2.4.1. Типы трансмиссий. Расчетные схемы

Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Машиностроение
Глава 2.4 ТРАНСМИССИИ
2.4.1. Типы трансмиссий. расчетные схемы
Трансмиссии по конструктивным схемам различают (рис. 2.4.1): классические - двига­тель, коробка передач (силовой агрегат) распо­ложены спереди, ведущие задние колеса; пере­днеприводные - силовой агрегат и главная передача объединены в один блок, располо­женный спереди, ведущие передние колеса; заднеприводные - силовой агрегат и главная передача, объединенные в один блок, или только силовой агрегат, расположены сзади, ведущие задние колеса; расчлененные - двига­тель расположен спереди, коробка передач в базе или сзади в едином блоке с ведущим мос­том, ведущие задние колеса; разветвленные - силовой агрегат расположен спереди, все коле­са ведущие.
Трансмиссия как колебательная система. При анализе динамических процессов транс­миссии рассматриваются как колебательные системы с сосредоченными массами, соеди­ненными упругими связями и воспринимаю­щими действие крутящих моментов. Сосредо­точенные массы характеризуются моментами инерции, упругие связи - жесткостями на кру­чение. Трансмиссии относятся к нелинейным диссипативным колебательным системам. Рас­четные схемы (динамические модели) транс­миссий для упрощения анализа происходящих в них динамических процессов строят обычно с некоторыми допущениями, например: с ог­раничением сосредоточенных масс; без учета некоторых нелинейностей и диссипатии в системах; с регламентацией закона изменения возмущающих сил и др.
2.4.1
Динамические модели трансмиссий с ве­дущими задними или передними колесами представляют колебательными системами с линейным расположением сосредоточенных масс (рис. 2.4.2, а). Такие расчетные схемы часто используют для анализа стационарных (установившихся) колебаний. При анализе переходных (неустановившихся) процессов в трансмиссиях (трогание, торможение и др.) в динамических моделях следует учитывать реак­тивные связи - наличие подвесок ведущих колес, силового агрегата, оказывающих суще­ственное влияние на основные частоты и фор­мы свободных колебаний систем (рис. 2.4.2, б). Если исследуемые в трансмиссиях динами­ческие процессы по частотному спектру харак­теризуются основными частотами свободных колебаний систем, то в этом случае целесооб­разно принимать расчетные схемы двух- и трехмассовых систем (рис. 2.4.2, в). Динами­ческие модели разветвленных трансмиссий со всеми ведущими колесами представляют собой разветвленные колебательные системы (полноприводные автомобили с колесной формулой 4 х 4, 6 х 6 и др.), в которых учи­тываются массы и жесткости приводов (рис. 2.4.2, г).
2.4.2
Отдельные агрегаты трансмиссий (коробка передач, карданные передачи, веду­щие мосты) представляют собой парциальные колебательные системы. Структура расчетных схем отдельных агрегатов зависит от особенно­стей их конструкций.
Колебания в трансмиссиях обусловлены:
наличием крутящего момента четырех­тактного двигателя (постоянная и переменная составляющие);
кинематическими свойствами карданных шарниров и зубчатых зацеплений;
неуравновешенностью карданных пере­дач и ведущих колес.
Число  независимых величин (обобщенных координат), необходимое для определения положения динамической модели - это число ее степеней свободы. Движение многомассовой динамической модели может быть описано уравнением Лагранжа второго рода в системе обобщенных координат с уче­том кинетической Т и потенциальной 77 энергии системы:
2.4.1. Моменты инерции вращающихся деталей двигателей, кг-м2

Двигатель

«/квд

7м ах

МеМЗ-966

0,0090

0,0600

МеМЗ-968, 969

0,0200

0,0770

ВАЗ-2101, 2103, 2106, 2121

0,0200

0,0743

"Москвич-412"

0,0315

0,0936

ГАЗ-451, ЗМЗ-451, 977

0,0670

0,1930

ГАЗ-24

0,0460

0,0210

ГАЗ-13

0,0994

0,3900 (ГДТ)

ГАЗ-14

0,123

0,338 (ГДТ)

