Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 45
Текст из файла (страница 45)
$10. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЗАМКНУТЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ПЕРЕДАЧ Замкнутые дифференциальные передачи получили широкое распространение в трансмиссиях транспортных и специальных машин. К этому классу относятся двухпоточные гидромеханические и гидрообъемные передачи; двухпоточные системы поворота, включающие в себя КП; некоторые схемы электромеханических трансмиссий и ряд других передач.
Замкнутая передача образуется тогда, когда поток мощности от двигателя к рабочему механизму направляется по двум или Рис. 17.22. Принцициальные схемы замкнутых передач; а — с дифференциалом иа выходе; б — с дифференциалом на входе: Де — двигатель; Гр — трансформатор или КП; П вЂ” потребитель энергии; Д вЂ” дифференциал; р, е, г — звенья дифференциала; Оег — основная ветвь передачи, включающая в себя трансформатор; Орг — дополнительная ветвь передачи (обычно с одним фиксированным значением передаточного чнсла1; Π— аал двигателя; л — выходной вал пере- дачи более ветвям. В таких передачах (рис.
1и'.22) всегда имеются две характерные точки: точка А, разветвления потоков мощности после двигателя Дв и точка их суммирования Б перед потребителем П. В нерегулируемых системах передача мощности двумя потоками не дает особых преимуществ, поэтому и применяется редко. Установка в одну из ветвей (в дальнейшем будем называть ее основной) ' замкнутой передачи прогрессивного трансформатора механической энергии или ступенчатой КП позволяет при определенных условиях получить новую регулируемую передачу с измененными в нужном направлении параметрами и характеристиками и даже новыми качествами.
Поскольку в двухпоточной (замкнутой) передаче важно сохранить регулирующие свойства исходного механизма (трансформатора или КП), нельзя оставить фиксированным передаточное отношение второй (дополнительной) ветви передачи. Поэтому замкнутая регулируемая передача обязательно должна быть дифференциальной, т. е. должна включать в себя (на входе или выходе) механизм с двумя степенями свободы, например обычный трехзвенный дифференциал. 220 Передачи с дифференциалом на выходе Передаточное отношение. Уравнение кинематических соотношений в дифференциале имеет вид (1 — кр,) и, = и — к,'„и„ ([Ч.72) где кро = — — передаточное отношение звена р к звену ло при и„= О. Обозначим: (оо = о — передаточное отношение осло лр новной передачи от двигателя к дифференциалу; ло передаточное отношение дополнительной передачи от двигателя к дифференциалу; (т = 1„= то, = — ' — — передаточное отнолт щение всей замкнутой передачи (здесь вал х тождествен звену т).
Тогда, пРеобРазУЯ УРавнение (1Ч.72) и РешаЯ его относительно 1т, получим: (1Ч.73) (1 — к )и,=),„и,— к„1„п, (1 — кро) — = (ро — к ~' „. лт ло (1Ч.74) 1 — кро тт= . рро — лро1оо Поделив числитель и знаменатель выражения (1Ч.75) на 1 и помня, что 1 1 1от 1 1 = 1 — (о„; (р„—,. 1 1т — 1' 1о, ! — ощ получим 1рт1ор1оо 1т ООРОРРОРО ооо1от 1 1 — 1оо1ор1ро или 1оот (1Ч.76) тт 1 — 1одро 221 Для дифференциала всегда справедливо соотношение т, + + (р, = 1, следовательно, 1 — к, = т .
Поделим числитель и знаменатель в выражении (1Ч.74) на 1, и введем обозначения: ло (ор, — — (ортр, — — — '~ — пеРеДаточное отношение Дополнительной передачи от двигателя к ведомому валу при по = О; (о „= т,„кро( „— пеРеДаточное отношение замкнУтого контУРа от двигателя к двигателю при и, = О. Тогда получим (1Ч.75) 1 1орлротоо 1 — !оооо ' Здесь (о„— передаточное отношение основной передачи от дви, гателя к потребителю при пр = 0; т„,о — передаточное отно. шение замкнутого контура при и, в обратной последовательностн по сРавнению с пеРедаточным отношением т,„о: 1 !Одго = гордо На рис.
1Ч.23 представлена зависимость 1, = !' (1,,), по строенная по формуле (1Ч.75), причем (ор, = 1 = сопи(; 1 1 тодг (О тд ' грдгдо Рис. ! т'.23. Характеристика замкнутой пере- дачи = 1 — гр, 1 1 1 — грд + ' †. +. год (1 — 'др) 'одг 'Орг ' (1Ч.77) Диапазон передаточных отношений. Диапазон передаточных отношений передачи представляет собой частное отделения максимального передаточного отношения замкнутой передачи 1, на минимальное 1"„которые соответствуют максимальному и минимальному передаточным отношениям в КП или трансформаторе: О одг .р одг т ., т— !одро ! — !одре — + ООР грегор ООО годгдр ООР (! Орд) 1 — =т,,+1,,; (т=( !т где А = сопз1 — постоянная составляющая переда точного числа замкнутого контура в направлении ОО7рО.
Из графика видно; что пРи (одре + оо имеем (т — !Орг = 1 (ид — 0); прн 1„, 1 будет 1, +со (й — 0). Формулы (1Ч.75) и (1Ч.76) можно представить и в другом виде, используя выражение (1Ч.73): пг . 1 1 гто тот 'т диапазон передачи с учетом этих выражений будет равен л т Одт 1 трррр л л тт тддт 1 трдрд Имея в виду, что диапазон передаточных отношений трансформатора или КП, включенной в замкнутую передачу, получается делением их максимального передаточного отношения 1, На минил мальное („т. е. ОК ~Одрд тддт тдд др дт д л л л л тк Одрр Орт ~дд получим 'Одро 'Ор Π— к л 'Одро (1Ъ'.78) или Одрр к г(т= .
