Введение к работе
Актуальность работы. Одной из современных тенденций в машиностроении является повышение экономичности и экологичное используемых приводов. Кроме улучшения показателей самих приводов их эффективность повышают обеспечением работы на экономичных режимах. Скорости привода и конечного устройства согласовывают с помощью выбора подходящего передаточного отношения в коробке передач. Обеспечить широкий диапазон изменения скорости конечного устройства при постоянном режиме работы привода можно, имея достаточно большое количество ступеней в коробке передач. Преследуя упомянутые цели в автомобилестроении, например, недавно начали применять коробки передач, имеющие 5-6 ступеней переднего хода, вместо 4-х - 5-ти ступенчатых, а в настоящее время уже начато внедрение 7-ми и 8-ми ступенчатых коробок передач. Увеличение количества ступеней в традиционных схемах многоскоростных передач приводит к увеличению габаритных размеров и массы конструкции.
Объектом исследования являются схемы многоскоростных коробок передач с большим количеством ступеней. К ним относятся:
-
Комбинированные коробки передач, состоящие из совокупности простых рядовых механизмов и одного планетарного. В таких схемах мощность на выходное звено передается двумя потоками, что наряду с увеличением количества ступеней позволяет уменьшить нагрузки на внутренние механизмы коробки передач.
-
Модульные коробки передач, увеличение количества ступеней в которых достигается последовательным присоединением однотипных по структуре модулей.
Целью диссертационной работы является разработка методов структурного (по количеству требуемых ступеней) и параметрического (по заданному ряду передаточных отношений) синтеза схем указанных классов многоскоростных механизмов и их сравнение с традиционными схемами по результатам статического анализа.
Для достижения обозначенной цели работы были поставлены и решены следующие задачи исследования.
-
Синтез и анализ возможных структурных схем комбинированных двухпоточных коробок передач.
-
Выявление возможных режимов работы двухпоточных коробок передач и определение максимального количества реализуемых ступеней.
-
Сравнение двухпоточных схем с традиционными преселективными и планетарными схемами многоскоростных коробок передач по числу управляющих элементов и передаваемым моментам.
-
Выявление кинематических условий возникновения циркуляции силового потока в двухпоточных коробках передач.
-
Формирование вариантов кинематических схем двухпоточных коробок передач по синтезированным структурным схемам.
-
Разработка метода параметрического синтеза двухпоточных схем коробок передач по критерию близости заданного и получаемого ряда передаточных отношений.
-
Разработка метода параметрического синтеза модульных коробок передач, выполняющих геометрический ряд передаточных отношений, на основе аналогии с позиционной системой счисления.
Научная новизна работы:
-
Разработаны методы структурного и параметрического синтеза двухпоточных и модульных схем коробок передач с большим количеством ступеней, применяя которые найдены новые схемы двухпоточных многоскоростных коробок передач.
-
Для увеличения количества ступеней переднего хода в двухпоточных коробках передач предложено использовать механизм заднего хода.
-
Перспективность схем коробок передач с точки зрения увеличения количества ступеней предложено оценивать введенным в работе критерием «цены» по управлению, показывающим количество добавляемых муфт, необходимых для получения одной дополнительной ступени в коробке передач.
Практическая ценность выполненной работы заключается в создании методов, которые могут быть использованы для синтеза кинематических схем двухпоточных и модульных коробок передач.
Достоверность результатов представленных в диссертации подтверждается использованием известных теоретических положений фундаментальных наук (теоретической механики, физики, вычислительной математики и др.) и сопоставлением с результатами исследований других авторов.
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на XIX Международной Интернет-ориентированной конференции молодых ученых и студентов (МИКМУС - 2007), а также на ежемесячном семинаре молодых ученых и студентов (МЕСМУС) в ИМАШ РАН.
Публикации по теме работы. По теме диссертации опубликованы 5 научных работ.
Структура її объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы, содержащего 111 источников.
На защиту выносится:
-
Методика структурного синтеза двухпоточных коробок передач, их возможные режимы работы и расчет количества ступеней.
-
Методика синтеза кинематических схем двухпоточных коробок передач по структурным схемам.
-
Методика параметрического синтеза двухпоточных коробок передач.
-
Методика расчета двухпоточных схем коробок передач с использованием механизма заднего хода для получения ступеней вперед.
-
Метод синтеза модульных схем коробок передач.