3M3-53, 672

0,086

-

ЗИЛ-130Я

0,141

0,605

ЗИЛ-375

0,147

0,910

КамАЗ-740

0,330

0,960

КамАЗ-7401

0,330

0,660 (ГДТ)

ЯМЗ-238

0,880

2,320

момент инерции сосредоточен­ных масс; qt - обобщенная координата - пере­мещения                сосредоточенных  масс;
 упругих связей; I - число степеней свобо­ды; (1, 2, 3, ... , n)\ F - диссипативная функ­ция, определяющая интенсивность диссипации энергии в системе.
Подстановкой Ту /7, F в уравнение (2.4.1) получают систему уравнений второго порядка, интегрированием которой определя­ется траектория движения динамической мо­дели:
где а/ - коэффициенты, оценивающие диссипативные силы, определяемые обычно экспе­риментально.
Параметры динамических моделей - мо­менты инерции // и жесткости С/ на кручение упругих связей определяются либо расчетом, либо экспериментально; Л// - обобщенное силовое воздействие - крутящий момент.
В табл. 2.4.1 - 2.4.4 приведены моменты инерции основных вращающих масс: серий­ных двигателей - /j^ коленчатого вала с уче­том прицепных масс и шкивов вентилятора, /мах маховика, /кож кожуха сцепления в сбо- ре, /дц.сц егР ведомого диска; гидротрансфор­маторов - /кр крышки, /н или /н ф насосного колеса (без фланца или с фланцем), /х тур­бинного колеса, /р колеса реактора в сборе с ведущими элементами муфты свободного хода, /д приводного диска; /к колес автомобиля (обода и диска) в сборе с шиной.
Определение жесткости на кручение эле­ментов трансмиссий. Жесткость (кН-м/рад) цилиндрического участка вала длиной /, м, наружным диаметром D и внутренним dy м, определяются по формуле:
2.4.2. Моменты инерции вращающихся элементов сцеплении

Автомобиль

«Асох

Размеры ведомого диска, мм (D -dm-S)

Твд.сш кг-м2

ЗАЗ-965

0,021

170 - 120 - 3,5

0,0015

ЗАЗ-968

0,024

190 - 130 - 3,5

0,0026

ВАЗ-2101, 2121

0,040

200 - 142 - 3,3

0,0033

"Москвич-412ИЭ"

0,039

204 - 146 - 3,3

0,0036

УАЗ-451М

0,105

254 - 150 - 3,5

0,0120

ГАЗ-24

0,059

225 - 150 - 3,5

0,0060

ГАЗ-53

-

300 - 164 - 4,0

0,0230

ЗИЛ-431410

0,265

342 - 186 - 4,0

0,0450

"Урал-375"

0,715

342 - 186 - 4,0

0,0450

(двухдисковые)

 

 

 

КамАЗ-5320

0,824

350 - 200 - 4,5

0,0500

(двухдисковые)

 

 

 

MA3-5335

1,474

400 - 220 - 4,2

0,0900

(двухдисковые)

 

 

 

 
2.4.3. Моменты инерции элементов автомобильных гидротрансформаторов, кг-м2

Гидротрансформатор

Активный диаметр Da, м

Крышка

Лп

Насосное колесо /н

Турбинное колесо

Л

Колесо реактора

Приводной диск

Л

GM 3-OHV (США)

0,229

0,0180

0,0210

0,0085

0,0020

0,026

УВМВ (Чехия)

0,230

0,0530

0,0270

0,0087

0,0056

0,023

НАМИ-230

0,230

0,0530

0,0330

0,0088

0,0020

0,023

Форд С-3 (США)

0,235

0,0300

0,0250

0,0093

0,0020

0,023

НАМИ-240

0,240

0,0360

0,0370

0,0101

0,0023

0,023

BORG WARNER 65

0,241

0,0940

0,0250

0,0101

0,0023

0,018

(Великобритания)

 

 

 

 

 

 

Audu (Германия)

0,244

0,0300

0,0320

0,0110

0,0025

0,047

GM 3-OHV (США)

