ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные динамические характеристики машины из "Статика и динамика машин " По кинематической схеме и чертежу мащины обычно трудно судить о распределении масс и жесткости в трансмиссии. Составные части трансмиссии движутся с различными скоростями, передают разные крутящие моменты, жесткость их сечений неодинакова, а следовательно, и углы закручивания на отдельных участках. [c.7] В связи с этим перед составлением уравнений движения трансмиссию машины представляют в виде условной механической схемы, называемой/ прцве енногг эквивалентной схемой машины. Эта схема должна быть действительно эквивалентна реальной трансмиссии, т. е. правильно отражать ее основные динамические характеристики. Составление приведенной расчетной схемы — важнейший этап решения задач прикладной динамики машин. Ошибка, внесенная на этом этапе, сводит на нет все решение задачи и его исследование. [c.7] Вопросам определения приведенных расчетных схем трансмиссий машин при динамических нагрузках посвящено много работ. В большинстве из них рассматриваются крутильные колебания в различных силовых установках с поршневыми и турбинными двигателями. Наиболее подробно вопросы построения расчетных схем изложены в пo oбии J58J Однако рекомендации этих работ не всегда можно непосредственно переносить для расчета динамических процессов, так как в общем случае конструкция машин значительно отличается от конструкции силовых установок. [c.8] например, при расчете крутильных колебаний в дизелях обычно пренебрегают упругой податливостью зубчатых передач по сравнению с податливостью участков коленчатого вала, в то время как в трансмиссиях машин с электроприводом первая часто значительно превосходит податливость валов, имеющих большой диаметр и малую длину. [c.8] Кроме того, при выборе расчетной схемы необходимо учитывать особенности внешних сил сопротивления на исполнительном органе. В машинах обычно имеет место несколько одновременно протекающих, но качественно отличных динамических процессов. В зависимости от размеров и характеристик двигателя машины, трансмиссии привода и исполнительного органа, а также от внешних усилий тот или иной процесс может принимать преобладающее значение и вызывать существенные перегрузки. Например, при столкновении зубка врубовой машины с включением колчедана преобладающее значение приобретает переходный процесс резкого торможения исполнительного органа. Именно этот процесс определяет в таком случае формирование усилий в деталях машины. Роль вынужденных крутильных колебаний и волновых процессов в цепи при этом незначительна. Наоборот, при совпадении (или приближении) собственных частот трансмиссии машины и частот возбуждающих сил (резонанс) значение переходных процессов невелико и их можно не учитывать. [c.8] Решение задачи о формировании усилий в деталях машины в общем виде при учете всех динамических процессов представляется чрезвычайно сложным и громоздким. Поэтому для упрощения обычно выделяют отдельно интересующий процесс и изучают его, не учитывая остальные. Такое упрощение можно сде-лать только в том случае, если оно не вносит существенных искажений в общую картину явления. [c.8] Внезапное изменение сил сопротивления на исполнительном органе машины не вызывает одновременного увеличения усилий в элементах трансмиссии привода и внезапного приращения нагрузки двигателя. Одновременность изменения нагрузки на исполнительном органе и двигателе нарушается (кроме других факторов, рассмотренных ниже) из-за упругости соединяющей их трансмиссии. Упругая трансмиссия сможет передать изменившуюся силу сопротивления на двигатель машины только после того, как последний деформирует ее на соответствующую новой нагрузке величину. По той же причине, а также в связи с инерционностью промежуточных деталей, приложение движущего усилия при запуске двигателя не вызывает мгновенного нагружения трансмиссии и исполнительный орган начинает работать с некоторым запаздыванием. Поэтому в общем случае при произвольно изменяющихся силах сопротивления законы движения исполнительного органа и двигателя машины не будут совпадать, так как все изменения на исполнительном органе будут переданы на двигатель с инерционным запаздыванием и в искаженном виде. [c.9] например, резкие кратковременные увеличения нагрузки могут вообще практически не передаваться на двигатель, так как трансмиссия не успевает получать за время их действия соответствующую деформацию. Такое сглаживающее действие трансмиссии зависит, очевидно, от величины ее жесткости, которая окажет существенное влияние и на характер изменения усилий в деталях машины. В связи с этим при решении задач динамики трансмиссии машин следует рассматривать как цепи последовательно расположенных упругих элементов. [c.9] Приведенный упругий элемент должен иметь такую же потенциальную энергию, т. е. [c.10] для определения приведенной жесткости любого элемента трансмиссии, подвергающегося крутильным деформациям, достаточно разделить его жесткость на квадрат передаточного отношения между этим участком и центром приведения. [c.11] Потенциальная энергия приведенного упругого элемента подвергающегося крутильной деформации. [c.11] - — модуль упругости при сдвиге. [c.12] Постоянную величину ОхУд, удобно принять за масштаб, тогда длина каждого участка вала будет определяться непосредственно величиной с,-. [c.12] участки которого имитируют узлы реальной машины, будем называть эквивалентным валом. [c.12] Большое влияние на развитие динамических процессов в машинах оказывают величина и распределение масс в трансмиссии, исполнительном органе и двигателе, определяющие инерционность узлов мащины. В связи с этим перед составлением эквивалентной расчетной схемы необходимо тщательно изучить распределение масс и установить их величину. [c.12] Для определения масс поступательно движущихся элементов достаточно знать их вес. Выявить инерционные характеристики вращающихся деталей несколько сложнее. Расчетным путем можно получить обычно лишь моменты инерции деталей сравнительно простой формы. Такие расчетные формулы имеются в справочных пособиях [58]. Чтобы установить моменты инерции зубчатых колес, звездочек и других деталей сложной формы, применяют различные экспериментальные методы. В проектировочном расчете моменты инерции этих деталей можно ориентировочно определить по упрощенным формулам. [c.12] Определение приведенных масс при известных кинематических схемах машины не представляет труда. [c.13] Сумма приведенных моментов инерции всех участков трансмиссии, двигателя и исполнительного органа определяет суммарный приведенный момент инерции мащины, являющийся важной характеристикой привода машины. Кроме того, на динамику машины оказывает влияние не только величина приведенных масс, но и распределение их вдоль упругой трансмиссии. Правильная расчетная схема должна быть построена так, чтобы это распределение не было нарушено. В этом отношении большую помощь может оказать график, показывающий распределение приведенных масс вдоль эквивалентного вала, который будем называть диаграммой масс. [c.13] Следует отметить, что, так как расчетная схема выбирается с известными допущениями, нет никакой необходимости в большой точности определения приведенных жесткостей участков редуктора и их масс. Для целого ряда деталей можно пользоваться приближенными формулами и экспериментальными данными. Упругостью ряда деталей вообще можно пренебречь. [c.14] Упрощение эквивалентной (расчетной) схемы. [c.14] Вернуться к основной статье