close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Синтез планетарной коробки передач

код для вставкиСкачать
Aвтор: Вагин Роман Сергеевич 2011г., Рубцовск, Рубцовский индустриальный институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова, кафедра НТС, преп. Курсов И.В., "отл"
Министерство образования и науки РФ
Рубцовский индустриальный институт (филиал)
Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова
Кафедра "НТС"
Расчетная работа
по дисциплине "Конструирование и расчет колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин"
Тема: "Синтез планетарной коробки передач"
Выполнил
Студент группы АТ-61д ___________________________________Р.С. Вагин
Принял
Доцент кафедры _________________________________________И.В. Курсов
Рубцовск
2011 год
Исходные данные:
U_1=5,5
U_2=1,6
U_3=1,0
U_(-1)=-3,5
n_1=2000 об/мин
Задание:
Построить возможные кинематические схемы. Провести анализ и выбрать оптимальную схему планетарной коробки передач.
Решение:
Запишем систему исходных уравнений, без учета U_3=1,0:
{█(ω_1+〖4,5ω〗_3(1) -5,5ω_2=0;(1)@ω_1+〖0,6ω〗_3(2) -1,6ω_2=0;(2)@ω_1-4,5ω_3(-1) +3,5ω_2=0.(3))┤
Так как во втором уравнении есть коэффициент менее 1, то разделим уравнение на 0,6:
{█(ω_1+〖4,5ω〗_3(1) -5,5ω_2=0;@〖1,667ω〗_1+ω_3(2) -2,6667ω_2=0;@ω_1-4,5ω_3(-1) +3,5ω_2=0.)┤
Исключая из уравнений (1), (2), (3) ω_2, получим:
{█(ω_(3(2))+2,429ω_1-3,429ω_3(-1) =0;(4)@ω_(3(2))+1,182ω_1-2,182ω_3(1) =0;(5)@ω_1+1,750ω_3(1) -2,750ω_3(-1) =0. (6))┤
Исключая из уравнений (1), (2), (3) ω_1, получим:
{█(ω_(3(2))+7,512ω_(3(-1))-8,512ω_2=0;(7)@ω_(3(2))+6,512ω_2-7,512ω_3(1) =0;(8)@ω_(3(1))+ω_3(-1) -2ω_2=0. (9))┤
Исключая из уравнений (8), (9) ω_2, получим:
ω_(3(2))+3,256ω_(3(-1))-4,256ω_2=0 (10)
Из полученных уравнений необходимо выбрать наиболее подходящие. Значение характеристики ряда k должны лежать в пределах от 1,4 до 4.
Частота вращения сателлитов не должна превышать при работе на холостом ходу 10000 об/мин, под нагрузкой 8000 об/мин.
Выбранная схема должна обеспечивать компоновку.
Все данные заносим в таблицу 1.
Таблица 1.
№Уравнениеkn_B0схема1ω_1+〖4,5ω〗_3(1) -5,5ω_2=04,5--k2ω_3(2) 〖+1,667ω〗_1-2,6667ω_2=01,66711795-n_B03ω_1+3,5ω_2-4,5ω_3(-1) =03,51600(↓2)/(↑1) 3(-1)-4ω_(3(2))+2,429ω_1-3,429ω_3(-1) =02,4296798(↓1)/(↑3(2) ) 3(-1)-5ω_(3(2))+1,182ω_1-2,182ω_3(1) =01,182--k6ω_1+1,750ω_3(1) -2,750ω_3(-1) =01,7509332(↓3(-1))/(↑1) 3(-1)7ω_(3(2))+7,512ω_(3(-1))-8,512ω_2=07,512--k8ω_(3(2))+6,512ω_2-7,512ω_3(1) =06,152--k9ω_(3(1))+ω_3(-1) -2ω_2=01--k10ω_(3(2))+3,256ω_(3(-1))-4,256ω_2=0 1,3074291(↓3(-1))/(↑3(2) ) 3(1)-Построим обобщенный план скоростей (рисунок 1).
Рисунок 1 - Обобщенный план скоростей.
Определим относительные частоты вращения сателлитов n_B0.
Расчет будем проводить только для тех уравнений, где значение k находиться в пределах допустимых значений.