0,254

0,0245

0,0325

0,0130

0,0024

0,026

ГАЗ-21

0,280

0,0980

0,0760

0,0236

0,0045

0,04

НАМИ-280

0,280

-

0,0790

0,0222

0,0048

-

ГАЗ-14

0,316

0,1270

0,1300

0,0392

0,0118

0,013

ЗИЛ-114

0,328

0,0862

0,1070

0,0520

0,0120

0,067

ЛГ-340

0,340

0,4650

0,1600

0,0605

0,0126

0,260

Л Г-370

0,370

0,2760

0,2330

0,0955

0,0278

0,090

FICHTEL SACHS

0,400

0,7300

0,4420

0,1730

0,0315

0,030

(Германия)

 

 

 

 

 

 

НАМИ-400

0,400

-

0,6800

0,1600

0,0260

-

Прага (Чехия)

0,400

-

0,6850

0,1400

0,0240

-

Жесткости на кручение валов, имеющих неодинаковые сечения по длине "(шлицы, ко­нус, шпонки и др.), а также тангенциальные жесткости шин, определяют по характеристи­кам упругости (зависимости крутящего момен­та от углового перемещения), получаемым экспериментально на стендах.
В табл. 2.4.5 - 2.4.7 представлены жест­кости на кручение коленчатых валов двигате­лей, демпферов сцеплений, валов, коробок передач, раздаточных коробок, карданных валов, полуосей трансмиссий легковых и гру­зовых автомобилей, автобусов базовых моде­лей.
2.4.4. Характеристики шин и колес

Обозначение шины

Модель шины

Статический радиус гст, мм

Момент инерции колеса относи­тельно оси враще­ния /к, кг-м2

Тангенциальная жесткость шины Оп, кН-м / рад

165-13

ИЯ-170

276 ±3

0,50*

_

 

М-166

- " -

0,47

-

185-15

Я-288

320 ±3

1,20*

-

130-330 (5,20-13)

В-67Б

283 ±3

0,48

15

(5,90-13)

ИВ-167

292 ±3

0,72

45

155-330 (6,00-13)

Н-107

289 ±3

0,60*

-

155-330 (6,15-13)

И-151

278 ±3

0,52

31,5

175-330 (6,45-13)

М-145

285 ±3

0,70

30

160-330 (6,40-13)

М-100

303 ±3

0,93

40

165-330 (6,45-13)

М-100

303 ±3

0,93

40

170-330 (6,70-15)

И-194

335 ±3

1,82

59

(6,95-13)

М-154

282 ±3

0,75

32

(7,00-15)

И-89

348 ±5

2,2*

-

185-355 (7,35-14)

ИД-195

310 ±3

1,15

48

210-380 (8,20-15)

Я-201

348 ±3

2,2*

-

 

И-Л95

354 ±3

2,3*

-

215-380 (8,40-15)

Я-192

370 ±3

2,80

27

 

Я-245

364 ±3

2,70*

-

235-380 (9,35-15)

И-126

400 ± 5

4,60

-

(6,95-16)

-

350 ±3

2,3

-

200-508Р

И-32

440 ±4

7,0

72

240-508Р

К-37А

456 ±4

8,5

62

240-508Р

К-55А

457 ±5

8,5

-

260-508Р (9,00-20р)

МИ-151А

472 ±4

11,0

-

 

И-Н142Б

476 ±5

12,0

95

1100-400-533

0-47А

560 ±5

25,0

89

280-508Р(10,00-20р)

0,73А

483 ±5

12,5

-

320-467 (12,00-18)

К-70

505 ±5

15,8

120

320-508Р

И-109Б

525 ±5

20,5

125

320-508 (12,00-20)

М-93

530 ±5

20,7

130

370-508 (14,00-20)

ОИ-25

600 ±5

32

77-115

220-508 (7,50-20)

М-126А

442 ±4

7,5

-

 

МИ-173

445 ±4

7,8

83

 

ИЯ-112

440 ±4

7,0

-

240-508 (8,25-20)

К-11А

465 ±5

10*

-

 

МИ-20А

457 ±5

9,53

82

260-508 (9,00-20)

МИ-155

488 ±5

12,6

105

 

 

488 ±5

13,0

-

10,00-18

К-66

465 ±5

10*

-

 

К-65

470 ±5

10,7*

-

280-508 (10,00-20)

ЯИ-213

506 ±5

15,8

130

300-508 (11,00-20)

В-195А

510 ±5

17,0

132

300-508Р

-

505 ±5

18,4

120

380-508 (15,00-20)

-

600 ±5

45,4

-

* Определены аналитически.
 
