Синтез планетарных коробок передач с 2 степенями свободы (1034675), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Для этого следует приложить к эпициклу 1 отрицательный моментв К раз больший, чем на солнечном колесе д ( М Э = 3,08 ), а к водилу х – положительный момент в К+1 раз больший, чем на солнечном колесе д ( М В = 4,08 ). Видно, что ПМ дх1 уравновешен, так как алгебраическая сумма величин моментов натрёх его основных звеньях нулевая: М С + М В + М Э = −1 + 4,08 − 3,08 = 0 .Следующим шагом будет уравновешивание звена 1. Поскольку разгруженыэпицикл 1 ПМ 321, водило 1 ПМ д12 и выключен тормоз Т1, уравновесить звено 1можно только приложив к солнцу 1 ПМ 1х4 ,положительный момент ( М С = 3,08 ).Далее, следует уравновесить ПМ 1х4, с кинематической характеристикойК = 1,974 , для чего приложить положительный момент к эпициклу 4( М Э = К ⋅ М С = 1,974 ⋅ 3,08 = 6,08 ) и отрицательный момент к водилу х( М В = ( К + 1) М С = (1,974 + 1) ⋅ 3,08 = 9,16 ) этого ПМ.
Равновесие ПМ 1х4 проверяется алгебраическим суммированием моментов, приложенных к его основнымзвеньям:М С + М В + М Э = 3,08 − 9,16 + 6,08 = 0 .Уравновесим звено 4, приложив к включенному тормозу Т4 отрицательныймомент такой же величины как и на эпицикле 4 ПМ 1х4 (6,08).И, наконец, уравновесим ведомое звено х ПКП. Для этого следует к правомуконцу ведомого вала х приложить положительный момент М = 5,08 .
Равновесиезвена х, включающего в себя водило х ПМ дх1, водило х ПМ 1х4 и ведомый вал хдоказывается нулевым результатом алгебраической суммы моментов, приложенныхв трех названных точках звена х: 4,08 − 9,16 + 5,08 = 0 .Проверка правильности силового анализа ПКП на передаче заднего хода выполняется алгебраическим суммированием трех внешних моментов – на левом кон40це ведущего вала д, на правом конце ведомого вала х и реактивного момента вовключенном тормозе Т4:М д + М х + М Т = 1 + 5,08 − 6,08 = 0.4Дополнительной проверкой служит равенство момента на выходе ПКП абсолютной величине кинематического передаточного числа ПКП на передаче заднегохода:М х = 5,08 = iЗХ = − 5,08 .Теперь выполним силовой анализ ПКП на первой передаче. Для этого изобразим упрощенную кинематическую схему ПКП, на которой не показаны фрикционные управляющие элементы, не используемые для получения первой передачи – Ф,Т3, Т2 и Т4 (рис. 27).Рекомендуется, прежде всего, выявить разгруженные ПМ и отметить их.
Видно, что поскольку выключен тормоз Т3, солнечное колесо 3 в ПМ 321 нагруженонулевым моментом, следовательно, остальные два основных звена – водило 2 и эпицикл 1 этого ПМ также разгружены. Отметим это на схеме, поставив около разгруженных звеньев жирные точки. Аналогично устанавливается факт разгруженностиосновных звеньев в ПМ д12 и 1х4.Рис.27. Первая передачаТаким образом, на первой передаче ПКП ненулевыми крутящими моментамибудет нагружен только ПМ дх1 и это подтверждается тем, что в кинематическойпередаточной функции (КПФ) первой передачи (см.
с.29) фигурирует ВПЧ толькоэтого ПМ.Определение величин крутящих моментов можно выполнить в следующей последовательности.Уравновешивание ведущего вала ПКП. Поскольку на первой передаче блокировочный фрикцион выключен, момент на его внутреннем барабане, входящем в состав ведущего вала, равен нулю, а солнце ПМ д12 разгружено, следовательно ведущий вал находится в равновесии под действием двух одинаковых по величине (1,0)и противоположно направленных моментов: входного и приложенного к солнцу ПМдх1.41Уравновешивание ПМ дх1.
