Совершенствование автотракторных силовых передач на основе анализа и синтеза их динамических характеристик на этапе проектирования

• Автор: Шеховцов, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 399 с. : ил.

1 ПРОБЛЕМА АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ

1.1 Нагруженность силовых передач тягово-транспортных средств

* 1.1.1 Факторы, влияющие на нагруженность силовой передачи в

эксплуатации

1.1.2 Факторы, определяющие нагруженность силовой передачи в

эксплуатации

1.1.3 Характер нагруженности деталей силовой передачи

1.1.4. Повышение долговечности элементов силовых передач вслед

ствие снижения их динамической нагруженности

* 1.2 Обзор исследований в области динамики силовых передач

1.2.1 Анализ работ отечественных и зарубежных исследователей в
области динамики силовой передачи
1.2.2 Анализ опыта разработки и тенденции совершенствования динамических моделей силовых передач TTC
1.3 Анализ проблемы синтеза динамических характеристик
силовых передач. Задачи работы
Заключение по главе
* 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ
ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ
2.1 Основные определения
2.2 Виды моделей
2.3 Принимаемые допущения
2.3.1 Допущения, принимаемые при построении моделей

щ 2.3.2 Допущения, принимаемые при исследовании моделей
2.3.3 Линейные и нелинейные модели
2.4 Требования к моделям
2.5 Основные этапы создания модели
2.5.1 Определение цели и задачи исследований
2.5.2 Разработка структурной схемы передачи
2.5.3 Редукция модели
^ 2.5.3.1 Методы редукции
2.5.3.2 Получение критерия ограничения редукции модели
а) понятие динамической связанности колебаний звеньев модели
б) сильная и слабая динамическая связанность колебаний
звеньев модели
в) критерий ограничения редукции модели
г) физический смысл коэффициента динамической связанно-

д) сложность получения аналитического выражения для коэффициента у
е) предлагаемый новый способ определения коэффициента динамической связанности
2.6 Предлагаемая методика разработки динамических моделей
силовых передач TTC и выбора способов их исследования
Заключение по главе

3 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
ПОСТРОЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ
3.1 Необходимость автоматизации процесса создания модели
3.2 Автоматизированный расчет параметров элементов с одно-

временным формированием начальной многомассовой модели
3.2.1 Методика расчетов и построения модели
3.2.2 Практическое применение метода
3.3 Автоматизированное редуцирование модели
3.3.1 Метод редукции
3.3.2 Практическое использование метода
3.4 Точность описания элементов разрабатываемой модели
^ Заключение по главе
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
АНАЛИЗА СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И СТЕПЕНИ ДИНАМИЧЕСКОЙ СВЯЗАННОСТИ ЗВЕНЬЕВ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ
4.1 Методы расчетного определения частот и форм собственных
колебаний
'щ 4.2 Автоматизированное определение собственных частот
и форм колебаний на основе программного комплекса ОАБР
4.2.1 Метод расчетного определения
4.2.2. Практическое применение метода
4.3 Метод анализа влияния изменения упруго-инерционных
параметров элементов передачи на изменение спектра ее собственных частот
4.3.1 Методика исследования изменения собственных частот
передач и их базовых компонентов
4.3.2 Результаты исследований
4.3.3 Анализ результатов исследования и их практическая ценность
4.4 Метод анализа влияния параметров элементов передачи
на динамическую связанность колебаний ее звеньев
4.4.1 Результаты исследований

Так, в работах Кутькова Г.М. [187], Всрнигора В. А. и Солонского A.C. [61] дается обоснование необходимости рассматривать трактор как классический пример ^-массовой модели с массами двигателя, трансмиссии, остова и орудия.
Такая модель оправдана при исследовании низкочастотных нагружающих факторов, но она неприменима для исследования нагруженности деталей и узлов трансмиссии, определения полного спектра собственных частот и исследования средне- и высокочастотных колебаний в валопроводе. В работе Свитаче-ва А.И. [290] отмечается, что "...необходимо рассматривать системы с большим числом степеней свободы, что позволит оценить количественно и качественно динамическую нагруженность любой детали или узла от произвольного возмущающего воздействия, установить влияние конструктивных параметров на динамические характеристики... Для более полного исследования колебаний трансмиссии трактора в расчетную модель необходимо включить коленвал двигателя, муфту сцепления, карданный вал, валы коробки передач, полуоси, гусеничный движитель, массу трактора и агрегатируемое орудие...".
В построении динамических моделей силовых передач и в настоящее время отмечается два разных подхода - создание так называемых «маломассовых» и «многомассовых» моделей. Так, часть авторов в своих работах [70, 154, 370] используют маломассовые модели. Например, 5-массовая модель пользуется популярностью и у многих современных исследователей [25, 213], так как, с их точки зрения, наибольшее влияние на нагруженность деталей трансмиссии оказывают трех- и четырехузловые формы резонансных колебаний, поэтому нет смысла делать число масс больше пяти.
Если в качестве источника возмущений рассматривать двигатель, то возмущение от его первой или полуторной гармоники (гармоники с наибольшей амплитудой момента - основной резонанс) и от других среднечастотных возмущений обычно удается исследовать на 5-массовой модели. Для изучения же влияния более высоких гармоник нужно создавать модели с большим числом масс.
С течением времени совершенствовались методы построения моделей и методики расчета - увеличивалось число степеней свободы моделей, более под-