
|
|
|
ный демпфер, |
устанавливае |
|
|
|
|
|
|
мый |
в |
муфтах |
сцепления |
|
|
|
|
|
|
тракторов Т-150 и Т-150К. |
|
1 |
|
|
|
|
|
Основные |
|
соображения |
|
|
2 3 1 V/ \ /1 5 |
|
по выбору |
параметров |
дем |
|
\1 |
|
пфера |
изложены |
в рабо |
|
|
те [8]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
Момент |
трения |
демпфе |
|
|
|
|
|
ра |
выбирается |
из |
расчета |
|
|
|
|
\ |
|
максимального |
|
снижения |
|
|
|
|
|
|
наибольших |
|
резонансных |
О |
800 |
1200 |
1600 |
п,о5/мин |
амплитуд. |
|
|
|
|
|
|
|
Жесткость |
демпфера вы |
Рис. 136. Модули |
передаточных |
функций |
бирают с помощью |
анализа |
упругих моментов |
трансмиссии |
трактора |
графиков |
модулей |
переда |
Т-150 при различных жесткостях |
демпфе |
точной |
функции |
таким |
об |
ра в Ю - 6 кгс-см: |
|
|
|
разом, чтобы в рабочем |
диа |
/ — 0,6; 2 — 0,8; 3 — 1,2; 4 — 1,6; 5 — 2,2 |
пазоне |
частоты |
вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отсутствовал |
резонанс. |
|
Так, на рис. 136 приведены графики |
модулей |
передаточной |
функции |
для участка вала |
муфты |
сцепления в зависимости |
от |
жесткости демпфера. Из графиков следует, что жесткость демп
фера должна быть не более С = 1,6-105 |
кгс-см, иначе резонанс |
попадает в область рабочих частот |
вращения (п = 1600 -ь |
-г- 2000 об/мин). |
|
Эффективность установки демпфера трансмиссии трактора Т-150 иллюстрируют рис. 137, из которого следует, что в рабо чем диапазоне частоты вращения амплитуда крутящего момен та составляет без демпфера 4000—7000 кгс • см, а с демпфером 2000—3600 кгс • см.
А, кг-с-м
|
I |
|
.л |
А |
и |
|
|
|
|
40 |
/ |
ч .У |
/ \ |
|
|
|
|
|
L- |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
А |
• !• |
" " " ^ |
|
|
|
|
|
— -J |
Л / |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
*/\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
1д ^ |
|
|
/1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
80 |
|
\ |
|
т |
^ 7 |
N |
|
|
60 |
|
J |
|
|
/ |
|
V |
|
^—™ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О 800 |
1200 |
1600 |
2000 |
800 |
1200 |
1600 |
Z000 п, об/мин |
Рис. 137. Результаты тензометрирования крутящих моментов на валу муфты
сцепления трактора |
Т-150 |
(сплошные линии |
соответствуют трансмиссии |
с демпфером |
на |
передачах |
I — V I I I ; |
штриховые линии |
соответствуют |
транс |
|
|
миссии без демпфера |
на передачах I — V I I I ) |
|
Момент |
сопротивления |
на ведущем |
колесе |
|
|
|
|
|
М с = Р к (1 + ijp 's i n 2 ^)r - |
|
|
где Рк — среднее значение касательной |
силы тяги; |
|
Pi •— амплитуда колебаний усилия; |
|
|
— частота |
колебаний; |
|
|
|
|
гк — радиус ведущего колеса. |
|
амплитуда |
и ча |
По данным |
В. И. Анохина |
относительная |
стота колебаний от воздействия поля находятся в следующих пределах: _ £ L = 0 > 1 ^ Q ^ ; - ft = (0,5-- 1,5) Гц.
Отношение амплитуд колебаний от воздействия гусеничного движителя, зафиксированных на валу двигателя, составляло 0,12—0,42.
Для трактора Т-150 частота колебаний от воздействия гусе ничного движителя лежит в пределах 12,5—26 Гц. На рис. 138 приведены модули передаточных функций упругих моментов на валу муфты сцепления | Ф12 i и полуосях | Фб71 трансмиссии трактора Т-150 от воздействия гусеничного движителя.
