Лекция 2 Автоматизированные трансмиссии Свойства механизмов вращательного движения

Лекция 2 Автоматизированные трансмиссии Свойства механизмов вращательного движения

Характеристики механизмов и их оценочные показатели Определение 1. Механизмом называется кинематическая цепь, так составленная из связанных звеньев, что, при заданном движении одного или нескольких звеньев (ведущих), остальные звенья (ведомые), имеют относительно любого из них все вполне определенные движения. Рассматриваются только механизмы вращательного движения, у которых оси вращения выводных валов неподвижны. Определение 2. Звенья механизмов, жестко соединенные с выводными валами, называются «главными звеньями (механизма)» . Определение 3. Показатели режима главных звеньев называются «главными показателями режима (механизма)» . Определение 4. Внешней характеристикой механизма называются свойства механизма, выражающиеся в зависимостях между главными показателями режима. Определение 5. «Рангом механизма» называется параметр, численно равный количеству взаимно независимых кинематических и нагрузочных показателей режима механизма.

Статически определимые и неопределимые механизмы. Определение 6. Механизм, из уравнений связи которого может быть выделена изолированная система, уравнения которой содержат все кинематические показатели режима и не содержат без нагрузочных показателей режима, называется «статически определимым механизмом» . Определение 7. Механизм, совпадающий по геометрии со рассматриваемым статически определимым механизмом, но не имеющим внутренних потерь энергии называется «совершенным механизмом» . Определение 8. Механизм, у которого уравнения связи которого образуют систему, в которой кинематические показатели режима и нагрузочные показатели режима взаимосвязаны называется «статически неопределимым механизмом» . Ранг статически определимого механизма определяется суммой числа кинематических степеней свободы и числа нагрузочных степеней свободы. При исследовании статически неопределимых механизмов применяется общее понятие «ранг механизма» , который определяется по числу взаимно независимых кинематических и нагрузочных показателей режима (работы механизма)

Жесткость и гибкость характеристики механизма Определение 9. Гибкость характеристики механизма – частная производная главного кинематического показателя ведомого звена ( «потребителя» ) по главному нагрузочному показателю этого же (т. е. ведомого) звена. Следствие. Если кинематические параметры не зависят от нагрузочных параметров (статически определимый механизм), то гибкость характеристики механизма равна нулю. Определение 10. Жесткость характеристики механизма – частная производная главного нагрузочного показателя ведомого звена ( «потребителя» ) по главному кинематическому показателю этого же (т. е. ведомого) звена. Следствия 1. Жесткость статически определимого механизма в общем случае конечна (хотя может быть и достаточно большой), так как его нагрузочные параметры зависят от кинематических параметров из-за существования потерь энергии в механизме. Следствие 2. Жесткость совершенного механизма неограниченно велика.

Прозрачность характеристики механизма Определение 11. Прозрачность характеристики механизма – частная производная главного нагрузочного показателя ведущего звена ( «двигателя» ) по главному нагрузочному показателю ведомого звена ( «потребителя» ) звена. Следствия 1. Прозрачность совершенного механизма не зависит от кинематических показателей режима работы механизма. Следствие 2. При высоком значении КПД прозрачность статически определимого механизма слабо зависит от кинематических показателей режима работы механизма (в противном случае эта зависимость может быть достаточно отчетливой). Следствие. Статически определимые механизмы (с постоянным и отличным от нуля коэффициентом трансформации крутящего момента) не могут быть непрозрачными.

Исправление внешней характеристики статически неопределимого механизма Возможно, что характеристика выбранного ( «доступного» ) статически неопределимого механизма не полностью отвечает требованиям к трансмиссии. В этом случае ее внешняя характеристика исправляется ( «корректируется» ) с помощью присоединения • дополнительных статически определимых механизмов; • дополнительных статически неопределимых механизмов; • комбинации нескольких механизмов различного типа.

Комбинированные передачи Определение 12. Комбинированная передача – объединение статически определимого механизма и статически неопределимого механизмов в один агрегат вращательного движения. Далее рассматривается только частный случай - агрегаты имеющие одно ведущее звено ( «двигатель» ) и одно ведомое звено ( «потребитель» ). Определение 13. Тривиальная комбинированная передача – агрегат, полученный последовательным соединением статически неопределимого механизма и статически определимого корректирующего механизма. Частный случай: последовательно присоединение «многоскоростного» статически определимого механизма ( «коробки передач» ) Кинематическая схема гидромеханической трансмиссии танка Т-55 с двигателем ГТД-3 Т. Тезис: необходимо формировать такую схему трансмиссии, которая при заданных требованиях имела бы наименьшее (из возможных вариантов) число передач.

Предельные схемы комбинированных передач Общий случай комбинированной передачи

Общая оценка потери энергии в механизмах Коэффициентом полезного действия механизма (КПД) при его стационарном режиме работы называется

Потери энергии в статически определимых механизмах с двумя главными звеньями Используются главные показатели режима одного и того же типа (моменты и угловые скорости) Предположим, что существует эквивалентный механизм с двумя главными звеньями, у которого полностью отсутствуют внутренние потери энергии

Потери энергии при обращении статически определимых механизмах с двумя главными звеньями Теорема М. А. Крейнеса Пусть КПД двухвального механизма, составленного из элементарных механизмов, определяется рациональной функцией КПД составляющих механизмов В этом случае КПД механизма при передаче мощности в обратном направлении (от «потребителя» к «двигателю» ) будет определяться следующей функцией:

Преобразование главных показателей режима работы статически неопределимыми механизмами Задание свойств механизма в форме зависимости означает однозначное задание Выводы: независимо от принципа действия статически неопределимого механизма: А) КПД на режимах трогания может быть только равен нулю; Б) любое преобразование передачей крутящего момента приводит к отклонению КПД от луча ОС