Рассчитываем (2) уравнение:
ω_3(2) 〖+1,667ω〗_1-2,6667ω_2=0
1 передача:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_a=n_1 (〖-O〗_1 K)/OF=2000 43/48=-1791 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(-1791-2000) (2∙1,667)/(〖1,667〗^2-1)=-7108 об/мин
2 передача:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_a=0 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(0-2000) (2∙1,667)/(〖1,667〗^2-1)=-3750 об/мин
3 передача:
n_B0=(n_b-n_c ) 2k/(k-1)=2000 (2∙1,667)/(1,667-1)=9997 об/мин
n_b=0 об/мин
Задний ход:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_a=n_1 (-O_(-1) L)/OF=2000 (-103)/48=-4291 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(-4291-2000) (2∙1,667)/(〖1,667〗^2-1)=-11795 об/мин
Рассчитываем (3) уравнение:
ω_1+3,5ω_2-4,5ω_3(-1) =0
1 передача:
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)
n_b=n_1 (O_1 E)/OF=2000 18/48=750об/мин
n_B0=(n_a-n_b ) 2/(k-1)=(2000-750) 2/(3,5-1)=1000об/мин
2 передача:
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)
n_b=n_1 (O_2 M)/OF=2000 32/48=1333 об/мин
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)=(2000-1333) 2/(3,5-1)=553 об/мин
3 передача:
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=2000 (2∙3,5)/(〖3,5〗^2-1)=1244 об/мин
n_c=0 об/мин
Задний ход:
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)
n_b=0 об/мин
n_B0=(n_a-n_b ) 2/(k-1)=(2000-0) 2/(3,5-1)=1600об/мин
Рассчитываем (4) уравнение:
ω_(3(2))+2,429ω_1-3,429ω_3(-1) =0
1 передача:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_a=n_1 (〖-O〗_1 K)/OF=2000 (-43)/48=1791 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(-1791-2000) (2∙2,429)/(〖2,429〗^2-1)=-3685об/мин
n_B0=(n_b-n_c)2k/(k-1)
n_b=n_1 (O_1 E)/OF=2000 18/48=750 об/мин
n_B0=(n_b-n_c ) 2k/(k-1)=(750-2000) (2∙2,429)/(2,429-1)=-4248 об/мин
2 передача:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_c=0 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(0-2000) (2∙2,429)/(〖2,429〗^2-1)=-1982об/мин
n_B0=(n_b-n_c)2k/(k-1)
n_b=n_1 (O_2 M)/OF=2000 32/48=1333 об/мин
n_B0=(n_b-n_c ) 2k/(k-1)=(1333-2000) (2∙2,429)/(2,429-1)=-2267 об/мин
Задний ход:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_a=n_1 (〖-O〗_(-1) L)/OF=2000 (-103)/48=-4291 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(-4291-2000) (2∙2,429)/(〖2,429〗^2-1)=-6234об/мин
n_B0=(n_b-n_c)2k/(k-1)
n_c=0 об/мин
n_B0=(n_b-n_c ) 2k/(k-1)=(0-2000) (2∙2,429)/(2,429-1)=-6798 об/мин
Рассчитываем (6) уравнение:
ω_1+1,750ω_3(1) -2,750ω_3(-1) =0
1 передача:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_c=0 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(2000-0) (2∙1,75)/(〖1,75〗^2-1)=3392об/мин
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)
n_b=n_1 (O_1 E)/OF=2000 18/48=750 об/мин
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)=(2000-750) 2/(1,75-1)=5832 об/мин
2 передача:
n_B0=(n_a-n_c)2k/(k^2-1)
n_c=n_1 (O_2 L)/OF=2000 22/48=916 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2k/(k^2-1)=(2000-916) (2∙1,75)/(〖1,75〗^2-1)=1838об/мин
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)
n_b=n_1 (O_2 M)/OF=2000 32/48=1333 об/мин
n_B0=(n_a-n_b ) 2/(k-1)=(2000-1333) 2/(1,75-1)=3112об/мин
Задний ход:
n_B0=(n_a-n_b)2/(k-1)
n_b=0 об/мин
n_B0=(n_a-n_b ) 2/(k-1)=(2000+0) 2/(1,75-1)=9332об/мин
n_B0=(n_a-n_c)2/(k^2-1)
n_c=n_1 (〖-O〗_(-1) D)/OF=2000 32/48=-1333 об/мин
n_B0=(n_a-n_c ) 2/(k^2-1)=(2000+1333) 2/(〖1,75〗^2-1)=5652об/мин
Рассчитываем (10) уравнение:
ω_(3(2))+3,256ω_(3(-1))-4,256ω_2=0 1 передача:
n_B0=n_a=n_1 (〖-O〗_1 K)/OF=2000 (-43)/48=-1791об/мин
n_B0=n_b=0об/мин
n_B0=n_c=n_1 (O_1 E)/OF=2000 18/48=750об/мин
2 передача:
n_B0=n_a=0об/мин
n_B0=n_b=n_1 (O_2 L)/OF=2000 22/48=916об/мин
n_B0=n_c=n_1 (O_2 M)/OF=2000 32/48=1333об/мин
Задний ход:
n_B0=n_a=n_1 (〖-O〗_(-1) L)/OF=2000 (-103)/48=-4291об/мин
n_B0=n_b=n_1 (〖-O〗_(-1) D)/OF=2000 (-32)/48=-1333об/мин
n_B0=n_c=0об/мин
Из четырех уравнений, которые являются годными и условно годными (3), (4), (6), (10) составляем комбинации по три уравнения в группе. Количество групп определяем по формуле:
C_3^4=4!/3!(4-3)!=4
№
группыСхемаГодность
I
3-4-6
4-6-3
6-3-4-
-
-
II
3-4-10
4-10-3
10-3-4+
+
-
III
3-6-10
6-10-3
10-3-6+
-
-
IV
4-6-10
6-10-4
10-4-6-
-
- Составляем структурные схемы уравнений 4-6-3 и 3-4-10 и кинематическую схему уравнения 3-4-10 (рисунок 2)
Определим КПД планетарной коробки передач на второй передачи.