п, об/мин
Рис. 138. Модули передаточных функций упругих моментов трансмиссии трактора Т-150 (воздействие гусеничного дви жителя) на передачах I и I I
Как видно из рис. 138, в тракторных трансмиссиях имеют место резонансные режимы в связи с совпадением частот собст венных колебаний с частотами возмущения сил сопротивления и гусеничного движителя. Для гусеничных тракторов резонанс ные частоты вращения соответствуют 7—15 Гц, а для колесных 2,5—3 Гц. Крутящие моменты от сил сопротивления гусеничного движителя вызывают значительные нагрузки в трансмиссии.
Анализ кривых однопрофильной проверки зубчатых колес по казывает, что ошибки основного шага приводят к систематиче скому относительному смещению зубчатых колес, причем часто
|
|
|
|
та циклов |
этих смещений равна частоте зацепления nz. |
Если |
зубчатые |
колеса по основному шагу выполнены точно, |
то и в |
этом случае ввиду различных жесткостей |
зубьев в области одно- |
и двухпарного зацепления наблюдается |
относительное |
смеще |
ние зубчатых колес с той же частотой пг (27].
Таким образом, для прямозубой передачи характерно нали чие частоты вынужденных колебаний зубчатых колес
пг = — Гц,
60
где г— число зубьев зубчатого колеса; п — частота вращения его в об/мин.
Совпадение частоты зацепления пг с одной из частот собст венных колебаний приводит к повышенным амплитудам вибра ций в системе, а следовательно, и к повышенным динамическим нагрузкам на зубья.
|
|
Частоты пересопряжения зубьев, |
Гц |
Таблица |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
М' д е л ь |
Число |
|
|
|
Пеоелача |
|
|
|
|
Агрегат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тра ктора |
зубьев |
I |
п |
ш |
I V |
V |
V I |
V I I |
V I I I |
|
|
|
|
|
25 |
833 |
833 |
833 |
833 |
|
|
_ |
|
|
|
|
31 |
— |
— |
— |
— |
1030 |
1030 |
1030 |
1030 |
|
|
т 150 |
33 |
— |
— |
785 |
833 |
— |
— |
1175 |
— |
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
— |
— |
1105 |
— |
|
|
|
36 |
738 |
— |
— |
|
Коробка |
|
38 |
690 |
— |
— |
— |
1030 |
— |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
передач |
|
25 |
875 |
— |
|
— |
875 |
— |
— |
— |
|
|
|
28 |
— |
980 |
— |
— |
— |
980 |
— |
— |
|
|
т - 150К |
31 |
— |
— |
1085 |
1190 |
— |
— |
1085 |
1190 |
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
794 |
— |
— |
— |
|
|
|
24 |
555 |
656 |
953 |
— |
|
|
|
37 |
— |
— |
— |
— |
858 |
1010 |
1220 |
1470 |
|
Главная |
т - 150 |
9 |
163 |
185 |
208 |
227 |
245 |
276 |
311 |
340 |
|
передача |
т- 150К |
9 |
ПО |
128 |
155 |
186 |
232 |
275 |
334 |
400 |
|
Бортовая |
т - 150 |
17 |
501 |
597 |
672 |
738 |
798 |
894 |
1008 |
1101 |
|
передача |
т - 150К |
17 |
324 |
381 |
465 |
558 |
696 |
825 |
990 |
1200 |
В табл. 23 приведены частоты зацеплений зубьев коробки пе редач, главной и бортовой передач трансмиссий тракторов Т-150 и Т-150К для номинального режима работы.
ДЛЯ расчета воздействий, вызванных |
карданной |
передачей, |
необходимо видоизменить эквивалентную |
схему |
трансмиссии |
трактора. |
|
|
Рис. 139. Эквивалентная расчетная система с карданной передачей:
Фи — |
угловое |
отклонение |
вилки первого звена; |
<p2i — угловое отклонение |
левой |
вилки |
второго |
звена; ф 2 3 |
— угловое отклонение |
правой вилки второго |
звена; |
Фз2 — угловое |
отклонение вилки третьего звена |
|
|
На рис. 139 приведена пятимассовая эквивалентная расчет ная схема; между 2 и 3-й массой расположена карданная пере дача.