2.4.5. Тангенциальная жесткость коленчатых валов двигателей, кН-м/рад

Двигатель

Вал

Участки вала (колен) приведенной длины

ГАЗ-24

118

481 - 486 - 481 - 440

ГАЗ-13

172

782 - 466 - 782 - 890

ЗИЛ-114

111

310 - 591 - 556 - 645 - 1265

ЗИЛ-130

180

705 - 550 - 705 - 1120

ЗИЛ-375

167

670 - 500 - 670 - 1000

ЯМЗ-238

418

4350 - 2650 - 2650 - 2650 - 1980 - 1910

 
 
2.4.6. Тангенциальная жесткость элементов трансмиссий легковых автомобилей, кН-м/рад

Элементы трансмиссии

ЗАЗ-968А

(4x2)

ВАЗ-2105

(4x2)

" Москвич-

2140" (4 х 2)

ГАЗ-24

(4x2)

ВАЗ-2121

(4x4)

Демпфер сцепления

1.59

1,78

1,80

2,24

1,78

Коробка передач:

 

 

 

 

 

первичный вал

3,5

13,7

11,1

18,5

13,7

на первой передаче

0,0827[1]

0,0247*2

0,047*2

0,0617*2

0,91*

на второй передаче

0,253*

0,0658*2

0,138*2

0,148*2

1,98*

на третьей передаче

0,418*

0,156*2

0,323*2

0,361*2

3,10*

на четвертой передаче

0,569*

0,345*2

0,667*2

0,750*2

6,37*

Карданная передача привода

-

1,28

8,3

7,87

5,73

заднего моста

 

 

 

 

6,50*3

Две ведущие полуоси

6,88

9,08

11,4

24,6

9,08 8,9*3

 
* Валы коробки передач приведены к первичному валу. *2 Валы коробки передач, карданный вал, полуоси. *3 Переднего ведущего моста.
2.4.7. Тангенциальная жесткость элементов трансмиссий грузовых автомобилей, кН-м/рад

Элемент

трансмиссий

ГАЗ-51

(4x2)

TA3-53A

(4x2)

ЗИЛ-

431420 (4x2)

МАЗ-500А

(4x2)

ГАЗ-66

(4x4)

"Урал-375Ди

(6x6)

Демпфер сцепления

_

5,16

8,9

15,74

5,16

8,9

Коробка передач:

 

 

 

 

 

 

первичный вал

58,87

57,87

58,8

127,86

57,8

66,7

на первой передаче

2,40*

'3,77*

0,0346*

6,25*

3,77*

6,25*

на второй передаче

11,3*

6,59*

0,113*

11,5*

6,59*

11,50*

на третьей передаче

12,3*

8,08*

0,36*

23,0*

8,08*

23,0*

на четвертой передаче

22,6*

16,9*

0,865*

45,1*

16,9*

45,1*

на пятой передаче

-

-

1,85*

42,2*

-

42,2*

Карданная передача

22,0

18,0

15,7

75,8

40,3

31,88

привода заднего моста

 

 

 

 

41,4*2

28,27*2

 

 

 

 

 

69,З*3

63,97*3

 

 

 

 

 

46,77*4

Две ведущие полуоси

51,3

61,1

90

53,40

51,3

19,34

заднего моста

 

 

 

 

61,6*2

27,68*2

 

 

 

 

 

19,34*4

Аппроксимация моментов инерции (кг-м2) типовых деталей представлена ниже:
где средняя квадратическая погрешность аппроксимации.

[1] Валы коробки передач приведены к первичному валу. *2 Переднего ведущего моста. *3 Раздаточной коробки. *4 Среднего ведущего моста.



 

Поиск


Сейчас 17 гостей и 6 пользователей онлайн





Забыли данные входа на сайт?
http://tech-lift.ru/ подъемник грузовой мачтовый строительные грузовые подъемники.