Определим кинематическое передаточное отношение. Запишем уравнения в виде:
ω_a 〖+kω〗_c-(1+k)ω_b=0
Рисунок 2 - структурная и кинематическая схемы планетарной коробки передач
Определим КПД планетарной коробки передач на 1 передачи.
Составим систему уравнений рядов 3-4-10
{█(ω_1 〖+k_3 ω〗_1-(1+k_3)ω_(-1)=0@ω_(3(2 ))+k_4 ω_1-(1+k_4)ω_3(-1) =0@■(ω_(3(2 ))+k_10 ω_(-1)-(1+k_10)ω_3(1) =0@ω_(3(1))=0))┤
Решим систему, исключив из неё ω_3(1) ω_3(2) , ω_3(-1) и выразив ω_2 через k_3, k_4, k_10и ω_1:
{█(ω_(3(2))=-k_10 ω_3(-1) @ω_3(-1) =k_4/(1+k_4+k_10 ) ω_1@ω_2=((k_4+k_3 k_4)/(1+k_4+k_10 )-1)/k_3 ω_1 )┤
Откуда кинематическое передаточное отношение рано:
U_1=ω_1/ω_2 =k_3/((k_4+k_3 k_4)/(1+k_4+k_10 )-1)=5,55
Определим силовое передаточное отношение:
⏞(U_1 )=(k_3 η_0^(x_3 ))/((k_4 η_0^(x_4 )+k_3 〖η_0^(x_3 ) k〗_4 η_0^(x_4 ))/(1+k_4 η_0^(x_4 )+k_10 η_0^(x_10 ) )-1)
x_3=sign(k_3/U_1 ∙(∂U_1)/(∂k_3 ))=-1
x_4=sign(k_4/U_2 ∙(∂U_1)/(∂k_4 ))=-1
x_10=sign(k_10/U_1 ∙(∂U_1)/(∂k_10 ))=+1
⏞(U_1 )=(3,5∙〖0,96〗^(-1))/((2,429∙〖0,96〗^(-1)+3,5∙〖0,96〗^(-1)∙2,429∙〖0,96〗^(-1))/(1+2,429∙〖0,96〗^(-1)+3,256∙〖0,96〗^(-1) )-1)=5,28
КПД второй передачи равно:
η_1=⏞(U_1 )/U_1 =5,28/5,55=0,951
Подбираем числа зубьев для 4 ряда.
k=2,429<3 тогда минимальное число зубьев имеет сателлит, поэтому подбор чисел зубьев надо начинать с него.
Количество зубьев сателлита определим из условия соосности и сборки:
z_b=(γd(k-1))/(2(k+1))=γ 4,2/6,8
Подбираем γ таким, чтобы число зубьев было целым:
γ=34, тогда: z_b=21, z_a=γd/(k+1)=29, z_c=kz_a=70.
Определим моменты, приложенные к элементам рядов на 1 передачи:
3 ряд:
M_a3=M_1
M_b3=M_a3 (1+k_3)=4,5M_1
M_c3=M_a3 k_3=3,5M_1
4 ряд:
M_b4=M_b3=4,5M_1
M_a4=M_b4/(1+k_4 )=1,312M_1
M_c3=M_a4 k_4=3,186M_1
10 ряд:
M_c10=M_b4=4,5M_1
M_a10=M_c3/k_10 =1,38M_1
M_b10=M_T=M_a10 (1+k_10)=5,873M_1
Момент на фрикционе равен:
M_Ф=M_1 OF/AB=0,558M_1
Документ
Категория
Транспорт
Просмотров
31
Размер файла
176 Кб
Теги
работа
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа