|
11 ГЛАВА 1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ КОЛЁСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН 1.1 Аналитические связи в силовом приводе колесных машин Любая передающая энергию механическая система колесной машины обладают кинематическими связями между входящими в нее твердыми телами (звеньями). Кинематическим связям относят, как правило, геометрические (голономные) связи, ограничивающие только относительное перемещение точек и звеньев силовой передачи, и неголономные связи, устанавливающие зависимости между скоростями точек звеньев силовой передачи. Геометрические связи создают возможность передачи необходимых сил, которые порождают в соответствии с третьим законом Ньютона противоположно направленные противодействия силы реакции (реактивные связи). Силы реакций связей зависят от других действующих в передаче сил и от характера движения звеньев, входящих в нее. В транспортных машинах реакций связей являются в большинстве своем упругими, например крепление силового агрегата, коробки передач, картера ведущего моста и т.д., что может быть представлено в виде простейшей колебательной системы (рис. 1.1). Рис. 1.1. Простейшая колебательная система Н. А. Микулик отмечает, что изменение жесткости подвески картера коробки передач вызывает изменение величин собственных частот колебаний системы представленной на рис. 1.1, состоящей из механической коробки передач, установленной на двух опорах, первичный вал и корпус который закреплен с помощью пружин к |
58 регая сопротивлением среды, в качестве силового фактора принять общее сопротивление движению Р а в качестве скоростного скорость поступательного движения v, то требуемая от двигателя мощность при равномерном движении v -Pv л’ где q КПД транспортной машины, учитывающий внутренние потери ее элементов. Например, для автомобиля с ДВС, наиболее экономичная работа будет при постоянной мощности, близкой к максимуму по скоростной характеристике Pv — = const. Г1 Так как между сопротивлением движению Р и вращающим моментом МК) приложенным к ведущим колесам автомобиля, а также между скоростью движения автомобиля v и угловой скоростью ведущих колес сок, существует прямая пропорциональность, то, пренебрегая изменением КПД, предыдущие зависимости можно переписать в таком виде Мкак =qu = const. Эта гиперболическая зависимость показывает возможность разработки общего метода расчета силовых передач, что подтверждается проведенными исследованиями А.С. Антонова [10,11]. 2.2. Аналитические связи в силовом приводе колесных машин Любая передающая энергию механическая система колесной машины обладает кинематическими связями между входящими в нее твердыми телами (звеньями). К кинематическим связям относят, как правило, геометрические (голономные) связи, ограничивающие только относительное перемещение точек и звеньев силовой передачи, и неголономные связи, устанавливающие зависимости между скоростями точек звеньев силовой передачи. Геометрические связи создают возможность передачи необходимых сил, которые порождают в соответствии с третьим законом Ньютона противоположно на 59 правленные противодействия силы реакции (реактивные связи). Силы реакций связей зависят от других действующих в передаче сил и от характера движения звеньев, входящих в нее. В транспортных машинах реакции связей являются в большинстве своем упругими, например крепление силового агрегата, коробки передач, картера ведущего моста и т.д., что может быть представлено в виде простейшей колебательной системы (рис. 2.2). Рисунок 2.2. Простейшая колебательная система Н.А. Микулик отмечает, что изменение жесткости подвески картера коробки передач вызывает изменение величин собственных частот колебаний системы представленной на рис 2.2, состоящей из механической коробки передач, установленной на двух опорах, первичный вал и корпус которой закреплен с помощью пружин к стойкам и диска, закрепленного на вторичном валу [76]. Это ведет к тому, что необходимо рассматривать крутильные колебания трансмиссии с учетом колебаний подвески, а главная передача ведущего моста становится дифференциальной, что значительно повышает динамическую напряженность трансмиссии [76,103,140]. Считается, что если движение хотя бы одного звена системы определяется действием сил реакций связей, то силовая передача колесной машины имеет динамические связи. Понятие «динамические связи» введено С.Н. Кожевниковым при исследовании механизмов [52, 53] и расширено О.Г. Озолом, показавшим, что этот вид связей является важной характеристикой любого механизма [81]. 142 3. Автоматический трансформатор вращающего момента должен иметь не менее двух степеней свободы, при этом условия изменения передаточного отношения без специального регулирующего звена могут быть созданы только при динамической связи между степенями свободы (гидродинамические, инерционные, клиноременные с центробежным регулятором трансформаторы). В теоретическом плане механизмом с динамическими связями будет консервативная система, кинетическая энергия которой содержит члены с произведением скоростей. 4. Любая передающая энергию механическая система колесной машины обладает кинематическими связями между входящими в нее твердыми телами звеньями. К кинематическим связям относят, как правило, геометрические (голономные) связи, ограничивающие только относительное перемещение точек и звеньев силовой передачи, и неголономные связи, устанавливающие зависимости между скоростями точек звеньев силовой передачи. Геометрические связи создают возможность передачи необходимых сил, которые порождают силы реакции (реактивные связи). Силы реакций связей зависят от других действующих в передаче сил и от характера движения звеньев, входящих в нее. Если движение хотя бы одного звена определяется действием сил реакций связей, то силовая передача колесной машины имеет динамические связи, а действие сил трения обуславливает наличие неголономных связей. 5. Различные виды трения, угловые скорости вращения звеньев, частота изменения подводимого вращающего момента и другие факторы обуславливают возникновение в силовой передаче сил неупругого сопротивления (демпфирования). Фрикционные, электрические, гидравлические передачи имеют скольжение от долей до нескольких процентов, а для длинных трансмиссионных валов деформируемость может быть большой и как следствие, динамические процессы (колебательные, переходные) происходящие в силовой передаче оказывают влияние на скорость обобщенных координат. Все это в свою очередь обуславливает наличие неголономных, динамических и квазидинамических связей. |