Буров С.С. - Конструкция и расчёт танков (1053675), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Соотношение внутренних моментов планетарных трехзвенников. Динамической особенностью механизмов с двумя степенями свободы, к которым относятся и планетарные трехзвенники, является совершенно определенное соотношение между внутренними моментами, действующими на центральные звенья механизма.
Найдем эти соотношения для основных типов планетарных передач, применяемых в танках, пренебрегая потерей части усилий на трение в полю- 304 сах зацепления и подшипниках и ограничиваясь лишь статикой, т е. состоянием покоя и равномерного движения. 1. Эпициклический планетарный ряд представляет плоскую коиструкци10 и просто изображается на схеме в обеих проекциях (рис, 142,а). Внешний момент М, приложенный к валу солнечной амглгна Рис. !42. Сыма снл: а — деаствуюгцих иа звенья зпкциконюеского планетарного ряда; а — действзю- щих на сателлит шестерни, уравновешивается внутренним моментом реактивной силы Р, действующей со стороны сателлита на солнечную шестерню М М =- Ргт' и Р = —. На яижний зуб сателлита сила Р со сто- Р роны солнечной шестерни действует в правую сторону.
В ту же сторону на верхний зуб сателлита действует реактивная сила со стороны эпицикла; она по величине н направлению равна нижней силе Р, в противном случае равновесие сателлита на его подшипниках было бы невозможно (рис. 142, б). Сложив две равные параллельные силы Р, действующие на зубья сателлита, получим силу 2Р, через ось сателлита воздействующую иа водило.
Момент этой силы 2Р(1с+ 1с,) будет моментом на валу водила Мо= — Р(2гт + Н' — И М + гт' — К), так как )св =, Подставляя )э —— 2 й и помня, что — = А, найдем й' й М, = (1+ й)М (84) На зуб эпнцпкла верхний зуб сателлита силой Р давит в левую сторону, так как под воздействием солнечной шестерни сателлит стремится на оси повернуться против часовой стрелки. Момент, действующий иа эпицикл, определится так / )г М' = Сд)с' = М 'х — йМ. )тг (85) 303 20- 1431 Исключая при совместном решешш уравнений (84) и (85) момент солнечной шестерни, получим (88! л Во второй проекции, представляющей схематично осевое се ~ение механизма, все указанные силы действуют перпеидийулярио плоскости чертеига.
Для изображения их направлений используем известный прием. Силы, направленные иа читателя, изображаются кружками с точками (острие стрелы); иа рис. 142, а это силы на верхнем и нилгнсм зубьях сателлита. Силы, направленные от читателя, изобрамгаются кружками с крестиками (хвостовое оперение стрелы), в нашем случае это силы на эпицикле и солнечной шестерне. Эта условность значительно облегчает силовое исследование сложных схем.
Отметим основные свойства трех полученных соотношеиий (84), (85) и (88) внутренних моментов эпицнклического ряда, в полной мере распространимые на соотношения моментов других планетарных трехзвеиников. 1) Эти соотношения справедливы для любого кинематического режима механизма: блокировка, вращение двух звеньев при заторможенном третьем, вращепие всех звеньев под нагрузкой или вхолостую.
2) Зная момент, подведенный к одному звену, по выведенным формулам можно определить два других момента. 3) Если момент одного из звеньев равен нулю, то и два других равны нулю и весь планетарный ряд является холостым. Это свойство и является доказательством правомочности применявшегося для выделения нагрумсеииых рядов приема: если хотя бы одно центральное звено свободно, весь ряд является холостым. 4) Совпадающие по направлению моменты солиечиой шестерни и эппцикла направлены против момента водила и весь механизм уравновешен. 2. Присоединенный планетарный ряд внешнего зацепления (см. рис, 129, а) и большинство других планетарных трехзвенников (см.
рис. 127) представляют простраиствениые конструкции, поэтому составить для иих плоскую схему сил, подобную схеме рис.142, трудно. Соотиошения внутренних моментов для таких пространственных механизмов проще получать, используя закон сохранения энергии. Применительно к нашей конкретной задаче его можно перефразировать так: в любом возможном режиме работы планетарного механизма мощность, подведенная к ведущему звену, без учета потерь ца трение равна мощности, отводимой от механизма. В качестве первого возможного режима работы присоединенного ряда (см.
рис. 129,а) рассмотрим передачу мощности от водила к малой солнечной шестерне при заторможенной большой м = О. й!ощность ведущего водила М0 м, равна мощности М„м„„отводи мой от малой солнечной шестерни М„в„= М„м„или М„= ̄—" . о 306 Ю Отношение угловых скоростей —" найдем пз усеченного (ма = О) О)„ О) [равнения кинематики (81) О =-(1 -'; й), или — "= 1+ й. Г1одО'О гта вл я я это значение в уравнение баланса мощности, окончательно пол) чи и М„= (1 + /г) М„.
(87) Вторым возможным режимом работы присоединенного ряда (см. рис. !99,а) будет передача мощности между солнечными шестернями Мап)а = М„„при заторможенном водиле „=ОО. О)О Отношение угловых скоростей — ' найдем пз усеченного О)в О) (»,=- О) уравнения кинематики (81)О„+ггвв -0; —" — — й ма н окончательно получим Ма = — йЯО . (88) Знак минус, который в дальнейшем мы будем опускать, ~оворит об одинаковом направлении момеятов солнечных шестерен М„ и Мп. В третьем возможном режиме работы присоединенного ряда мощность передается от волила к больпюй солнечной шестерне М„О)О = Ма О)а при затормоигенной малой солнечной шестерне в гнн — "- О. Определяя отношение скоростей — — ' нз усеченного О), ( О„=О) уравнения кинематики )1 Оа .— (1 + й) [»„, получим гретье интересующее нас соотношение внутренних моментов МО =- Мп "" 1 +й (89) Этп соотношения (87), (88) и (89) отличаются от соотношений мот)ентов эпициклического ряда (84), (85) и (86) лишь заменой мо-)еита М' эпицикла моментом Ма большой солнечной шестерни (М' Мп).
