Введение к работе
Актуальность темы. Инерционные импульсные бесступенчатые передачи обладают рядом ценных свойств: могут быть достаточно просты по конструкции; не нуждаются в управлении, так как передаточное отношение автоматически изменяется при изменении нагрузки на выходном валу; не нагружают двигатель на стоповом или стартовом режимах, так как при передаточном отношении равном нулю (выходной вал остановлен) среднее, а в ряде схем и любое мгновенное значение момента на входном валу, близко к нулю Последнее позволяет в приводах различного технологического оборудования в качестве двигателей применять самые простые асинхронные электромбторы. При нештатном увеличении сопротивления на выходном валу передачи вплоть до его остановки двигатель разгружается и не выйдет из строя без всякой электрической защиты. Пуск агрегата также происходит при отсутствии момента сопротивления на валу электродвигателя. Применение асинхронных электродвигателей с элементарным управлением ("включено-выключено") может обеспечить существенные технико-экономические преимущества. Однако до сих пор не разработан механо-математический аппарат, позволяющий полностью определять динамику передачи не только на стационарных, но и на переходных режимах. Решению этого актуального вопроса посвящена представленная диссертация.
Целью работы является разработка механо-математического аппарата, наиболее полно учитывающего динамику инерционной импульсной передачи с упругим звеном.
В задачи исследования входят:
-
Разработка математической модели движения инерционной передачи с непараллелограммным импульсным механизмом, позволяющей исследовать как стационарные, так и переходные процессы в передаче.
-
Определение теоретической и экспериментальной внешних характеристик инерционной передачи (зависимость моментов на входе и выходе передачи от передаточного отношения).
-
Оценка нагруженности механического выпрямителя на различных режимах работы передачи.
4. Теоретическое и экспериментальное определение кинематического
диапазона передачи на режиме реверса.
5. Выработка рекомендаций по практическому применению инерционной импульсной передачи с упругим звеном.
Методы исследований. В теоретическом исследовании использовались методы векторной и аналитической механики, теории механизмов и машин, методы математического и компьютерного моделирования. Экспериментальное исследование динамики инерционной передачи проводилось на специальном стенде.
Научная новизна:
-
Разработана математическая модель движения инерционной передачи с импульсатором непараллелограммного типа и упругим звеном на выходе двумя методами: методом кинетостатики и методом аналитической механики с использованием уравнений Лагранжа II рода. Показана их равнозначность.
-
Получено практически полное совпадение расчетной и экспериментальной внешних характеристик инерционной импульсной передачи в широком диапазоне изменения передаточного отношения.
-
По результатам эксперимента проведена оценка КПД такой передачи во всем диапазоне изменения передаточного отношения.
Практическая ценность. Разработан механо-математический аппарат, позволяющий на этапе проектирования вычислять действующие в элементах передачи кинематические и силовые факторы.
Показана практическая целесообразность использования такой передачи с асинхронными электродвигателями в приводах различного технологического оборудования.
На защиту выносятся:
1 .Разработанная математическая модель движения инерционной импульсной
передачи.
-
Результаты теоретического и экспериментального исследования динамики импульсной передачи на различных режимах работы.
-
Теоретическая и экспериментальная внешние характеристики инерционной передачи.
Апробация работы Материалы работы докладывались и обсуждались на XXXVIH научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета (1999 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных сие і ем транспортных машин» (Курган, 2003 г.); на 62 научно-методической и
5 научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) (МАДИ-ГТУ) (Москва, 2004 г.). В полном объеме диссертационная работа докладывалась и была одобрена на научном семинаре кафедры «Гусеничные машины» Курганского государственного университета (КГУ) (Курган, 2005 г) и на объединенном семинаре «Совершенствование технико-эксплуатационных показателей механизмов и машин» КГУ (Курган, 2005 г.).
Публикации результатов. Основные положения диссертации опубликованы в одиннадцати печатных работах.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав,
заключения. Содержит 137 страниц машинописного текста, включая 41 рисунок, 6 таблиц, библиографический список использованной литературы из 65 наименований.
