Расчет планетарной коробки переключения передач трактора класса 0,2 (стр. 8 из 8)
Из уравнения кинематики для планетарного ряда 11 с учетом уравнений связи определим
Определим относительные частоты вращения всех сателлитов ПКП при включенной первой передаче. Для этого используем выражение [1,2.11]. В результате получим:
Частоты вращения всех центральных звеньев ПКП и
относительные частоты вращения сателлитов, об/мин
Таблица 5
| Передача | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Нагруженные ряды ПКП | 7, 11, 14 | 7, 11, 14 | 7, 11, 14 | 7, 11, 14, 18 |
| nа7=nвщ | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 |
| nа11= nа14=nвм | 758 | 962 | 1258 | 1563 |
| nв7= nв11 | 0 | 328 | 667 | 1163 |
| nс14= nс6= nв18 | 1000 | 641 | 0 | 744 |
| nв14= nс11= nс18 | 393 | 0 | 503 | 1072 |
| nа18 | 2378 | 2096 | 1142 | 0 |
| nВ07 | 4000 | 3344 | 2667 | 1674 |
| nВ011 | 1630 | 1363 | 1270 | 860 |
| nВ014 | 4604 | 3848 | 3020 | 1964 |
| nВ018 | 2170 | 2291 | 1798 | 1172 |
Из анализа частот вращения всех звеньев ПКП видно, что при работе под нагрузкой они не превосходят допустимых пределов.
Таким образом, полученная в результате синтеза схема ПКП обеспечивает работу всех подшипников в области допустимых для них частот вращения.
5. Силовой анализ планетарной коробки передач
Силовой анализ ПКП производится с целью определения максимальных крутящих моментов, нагружающих фрикционные элементы и шестерни планетарных рядов, что необходимо для их последующего расчета.
Крутящие моменты, действующие на звенья планетарного ряда. В ТДМ со смешанным зацеплением шестерен [1, рис. 2.1] абсолютные величины моментов Ма на солнечной шестерне, Мв на водиле и Мс на эпицикле связаны соотношениями:
Мв=Ма(1+к); (2.34)
Мс= Мак; (2.35)
(2.36)Отметим основные свойства этих соотношений:
1) они справедливы для любого режима работы ТДМ (блокировка, вращение двух звеньев при заторможенном третьем звене, вращение всех звеньев под нагрузкой);
2) если момент одного из звеньев равен нулю, то два других тоже равны нулю и весь ТДМ не нагружен (это свойство используется при определении нагруженных рядов ПКП);
3) зная момент, подведенный к одному звену, можно определить два других момента;
4) совпадающие по направлению моменты солнечной шестерни и эпицикла направлены против момента водила и весь ТДМ уравновешен.
Определение тормозных моментов. Тормозные моменты по отношению к ПКП являются внешними. Кроме тормозного момента при включении передачи с передаточным числом ир≠1 на ПКП действуют еще два внешних момента: на ее ведущем Мвщ и ведомом Мвм валах (рис. 4).
Рис. 4. Схема внешних моментов, действующих на ПКП с двумя степенями свободы
Запишем условие равновесия системы:
где МТр - момент трения тормоза на р передаче.
Принимая
Мвм=Мвщuр ηр ,
получим
Пренебрегая потерями в ПКП (ошибка не превышает 3%), окончательно получим
(2.43)Выражение [1,2.43] позволяет определить расчетный момент тормоза на любой передаче в ПКП с учетом знака передаточного числа uр.
Определим расчетные моменты на солнечных шестернях всех планетарных рядов выбранной нами ранее схемы ПКП (см. рис. 3), ее тормозов и блокировочного фрикциона. Здесь необходимо рассмотреть работу ПКП на всех передачах.
Первая передача. Под нагрузкой работает планетарные ряды 7, 11 и 14.
Расчетный момент тормоза первой передачи определим по выражению [1,2.43] и уравнениям кинематики и связи для этих рядов.
Тогда
Момент на солнечной шестерне планетарного ряда 7, 11 и 14
(см. рис. 3)
Вторая передача. Под нагрузкой работает планетарные ряды 7, 11 и 14.
Расчетный момент тормоза второй передачи определим по выражению [1,2.43]и уравнениям кинематики и связи для этих рядов.
Тогда
Момент на солнечной шестерне планетарного ряда 7, 11 и 14
(см. рис. 3)
Третья передача. Под нагрузкой работает планетарные ряды 7, 11 и 14.
Расчетный момент тормоза третьей передачи определим по выражению [1,2.43]и уравнениям кинематики и связи для этих рядов.
Тогда
Момент на солнечной шестерне планетарного ряда 7, 11 и 14
(см. рис. 3)
Четвертая передача. Под нагрузкой работает планетарные ряды 7, 11, 14 и 18.
Расчетный момент тормоза четвертой передачи определим по выражению [1,2.43]и уравнениям кинематики и связи для этих рядов.
Тогда
Момент на солнечной шестерне планетарного ряда 7, 11, 14 и 18
(см. рис. 3)
Пятая передача. Включен блокировочный фрикцион Ф и под нагрузкой работают планетарные ряды 7, 11 и 14
Результаты выполненных расчетов занесены в таблицу 6.
Нагрузки на элементы ПКП
Таблица 6
| Передача | Расчетный момент в долях от Мвщ | ||||||||
| МТ1 | МТ2 | МТ3 | МТ4 | Ф | Ма7 | Ма11 | Ма14 | Ма18 | |
| 1 | 1,64 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1,09 | 1,09 | 0 |
| 2 | 0 | 1,08 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0,43 | 0,43 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 0,67 | 0 | 0 | 1 | 0,27 | 0,27 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0,28 | 0 | 1 | 0,34 | 0,34 | 0,28 |
| 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 1 | 1,3 | 1,3 | 0 |
Расчеты планетарных рядов коробки передач необходимо выполнять по максимальным нагружающим моментам, величины которых представлены в табл. 6.
Библиографический список
1. Шарипов В. М., Крумбольт Л. Н., Маринкин А. П. Планетарные коробки передач колесных и гусеничных машин./Под общ. ред. В. М. Шарипова.-М.: МГТУ «МАМИ», 2000.-142 с.
2. Проектирование полноприводных колесных машин: В 2 т. Т. 1. Учеб. Для вузов / Б.А. Афанасьев, Н.Ф. Бочаров, Л.Ф. Жеглов; Под ред. А.А. Полунгяна. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 488 с.
3. Справочник НИИАТ: 12 – е изд. переработанное. и доп. – М.: Транспорт, 1984. – 546 с.
4. Баженов С.П. Методические указания к курсовой работе по теории автомобиля и трактора для очной и очно-заочной формы обучения специальности «Автомобиле- и тракторостроение»/ С.П. Баженов.– Липецк: ЛГТУ, 2001. – 35 с.
5. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М.: Высш. шк., 2000. – 447 с.