Поскольку известен по величине и направлениюмомент, приложенный к солнцу ПМ, можно определить величины и направлениямоментов, приложенных к водилу х (4,08) и эпициклу 1 (3,08). Направление действия моментов на солнце и эпицикле совпадают (положительны), а на водиле момент направлен в противоположную сторону (отрицателен).Уравновешивание ведомого вала ПКП.
Поскольку ведомый вал находится вравновесии под действием двух одинаковых по величине и противоположно направленных моментов, определяем, что момент на выходе из ПКП равен 4,08 и направлен противоположно входному моменту ПКП.Уравновешивание звена, соединяющего эпицикл ПМ дх1 и включенный тормоз Т1. Это звено находится в равновесии под действием двух одинаковых по величине и противоположно направленных моментов, приложенных к эпициклу ПМ дх1и к тормозу (3,08).
Момент, нагружающий тормоз Т1, является, в то же время, реактивным моментом, замыкающимся па корпус ПКП, то есть внешним.Выполним обязательную проверку. Из рис.27 видно, что вся ПКП находится вравновесии под действием трех внешних моментов: на входе (1,0) и выходе (4,08)ПКП, а также в тормозе Т1 (3,08). Кроме того, момент на выходе из ПКП в точности равен передаточному числу первой передачи.
Можно сделать вывод, что моменты в ПКП на этой передаче определены правильно.Описанная последовательность действий не является единственно возможной.Можно было сначала определить величину момента на выходе из ПКП, а затем уравновешивать ведомый вал или ПКП в целом. Для тренировки предлагаетсяопределить моменты в ПКП на остальных передачах, используя рис.26–30, как подсказку.
После приобретения некоторого навыка в уравновешивании ПКП на разныхпередачах, эта процедура каких-либо трудностей обычно не вызывает, особенно, если не пренебрегать обязательными проверками.Так, на второй передаче (рис.28) невозможно сразу уравновесить ведущий вал.Дело в том, что на него действует одновременно три момента: один – на входе вПКП и два момента на солнечных колесах ПМ д12 и дх1, причем величина и направление известны только для первого момента.Рис.28.
Вторая передача42Следует определить величину выходного момента ПКП, она равна кинематическому передаточному числу на второй передаче (2,54), а направление этого момента противоположно направлению входного момента. Теперь можно уравновешивать или ведомый вал, или всю ПКП, затем выполнить уравновешивание обоихПМ и, в заключение, выполнить проверку равновесия ведущего вала ПКП под действием трех моментов.На третьей и четвертой передачах (рис.29 и 30) ситуация с ведущим валомточно такая же, как и на второй передаче.
Поэтому, в силу схемных особенностейПКП уравновешивать, в первую очередь, необходимо именно ведомый вал.Рис.29. Третья передачаОсобенностью уравновешивания ПКП на четвертой передаче является отсутствие третьего реактивного внешнего момента из-за того, что на этой передаче никакие тормоза не включаются, момент, нагружающий включенный блокировочныйфрикцион, является для ПКП внутренним. Вся ПКП находится в равновесии поддействием двух одинаковых по величине и противоположно направленных моментов, приложенных к ведущему и ведомому валам. Этим, кстати говоря, объясняетсяпротивоположная направленность входного и выходного моментов ПКП и на остальных (непрямых) передачах переднего хода.
После уравновешивания ПКП видно, что четвертую передачу формируют ПМ д12 и дх1 вместе с блокировочнымфрикционом Ф.Рис.30. Четвертая передача43Легко заметить, что силовая нагрузка некоторых звеньев ПКП на передачезаднего хода (см. рис.26) существенно превышает соответствующие нагрузки налюбых передачах переднего хода и это объясняется именно однонаправленностьюмоментов на входе и выходе ПКП. Из-за этого приходится для обеспечения надлежащей прочности увеличивать массу и габариты ПКП даже с учетом малого по времени использования передачи заднего хода в транспортных машинах.
Поэтому в реальных конструкциях ПКП весьма часто применяют отдельные от ПКП реверсредукторы, которые, как правило, устанавливают перед основной ПКП. Такое техническое решение позволяет не только существенно снизить силовую нагруженность ПКП, но и делает возможным получение нескольких передач заднего хода, а впределе, столько же, сколько и переднего (полный реверс).Для синтезированной ПКП (+4; –1), учитывая повышенную нагруженностьПМ дх1 и 1х4 на передаче заднего хода (рис.26) и ПМ дх1 на первой передаче переднего хода (рис.27), пришлось применить попарно неравномерную установку четырех сателлитов в ПМ дх1 и шести сателлитов в ПМ 1х4 (см. с.33). Это позволитвыполнить все четыре ПМ, составляющие синтезированную ПКП с одинаковым модулем зубчатых колес (солнечных, эпициклических и сателлитов) и, следовательно,с одинаковыми радиальными габаритами.Величины моментов, определенные с помощью рис.26–30 сведены в таблицу5.2 (с.45).
При этом, всем значениям моментов присваивался алгебраический знак,считая знак момента на ведущем валу положительным.Крутящим моментам, нагружающим основные звенья ПМ, а также включаемые на передачах тормоза, присваивались знаки по совпадению (+) или по несовпадению (–) направления действия с моментом на ведущем валу ПКП.Момент, нагружающий включенный на четвертой передаче переднего ходаблокировочный фрикцион, записывается в таблицу 5.2 со знаком (±), так как к внутреннему и наружному барабанам фрикциона приложены одинаковые по величине ипротивоположно направленные моменты (см. рис.30).Напомним, что при силовом анализе синтезированной ПКП никоим образомне учитывались потери момента в зубчатых зацеплениях нагруженных и разгруженных ПМ.
Это обстоятельство позволило, во-первых, наиболее простым способомполучить достаточно достоверную картину силовой нагруженности ПКП на всехпередачах и, во-вторых, получая несколько завышенные расчётные величины моментов, нагружающих отдельные звенья ПКП, ввести, тем самым, дополнительныенебольшие запасы по нагрузкам для последующих прочностных расчётов элементовконструкции ПКП.44Таблица 5.2Моменты в ПКПВеличины крутящих моментов на основных звеньях ПМ и во фрикционных управляющих элементах321Передачад12дх11х4фрикцион и тормозаТ1Т2Т3Т46,08000−6,08003,0800000001,54001,68 −1,27000000,6801,00000000МВМЭМСМВМЭМСМВМЭМСЗХ000000−1,04,08 −3,08I000000−1,04,08 −3,080II000−0,381,92 −1,54 −0,622,54 −1,92III−0,682,38 −1,70 −0,592,97 −2,38 −0,41IV00,76 −0,61 −0,24МВМЭФ45МС00−0,15−0,763,08 −9,16±0,615.3.
Потоки мощности в ПКППостроение потоков мощности на каждой передаче имеет целью оценку рациональности организации передачи полезной мощности с входа ПКП на ее выход ивыявление наличия и величины мощностей, циркулирующих в замкнутых контурах.При построении потоков мощности принимается допущение об отсутствии вПКП потерь мощности, это существенно упрощает решение поставленной задачи и,в то же время, позволяет получить достаточно объективную оценку работы ПКП навсех ее режимах.Для построения потоков мощности используются предельно упрощенные кинематические схемы анализируемой ПКП. На этих схемах показываются только теПМ, которые участвуют в процессе передачи мощности и только включенные фрикционные управляющие элементы.На основных звеньях ПМ, на свободных концах ведущего и ведомого валовПКП, а также на барабанах включенных тормозов или блокировочного фрикционасплошными наклонными стрелками покажем крутящие моменты, нагружающиеПКП на каждой передаче (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