Из теории карданных передач известно |
|
Ф21 = Ф12 + Р12 sin 2(at; |
ф 3 2 = ф2 з + |
Р2з sin 2at; |
о |
1—cos а, |
д |
1 — eosa2 |
Pi2 = — - — ; |
Р 2 3 = — - |
, |
где ai и а 2 — у г л ы |
установки |
кардана; |
вала. |
со — угловая скорость карданного |
Подставив выражения <p2i и срзг в систему дифференциальных уравнений, описывающих колебания эквивалентной пятимассовой системы, получим
•ЛФ1 + с 1 2 ( ф 1 — фг) = 0,
/ 2 ф 2 — С1 2 (ф1 — ф 2 ) + С2з(ф2—Фз) = С2 3 (Р,2 —p2 3 )sin2co^; У3фз — С2 3 (ф2 —ф3 ) + С 3 4 (ф 3 — ф 4 ) = — C2 3 (PI 2 —P2 3 )sin2co/;
/4 ф4—С3 4(фЗ —Ф4) + С 4 5 ( ф 4 — ф 5 ) = 0,
У5 ф5 — С 4 5 ( ф 4 —ф5 ) = 0.
Таким образом, воздействие карданных передач на систему сводится к приложению момента М к а р к массам, между которы ми расположены карданные передачи,
Мкар = C 2 3 ( P i 2 — Msi n 2at,
где С23 = — ; — 2 3 , 2 3 /2 3 —;—т гг — приведенная жесткость
^23^23 + ^23^23 +^23^23
карданной передачи. Штрихами обозначены жесткости элементов карданной пе
редачи до первой вилки, между вилками и после второй вилки. Ниже даны значения возмущающих моментов при различ ных углах установки кардана для жесткости С23 = 10 • 105 кгс X
X см.
dj |
градусы |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
5 |
а 2 |
градусы |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
4 |
М к а р , |
кгс-см |
|
100 |
200 |
400 |
500 |
1200 |
Частоты возмущения от карданных передач лежат в преде |
лах / к а р |
= |
(25 -г- 90) Гц. |
данных |
позволяет |
сделать |
выводы |
Анализ |
приведенных |
о том, что в тракторных |
трансмиссиях |
имеет |
место резонансные |
режимы |
в |
связи с совпадением |
частот |
собственных колебаний |
с частотами возмущения карданных передач; карданные пере дачи могут вызвать значительную нагруженность трансмиссии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Аврамов В. П. Расчет на ЭЦВМ колебаний тракторов с учетом натя жения гусеницы и регулятора оборотов двигателя. Вып. 7. Харьков, изд. ХГУ, 1969, с. 15—17.
2.Анилович В. Я., Водолажченко Ю. Т. Конструирование и расчет сель
скохозяйственных |
тракторов. М., |
«Машиностроение», |
1966, 520 с. |
3. Анисимов |
Г. М. и др. Характер и уровень нагруженности |
трансмиссии |
трелевочного |
трактора ТДТ-55.— «Тракторы и сельхозмашины», |
1970, № 1, |
с. 16—18. |
|
|
|
|
|
4. Антышев Н. М. Плавность хода скоростного колесного |
трактора.— |
«Механизация |
и |
электрификация |
социалистического |
сельского |
хозяйства», |
1966, № 10, с. 20—22. |
|
|
|
5. Афанасьев В. Л., Хачатуров А. А. Статистические характеристики мик ропрофиля автомобильных дорог и колебаний автомобиля.— «Автомобильная промышленность», 1966, № 2, с. 23—27.
6. Бобиков Н. Ф., Волошин Ю. Л., Попов Е. Г. Исследование плавности хода трактора Т-40. Труды НАТИ. Вып. 183. М., ОНТИ НАТИ, 1966, с. 3—34.
7. Болтинский В. Н. Мощность тракторного двигателя |
при |
работе с не |
установившейся нагрузкой и ее определение.— «Механизация |
и |
электрифика |
ция социалистического сельского хозяйства», 1959, № |
4, с. 5—8. |
|
8. Борисов С. Г. и др. Оценка |
эффективности |
гасителя |
крутильных ко |
лебаний на ведомых дисках муфты |
сцепления двигателя СМД-60.— «Тракто |
ры и сельхозмашины», 1971, № 2, с. |
1—3. |
|
|
|
9.Вильсон У. К. Вибрационная техника. М., Гостехиздат, 1963, 415 с.
