Устройство для определения демпфирующих свойств коробок передач

УДК 621.05

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ

КОРОБОК ПЕРЕДАЧ

А. М. Савченко Научный руководитель - А. В. Стручков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Представлено обоснование необходимости исследования демпфирующих свойств элементов трансмиссии, как составляющих динамической нагруженности трансмиссионных систем. Предлагается устройство для определения коэффициентов демпфирования элементов трансмиссии.

Ключевые слова: затухающие свободные колебания, динамическая нагруженность, элементы трансмиссии, демпфирующие свойства, логарифмический декремент затухания, коробки передач, коэффициент демпфирования.

THE DEVICE FOR DETERMINING DAMPING PROPERTIES OF GEAR BOXES

A. M. Savchenko Scientific Supervisor - A. V. Struchkov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

The report provides the necessity for study damping properties of transmission elements as components of dynamic response of transmission systems. The device for determining damping coefficients of transmission elements is proposed.

Keywords: damped free oscillations, dynamic response, transmission elements, damping properties, logarithmic decrement damping, gear boxes, damping factor.

Одним из наиболее важных вопросов при совершенствовании существующих и разработке новых трансмиссионных систем является расчет динамической нагруженности элементов трансмиссии в нестационарных режимах работы. Крутильные колебания упруго-массовых систем относятся к тем опасным динамическим нагрузкам, которые могут приводить к аварийным повреждениям валов, редукторов, коробок скоростей и других элементов механических и гидромеханических трансмиссионных систем. Поэтому важно на этапе проектирования получить достоверную информацию о динамических характеристиках элементов трансмиссии, в том числе и о их демпфирующих свойствах. Для этого необходимо исследовать демпфирующие свойства элементов трансмиссий опытных и экспериментальных моделей транспортно-технологических машин.

В работах указывается, что с изменением частоты величина логарифмического декремента затухания изменяется незначительно и предлагается упрощение в том, что на всех участках трансмиссионного валопровода величины этого коэффициента примерно одинаковы [1-3]. Исследования логарифмических декрементов затухания на вале муфты сцепления, вале турбины гидротрансформатора, полуосях заднего моста трактора подтвердили, что данное упрощение дает изменение в пределах 5-7 %, в то время как расчет методом идентификации дает ошибку до 50 % [4].

Цель работы: разработать универсальный стенд, позволяющий определять демпфирующие свойства отдельных элементов трансмиссии с целью получения достоверных значений коэффициента демпфирования и проверки существующей гипотезы.

Секция «Проектирование машин и робототехника»

Известные способы исследования и определения демпфирующих свойств различных элементов машин, включают возбуждение свободных затухающих колебаний ударом падающего груза, либо мгновенным снятием (срывом) нагрузки с конструкции, регистрацию затухающих колебаний с получением осциллограмм, по которым определяют декремент затухания и коэффициент поглощения энергии (коэффициент демпфирования).

Известны способы определения коэффициента демпфирования при возбуждении крутильных свободных затухающих колебаний всей трансмиссии [4; 5].

Предложенный нами стенд (рис. 1, 2) для исследования элемента трансмиссии (коробки передач), содержит станину с центрирующей плитой для закрепления на ней исследуемого элемента трансмиссии (коробки передач), механизм регулировки, установленный на каретке, имеющей возможность продольных и поперечных перемещений по станине, устройство нагру-жения, устройство измерения, согласно техническому решению, устройство измерения содержит торсионный вал с тензометрическими датчиками, установленный на подшипниках механизма регулировки, один конец торсионного вала предназначен для жесткого соединения с выходным концом ведомого вала исследуемого элемента трансмиссии, а другой жестко соединен с вертикальной плитой, выполненной заодно с подвижной кареткой, при этом устройство нагружения представляет собой волновой мотор-редуктор с упругой пластиной, радиально расположенной на его выходном валу и имеющей возможность воздействия на пальцы, выполненные по периферии полумуфты, размещаемой на выходном конце ведущего вала исследуемого элемента трансмиссии.

Рис. 1. Устройство для определения демпфирующих свойств элементов трансмиссии

Рис. 2. Трехмерная модель стенда

Технический результат заключается в возможности определения демпфирующих свойств, а именно логарифмического декремента затухания и коэффициента демпфирования, для отдельных элементов трансмиссии, что позволит более точно оценить динамику трансмиссии в процессе проектирования, кроме того, конструктивное решение механизма нагружения стенда позволяет в автоматическом режиме увеличить число повторений эксперимента и получить методами математической статистики более достоверные результаты.

Библиографические ссылки

1. Болгов А. Т. Динамическая нагруженность узлов трактора : тр. АПИ. Барнаул, 1973. Вып. 7. С. 86-107.

2. Математическое моделирование динамической нагруженности трансмиссионных систем с учетом диссипативных процессов / С. П. Ереско, Т. Т. Ереско, А. В. Стручков и др. // Строительные и дорожные машины : науч.-техн. и производств. журн. М., 2013, № 12. С. 32-37.

3. Свитачев А. И. Динамика трансмиссий гусеничных тракторов с учетом навесного оборудования. Красноярск, 2005. 189 с.

4. Стручков А. В. Исследование и совершенствование элементов гидромеханической трансмиссии гусеничного бульдозера : дис. ... канд. техн. наук. Красноярск, 2009. 179 с.

5. Решение математической модели динамики механической трансмиссии бульдозера с учетом диссипативных сил / А. В. Стручков, А. А. Климов, Т. Т. Ереско и др. // Системы. Методы. Технологии : науч. период. журн. 2010. № 2. С. 58-65.

© Савченко А. М., 2017