'Одра (1Ъ'.79) ВыДелЯЯ из пеРеДаточного отношениЯ замкнУтого контУРа (Оррд его постоянную часть дд, = А = сопз1 и обозначив (др —— 1„ получим 1„"А — 1 Г'т 1 т тлА —— К кл О~к ИЛИ О(т = 1А — 1 ([Ъ'.80) 223 Из выражений (11т'.80) видно, что при заданных параметрах КП или трансформатора (1„1,", и',) д(т есть функция постоянной составляющей передаточного отношения замкнутого контура А. При анализе зависимости т( = 1 (ддд, ) = ~, (А) следует учитывать, что при (р, — — 1 будет (т = — '- = оо, т. е, п, = О.
При переходе (О > через единицу п, переходит через нуль и меняет знак, а 1, переходит через со и также меняет знак. Если передаточные отношения („ диапазон изменения которых нужно определить, расположены по обе стороны от 1т = оо и имеют различные знаки, то диапазон их изменения как отнот шение — теряет физический смысл. Поэтому вопрос о диапазоне л т передаточных отношений можно рассматривать лишь для тех замкнутых передач, у которых с изменением 1, передаточное отношение замкнутого контура не переходит через единицу, а обоРоты выходного вала не переходят через нуль.
Такие передачи образуют две группы: 1) (Орко,к = (одрд< 1; 2) (рррр,„= (ддрд) ) 1. Передаточное отношение трансформатора 1, может быть квз положительным (например, для гидр отрансформатора прямого хода автомобильных соосных КП), так и отрицательным (фрикционнм1 трансформатор, несоосные КП тракторов и гусеничных машин) Для анализа функции с(, = 1 (А) взяты следующие конкрет ные данные: с(, = 5, 1"„= +1 (рис. 1Ч.24).
Расчетная формулт А — 1 имеет вид д, = Рис. 1Н.24. Зависимость диапазона замкнутой передачи от ее параметров На этом же графике приведены зависимости 1, и 1," от пара-' метра А для тех же условий, помогающие уяснить связь между изменением передаточных чисел 1, и диапазонов д . Из графика на рис. 1Ч.24 следует, что диапазон передачи меняется в очень широких пределах: 1) при — оо < А < О имеем 1 < 4т < с(„при А = О (т. е. пр О) с(т: с( 2) при О < А < — имеем д„< д, < оо; при А = — „(т. е.
1 кк ик и. = О; зт = ~ ) с(т = ~; 3) при „(А (1 имеем — оо (о(, (О; при А = 1 (1," = = оо; и," = О) р(, = 0; в этом интервале !т переходит через нуль, обоРоты выходного вала на низшей и высшей пеРедачах имеют различное направление, 1, и 1," имеют разные знаки, д не имеет физического смысла; 4) при 1 ( А ( оо имеем 0 ( г(, ( 1, причем в интервале ! ( А ( 1,2 будет — > и'„, а при А > 1,2 имеем — ( р(, ! ! лт твт здесь с увеличением передаточного числа в КП передаточное число передачи уменьшается и наоборот.
На графике приведены также зависимости (орро и ь'"рро от А, что позволяет одновременно проследить и зависимость д = 6 (!осро) В частности, при 1~ о = 1 будет и', = + оо; при !рррр = 1 будет Щт = О. Схемы замкнутых дифференциальных передач, представляющие реальный интерес для транспортных машин, как видно из графика, укладываются в довольно узком интервале пА! изменения величины А.
Могут представить также интерес схемы в интервале р(Ам в которых передачи в КП придется использовать в обратном от обычного порядке (для получения высшей скорости включать низшую передачу и наоборот). Следует отметить, что выводы, сделанные выше, имеют общий характер и справедливы для передач с любыми частными значениями !"„ и и',. Так, если 1„ ( 0 и !, "= — 1, то расчетная фор— А — ! мула примет вид р(, = , и график функции г(„ = ~,(А) будет иметь тот же вид, что и на рис. 1Ч.24, но при этом величины А везде поменяют свой знак на противоположный.
При !„"+ + 1 гамму передаточных чисел КП можно привести к ряду с 1," = + 1, если вынести за пределы КП постоянное передаточное отношение 1," и включить его в величину А. Тогда и в этом случае останутся справедливыми зависимости на рис. 1Ч.24 и соответствующие выводы. Мощности, передаваемые ветвями передачи. Если пренебречь потерями в передаче и принять т)„= р(т = 1, то сумма мощностей на входе и выходе из передачи Фв + )р'„= О. Уравнение равновесия в точке А передачи (см. Рис. 1Ч.22) и +и,+м,=о, где М, = — М,!Ф, м, = — М !.О. Так как моменты на звеньях дифференциала соответственно Равны Мр = — М,(, и Мр — — — М,(,р, Н.
А. Носов 225 то уравнение равновесия в точке А будет иметь внд Мо + Мг(гд(до + Мг1гр'ро = (). Уравнение баланса мощности А10 = Мола = — Мг(г»1»оно — Мг(гро ало = дгд Мгггдгдопо МО ~гг М,н, хогг" г»1»о = (гггдо = годг 1 — 'одра Ог 2 Га Соответственно '»Р МР Мгггргропо ~0 Т гордо ' горг Могадро гордо 'одра Рнс. 1Н.25.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