10.Волошин Ю. Л., Кальянов Ф. В., Кутин Л. Н. Исследование колеба ний тракторов с применением электронных моделирующих устройств.— «Трак торы и сельхозмашины», 1966, № 7, с. 8—12.
11.Дмитриченко С. С. и др. Современные методы анализа напряженности конструкций при исследовании влияния скорости движения трактора.— «Трак торы и сельхозмашины», 1964, № 3, с. 9—12.
12.Елизаров В. П., Кутьков Г. М., Шлуфман М. М. Исследование динами ки машинно-тракторного агрегата на аналоговых вычислительных машинах. Труды ВИМ. Т. 38. М., ОНТИ—ГОСНИТИ, 1964, с. 158.
13.Иванов В. М., Золотухин В. А. Влияние гидротрансформаторов на ди намические нагрузки в трансмиссии трактора.— «Тракторы и сельхозмашины»,
1968, № 9, с. 11—14.
14.Казаков И. Е., Доступов Б. Г. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем. М., Физматгиз, 1962, 332 с.
15.Конторович М. И. Операционное исчисление и нестационарные явле ния в электрических цепях. М., Гостехиздат, 1953, 226 с.
16.Кошман В. Н. Снижение низкочастотных колебаний, действующих на тракториста.— «Тракторы и сельхозмашины», 1965, № 4, с. 3—6.
17. Красильщиков М. И., Кулаковский А. |
И. Метод воспроизведения |
функций многих переменных и его конкретные |
реализации.— «Автоматика и |
телемеханика», т. XXIV, 1963, № 8, с. 18—20. |
|
<. 18. Крутое В. И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. Изд. 3-е. М., Машгиз, 1968, 192 с.
19. Лившиц Г. А. Вибрация и шум зубчатых передач. Труды ЦНИИТ - МАШ, № 21. М., ЦНИИТМАШ, 1961, с. 8—11.
20. |
Лукин |
П. П. Влияние |
демпферов сцепления на погрузочные режимы |
в трансмиссии |
автомобиля. |
«Москвич».— «Автомобильная промышленность», |
1961, № |
9, с. 13—15. |
|
21.Лурье А. Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрега тов. Л., «Колос», 1970, 375 с.
22.Нейченко В. Г. К вопросу о статистической оценке нагруженности
несущей системы гусеничного трактора.— «Тракторы и сельхозмашины», 1966,
№2, с. 2—5.
23.Николаенко Н. А. Вероятностные методы динамического расчета ма шиностроительных конструкций. М., «Машиностроение», 1967, 365 с.
24.Островцев А. Н., Дербаремдинер А. Д. О проблеме оптимизации взаи модействия человека и автотранспортной техники.— «Автомобильная промыш ленность», 1970, № 7, с. 12—16.
25.Пархиловский И. Г. Сравнительный анализ вероятностных характерис
тик микропрофиля дорог,— «Автомобильная промышленность», 1969, № 4,
с.28—30.
26.Певзнер Я. М., Тихонов А. А. Результаты обследования микропрофи лей основных типов автомобильных дорог. Труды семинара по подвескам ав томобилей. Вып. 8. М„ НАМИ, 1963, с. 5—16.
27. |
Петрусевич А. И. и др. Динамические |
нагрузки в зубчатых |
передачах |
с прямозубыми колесами. М., изд. АН СССР, |
1956, 171 с. |
|
28. |
Приходько Л. С. и др. Вероятностный характер изменения |
тягового |
сопротивления.— «Механизация и электрификация социалистического сель ского хозяйства», 1971, № 7, с. 46—48.
29.Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. Изд. 3-е. М., «Машиностроение», 1972, 392 с.
30.Ротенберг Р. В., Бурлаченко Н. И. О физиологических критериях плав
ности хода автомобилей. — «Автомобильная промышленность», 1966, № 2,
с.27—30.
31.Романенко А. Ф., Сергеев Г. А. Вопросы прикладного анализа случай ных процессов. М., «Советское радио», 1968, 254 с.
32.Силаев А. А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. М., Машгиз, 1963, 190 с.
