Анализ и синтез динамических характеристик силовых передач наземных тягово-транспортных средств

ВВЕДЕНИЕ 7 1. НАГРУЖЕННОСТЬ И АНАЛИЗ ОПЫТА РАСЧЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ 10 1.1. Факторы, влияющие на нагруженность силовой передачи в эксплуатации 10 1.2. Факторы, определяющие нагруженность силовой передачи в эксплуатации 15 1.3. Характер нагруженности деталей силовой передачи 18 1.4. Дополнительная нагруженность трансмиссионных систем от крутильных колебаний в валопроводе 20 1.4.1. Понятие крутильных колебаний и причины их возникновения 20 1.4.2. Собственные колебания без трения 20 1.4.3. Собственные колебания с трением 22 1.4.4. Вынужденные колебания без трения 24 1.4.5. Вынужденные колебания с трением 26 2. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ 29 2.1. Основные определения 29 2.2. Виды моделей 31 2.3. Принимаемые допущения 33 2.3.1. Допущения, принимаемые при построении моделей 33 2.3.2. Допущения, принимаемые при исследовании моделей 34 2.3.3. Линейные и нелинейные модели 34 2.4. Требования к моделям 36 2.5. Основные этапы создания модели 36 2.5.1. Определение цели и задачи исследований 36 2.5.2. Разработка структурной схемы передачи 39 2.5.3. Редукция модели 40 2.5.3.1. Методы редукции 40 2.5.4. Приведение динамических параметров элементов 43 2.5.5. Получение критерия ограничения редукции модели 45 а) понятие динамической связанности колебаний звеньев модели 45 б) сильная и слабая динамическая связанность колебаний звеньев модели 48 в) критерий ограничения редукции модели 49 г) физический смысл коэффициента динамической связанности 49 д) сложность получения аналитического выражения для коэффициента  50 е) предлагаемый способ определения коэффициента динамической связанности 53 3. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ 55 3.1. Необходимость автоматизации процесса создания модели 55 3.2. Автоматизированный расчет параметров элементов с одновременным формированием начальной многомассовой модели 56 3.2.1. Методика построения модели и выполнения расчетов 56 3.2.2. Практическое применение методики 61 3.3. Автоматизированное редуцирование модели 62 3.3.1. Метод редукции 62 3.3.2. Практическое использование метода 63 3.4. Точность описания элементов разрабатываемой модели 66 4. РАСЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ ТЯГОВО-ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 69 4.1. Основные понятия 69 4.2. Методы расчетного определения частот и форм собственных колебаний 69 4.3. Автоматизированное определение собственных частот и форм колебаний на основе программного комплекса DASP 79 4.3.1. Метод расчетного определения 79 4.3.2. Практическое применение метода 79 4.4. Анализ влияния изменения упруго-инерционных параметров элементов передачи на изменение спектра ее собственных частот 81 4.4.1. Основные понятия 81 4.4.2. Постановка задачи и методика исследования 82 4.4.3. Результаты исследования 85 4.4.3.1. Анализ влияния изменения жесткости связей 85 4.4.3.2. Анализ влияния изменения моментов инерции масс 87 4.4.3.3. Анализ результатов исследования 89 4.5. Влияние установки упругой муфты на динамические процессы в валопроводе 90 4.5.1. Колебания в силовой передаче с упругой муфтой 90 4.5.1.1. Колебания масс участка с линейной упругой муфтой 91 4.5.1.2. Колебания масс участка с нелинейной упругой муфтой 95 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ УСТРОЙСТВ С УПРУГИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДЛЯ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ ТЯГОВЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН 97 5.1. Необходимость использования упругих элементов в силовых передачах 97 5.2. Технические решения муфт с резиновыми упругими элементами 98 5.3. Технические решения муфт с металлическими упругими элементами 106 5.4. Техническое решение предложенной авторами муфты 111 5.5. Технические решения устройств для управления крутильной жесткостью силовой передачи 113 5.6. Технические решения устройств для управления крутильной жесткостью планетарных передач 124 6. РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫНУЖДЕННЫХ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 132 6.1. Расчетное определение параметров вынужденных нерезонансных крутильных колебаний 132 6.2. Анализ характера распространения крутильных колебаний по валопроводу 134 6.2.1. Результаты анализа 135 6.2.2. Влияние изменения жесткости связей на нагруженность участков передачи 137 6.2.3. Влияние на нагруженность передачи изменения моментов инерции масс 138 6.3. Расчетное определение параметров вынужденных резонансных крутильных колебаний 139 6.4. Анализ влияния диссипативных параметров элементов передачи на нагруженность ее участков на резонансных режимах 141 6.4.1. Потребность в информации об изменении нагруженности участков передачи при изменении демпфирования 141 6.4.2. Методика выполнения исследования 142 6.4.3. Результаты исследования 143 6.4.4. Анализ результатов исследования 148 7. ДЕМПФИРОВАНИЕ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ 151 7.1. Гипотезы о механизмах демпфирования 151 7.2. Факторы, влияющие на демпфирующую способность материала 152 7.3. Поглощение энергии колебаний при конструкционном демпфировании 154 7.4. Расчетные методики оценки параметров демпфирования в силовой передаче 155 7.5. Классификация, принцип действия и расчет демпферов 158 7.5.1. Динамические демпферы 158 7.5.2. Демпферы трения 166 7.5.3. Динамические демпферы с резиновым упругим элементом 170 7.6. Технические решения динамических вариаторов 172 8. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЕМПФИРОВ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 180 8.1. Пассивные демпферы крутильных колебаний 181 8.1.1. Фрикционные демпферы сухого трения 181 8.1.2. Фрикционные демпферы жидкостного трения 189 8.1.2.1. Демпферы с ферромагнитной жидкостью 192 8.2. Активные демпферы крутильных колебаний 194 8.2.1. Динамические демпферы с металлическими инерционными элементами 194 8.2.2. Динамические демпферы с жидкостными инерционными элементами 206 8.2.3. Динамические гасители с металлорезиной и сетчатым материалом 208 9. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ УПРУГО-ИНЕРЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВЫХ ПЕРЕДАЧ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТЕНДОВ 211 9.1. Метод получения заданной частоты в спектре собственных частот 211 9.1.1. Получение заданной частоты за счет изменения жесткости связи 211 9.1.2. Получение заданной частоты за счет изменения момента инерции массы 213 9.1.3. Практическое применение и достоинства метода 214 9.2. Метод целенаправленного формирования спектра собственных частот силовой передачи испытательного стенда 215 9.2.1. Несоответствие динамических свойств силовых передач стенда и тягово-транспортной машины 215 9.2.2. Динамические модели силовых передач трактора ДТ-75М и испытательного стенда с замыканием силового контура кривошипным четырехзвенным параллелограммным механизмом 216 9.2.3. Практическое использование метода 221 9.2.4. Сближение частотных свойств силовых передач трактора ДТ-175С и стенда с гидрозамкнутым силовым контуром 226 ЛИТЕРАТУРА 231