Трп первых свойства соотношений моментов эпнциклического ряда точно распространяются и на присоединенный ряд; в четвертом изменяется лишь формулировка: совпадающие по направлению моменты солнечных шестерен направлены против момента водила, и весь механизм уравновешен. Таким образом, подтверждается высказанный тезис о кинематическом и динамическом по11обпп этих механизмов. Этот общий метод баланса мощности по[лн присоединенного рида внутреннего зацепления (см. рис, 129,6) пот)'н)и 1зд, ' ао1 Л1) —. (14 ЦМ; М =-й)11, ),11„-- — М 1 где н 307 звояяет легко и быстро найти соотношение внутренних моментов любого планетарного механизма, если известно его уравнение кинематики. Полученные соотношения (84), (85), (86), (87), (88) и (89) используют для определения моментов, нагружающих солнечные шестерни планетарных рядов, п особенно моментов, нагружающих блокировочные фрнкционы.
Моменты тормозов проще находить из условия равновесия внешних моментов ПКП. Соотношение внешних моментов ПКП составляется для определения силовой нагрузки тормозов. 1. На планетарную коробку передач с двумя степенями свободы, как правило *, действуют три внешних момента: активный момент М„н ведущего вала, тормозной момент М„. на барабане включенного тормоза и момент сопротивления Меп ведомого вала (рис. 143). На передачах переднего хода (см. рис.
143, а, б) ведущий Рнс. !43. Схема внешних момеотон, действующих на ПКП с двумя степенями свободы: а — на замедляющих передачах; б — на >скоряю- шнх передачах; в — на передаче заднего хода (90)~ и ведомый валы ПКП вращаются в одном направлении и момент сопротивления ведомого вала М „, направлен против активного момента ведущего вала М..
На передачах замедляющих (1,).1) момент ведомый больше момента ведущего и для равновесия ПКП момент тормоза М„должен быть направлен в сторону ведущего момента М.щ (см. рис. 143,а) с тем, чтобы моменты тормоза и ведущего вала в сумме уравновесили большой момент М,в ведомого вала М, + М „= М,„или М„=- М,„— Л4.„,. Используя известную связь ведущего и ведомого моментов через переда-. точное число г', и к. п.
д. и коробки передач М„я = М.я, 1; т1, получим простую и удобную формулу для подсчета тормозных моментов ПКП 'З'Мы = М„щ(т',.-и — 1) М, (т, — 1)., Ошибка от замены к.п.д. тч единицей обычно не превосходит Зог, так как к.п.д. оптимальных схем ПКП очень высок (0,97— 0,99). На ускоряющих передачах ~ М„„) < М„„п момент тормоза направлен по моменту ведомого вала (см. рис. 143, б), чтобы * Исключениями являются прямая передача, когда на ПКП действуют только два внешних момента М»„= гмасо н нейтраль, когда моменты на коробку передач не действуют.
зоа Мнн Мнчю„М„н Мн1нщан1 а'н.а Чнтн ч нЧннан "нч Прямая передача лает простое равеисгво внешних моментов Мам . Лтаа и иачи и данном случае ие учитывается. 309 моменты тормоза и ведомого вала в сумме уравновесили больший момент ведущего вала М,щ==М,„+ М„или М„= М„и (1 — 1,). Полученная формула отличается от исходной (90) только знаком тормозного момента. Для передачи заднего хода (см. рис. 143,в) ведомый вал вращается противоположно ведущему и направление момента ведомого вала М,м совпадает с направлением момента ведущего вала Мани В этом случае большой момент тормоза М„уравновешивает сумму моментов обеих валов М„=- Мн„+ М. 14ащ(1(нн1+ 1! =- -Мнщ(!ан'- !!.
Силовая нагрузка тормоза передачи заднего хода оказывается максимальной по сравнению с нагрузкой других тормозов ПКП и только при ~ сн, ~ . !', — 2 больше будет нагружаться тормоз первой передачи. Тормозные моменты для всех передач ПКП подсчитывают по исходной формуле (90), подставляя передаточное чис,то передачи заднего хода со своим а т р и ц а т е л ь и ы м знаком и учитывая реальное направление внешнего тормозного момента (против ведущего, см. рис. 143,б) при проектировании опоры лент тормозов ускоряющих передач. 2.
В ПКП с тремя степенями свободы все передачи "' приходится разделить на две группы: первая — это передачи, включаемые тормозом и фрикционом (в ПКП рис. 139 это передачи П, П1, Ч и передача заднего хода), и вторая группа — передачи, включаемые двумя тормозами (в ПКП рис. 139 это одна первая передача). Для первой группы передач на ПКП в целом действуют три внешних момента, как это имеет место в ПКП с двумя степенями свободы (см. рис.
143); все рассуждения, вывод и конечная формула (90) применимы для подсчета тормозных моментов ПКП с тремя степенями свободы. На передачах второй группы, включаемых двумя тормозами, ПКП находится под действием четырех внешних моментов и формула (90) дает лишь алгебраическую сумму двух внешних моментов включенных тормозов. Для нахождения каждого тормозного момента дополнительно используются соотношения внутренних моментов планетарных рядов ПКП (84), (85), (86), (87), 188) и (89).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