33.Сиреканян Р. В. Теория плавности хода гусеничного трактора с полу жестким ходовым устройством. Ереван, НТО, 1959, 174 с.
34.Сосков Л. Н. О режимах ступенчатого и обычного способов разгона
тракторного агрегата. |
«Механизация и |
электрификация |
социалистического |
сельского хозяйства», 1970, № 3, с. 32—35. |
|
|
|
|
35. Спирин А. П. |
Потери мощности |
в |
гусеничном механизме |
трактора |
класса 3 т при работе |
на повышенных скоростях. В сб. «Повышение |
рабочих |
скоростей тракторов и |
сельскохозяйственных |
машин». М., |
ЦИНТИАМ, 1963, |
с.21—23.
36.Субботин В. И. Оценка плавности хода гусеничных тракторов при дви жении их по неровному пути и искусственным неровностям. Труды НАТИ.
Вып. 192. М., ОНТИ—НАТИ, 1968, с. 47—87. |
% |
37.Челноков И. И. и др. Гасители колебаний вагонов. М., Трансжелдориздат, 1963, 175 с.
38.Чернецкий В. И. Анализ точности нелинейных систем управления. М., «Машиностроение», 1966, 246 с.
39.Шлуфман М. М. Замер крутящего момента проволочными датчика
ми.— «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяй ства», 1964, № 5, с. 43—44.
40. Яценко Н. Н., Прутчиков О. К. Плавность хода грузовых автомоби лей. М., «Машиностроение», 1969, 219 с.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а |
V. Дифференциальные |
уравнения колебаний тракторов |
и их |
|
решение |
|
|
|
|
|
147 |
1. Уравнения |
колебаний трактора и методы их решения |
для воз |
|
действия произвольного |
вида |
|
|
|
147 |
2. |
Расчет |
колебаний |
гусеничного |
трактора |
|
|
160 |
3. |
Расчет |
колебаний |
колесного трактора |
|
|
183 |
Г л а в а |
V I . Анализ |
колебаний |
остова и сиденья трактора . |
. . |
. |
188 |
1. Колебания одномассовой системы трактора |
|
|
188 |
2. |
Колебания |
гусеничного |
трактора |
|
|
194 |
3. Колебания |
колесного |
трактора |
|
|
|
236 |
4. |
Колебания |
сиденья |
трактора |
|
|
|
251 |
5. Некоторые |
методы исследования колебаний тракторов |
. |
. |
. 256 |
Г л а в а |
V I I . Крутильные |
колебания в |
трансмиссии |
|
|
259 |
1. Расчетные |
схемы |
и их параметры |
|
|
259 |
2. Нагрузки в тракторных трансмиссиях |
|
|
269 |
Список |
литературы |
|
|
|
|
|
277 |
Игорь Борисович Барский, Вениамин Яковлевич Анилович,
|
|
|
Геннадий Михайлович Кутьков |
|
|
|
|
|
|
ДИНАМИКА |
ТРАКТОРА |
|
|
|
|
|
Р е д а к т о р издательства |
Ю. А. |
|
Зарянкин |
|
|
|
Технический редактор Е. П. Смирнова |
|
Корректор А. М. |
Усачева |
|
|
|
Переплет |
х у д о ж н и к а В. |
П. |
Хромова |
|
|
|
|
С д а н о в |
набор |
19/Ш 1973 г. |
П о д п и с а н о |
к печати |
31/VIH |
1973 г. |
Т-14070 |
Формат 60 X 90'/,в . |
Бумага |
№ 1 |
|
Печ . л. 17,5 |
Уч . -изд . л. 17,0 |
|
Тираж |
3300 экз . |
|
З а к а з |
№ 830 |
|
Цена 1 р. 91 |
к. |
Издательство |
« М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е » , |
Москва, |
Б-78 1-й |
Басманный |
пер., 3. |
|
|
Экспериментальная |
типография |
В Н И И полиграфии |
|
|
|
Государственного |
комитета |
Совета Министров |
СССР |
|
|
|
по д е л а м |
издательств, полиграфии |
и |
книжной |
торговли |
|
|
|
|
Москва, |
К-51, Цветной бульвар, 30. |
|
|
|
