ИССЛЕДОВАНИЯ УГЛОВ ЗАКРУЧИВАНИЯ КАРДАННОГО ВАЛА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.825.6-192

ИССЛЕДОВАНИЯ УГЛОВ ЗАКРУЧИВАНИЯ КАРДАННОГО ВАЛА

*

Е. В. Кукушкин Научный руководитель - Т. Т. Ереско

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: ironjeck@mail.ru

Проведены экспериментальные исследования по выявлению влияния длины карданной передачи, угла перекоса валов карданной передачи, тормозного момента и частоты вращения карданной передачи на угол закручивания вала карданной передачи, в результате которых получено регрессионное уравнение для определения угла закручивания от перечисленных выше параметров для введения его в усовершенствованную методику расчета карданных передач.

Ключевые слова: карданный вал, угол закручивания, карданная передача.

STUDIES OF THE DRIVING CARDAN SHAFT

E. V. Kukushkin* Scientific supervisor - T. T. Eresko

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: ironjeck@mail.ru

Experimental studies were conducted to identify the effect of the length of the universal joint transmission, the angle of skew of the universal joint shaft, the braking torque and the frequency of rotation of the universal joint drive on the twist angle of the universal joint shaft, as a result of which a regression equation was obtained to determine the twist angle from the above parameters for introducing it into an improved technique cardan gear calculation.

Keywords: driveshaft, twist angle, cardan driveshaft.

Исследования по работе карданных передач разделяются на два направления: динамика и кинематика карданных передач. Основополагающими работами по кинематике и динамике карданных передач являются работы Чудакова Е. А. [1], Лысова М. И. [2; 3], Малаховского Я. Э. [4], Цитовича И. С. [5; 6], Лапшина С. А. [7- 9]. Исследования кинематики карданных передач позволили установить, что в одношарнирной передаче при вращении ведущего вала с постоянной угловой скоростью, ведомый вал будет вращаться неравномерно с переменной угловой скоростью, при этом коэффициент неравномерности вращения является функцией угла наклона трубы кардана. Трудами Чудакова Е. А., Цитовича И. С. и другими было показано, что карданные передачи требуют как кинематические, так и динамические расчеты.

Наиболее перспективными направлениями повышение надежности карданных передач транспортно-технологических машин является совершенствование и модернизация элементов конструкции с целью повышения долговечности, безотказности и ремонтопригодности элементов, разработку прогрессивных технологий основанных на рациональных способах технического обслуживания и ремонта, разработку технических средств и методик испытаний [10].

Секция «Проектирование машин и робототехника»

Задача исследований заключается в совершенствовании методики расчета угла закручивания карданной передачи с использованием теоретических и экспериментальных исследований [11-13], а для этого необходимо: провести испытания карданных передач, характеризуемые переменными значениями крутящего и тормозного моментов и изменением конструктивных параметров карданной передачи в каждом опыте, провести расчет погрешностей эксперимента.

При постановке эксперимента использовался план факторного эксперимента N = 23, факторами которого являются: длина карданной передачи (Ь, м) - Х1, угол перекоса валов карданной передачи (у, град.) - Х2. В качестве целевой функции принимаем величину угла закручивания карданного вала (0, град.) - У. Уровни факторов и интервалы варьирования представлены в таблице.

Уровни факторов и интервалы варьирования

Факторы Уровни факторов Интервал варьирования

Длина карданной передачи (Ь, м) 0,510 25

Угол перекоса валов карданной передачи (у, град.) 10 4

Обработку полученных экспериментальных данных производили с помощью программного продукта для ЭВМ «ЕЯЕСЯЕ» [14] для получения уравнения линейной множественной регрессии по определению расчета коэффициента полезного действия карданной передачи, приведенного ниже:

в = 5,237 - 12,225Ь - 0,346у + 0,802 + 4,477 ■ I2 - 2,583 ■ 10_3 - у2 (1)

На рисунке представлен график зависимости углов закручивания карданной передачи от длины и угла перекоса валов.

Ц"|

о

График зависимости углов закручивания карданной передачи от длины карданной передачи и угла перекоса валов

Проведены экспериментальные исследования по выявлению влияния длины карданной передачи, угла перекоса валов карданной передачи, тормозного момента и частоты вращения карданной передачи на угол закручивания вала карданной передачи, в результате которых получено регрессионное уравнение для определения угла закручивания от перечисленных выше параметров для введения его в усовершенствованную методику расчета карданных передач.

Библиографические ссылки

1. Чудаков Е. А. Расчет автомобиля. М: МАШГИЗ, 1947. - 450 с.

2. Лысов М. И. Карданные механизмы. - М: ОНТИ, 1945. - 280 с.

3. Лысов М. И. Карданные передачи автомобиля. - М: МАШГИЗ, 1961. - 320 с.

4. Малаховский Н. Э. Карданные передачи. - М: МАШГИЗ, 1952. - 220 с.

5. Цитович И. С. Исследование кинематики и динамики карданной передачи автомобиля: дис. ... канд. техн. - М, 1948. - 147 с.

6. Цитович И. С., Альгин В. Б. Динамика автомобиля. - Минск: Наука и техника, 1981. -107 с.

7. Лапшин С. А. Некоторые нагрузки в трансмиссии автомобиля, вызванные работой карданной передачи. - М: Труды НАМИ, 1965, вып. 72, - 60 с.

8. Лапшин С. А. Основные направления повышения долговечности карданных передач тракторов: автореф. дис. ... д-р. техн. - М, 1976. - 33 с.

9. Лапшин С. А., Борисов С. Г. Пути повышения долговечности карданных передач тракторов / Тракторы и сельхозмашины. 1971, №4, с. 15-17.

10. Пастухов А. Г. Повышение надежности карданных передач трансмиссий сельскохозяйственной техники: дис. ... д-р. техн. наук: 05.20.03. М, 2008. 399 с.

11. Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А. Совершенствование методики расчета угла закручивания карданной передачи с использованием теоретических и экспериментальных исследований // Сибирский журнал науки и технологий. 2018. Т. 19, № 4. С. 668-676. Doi: 10.31772/2587-6066-2018-19-4-668-676.

12. Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А. Повышение долговечности карданной передачи за счет совершенствования конструкции карданного шарнира и способа его технического обслуживания / Строительные и Дорожные машины. 2018, №1 С. 45-51.

13. Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Кукушкин С. В., Меновщиков В. А. Повышение долговечности подшипников карданного шарнира неравных угловых скоростей / Системы. Методы. Технологии. 2018, Т. 38. №2. С. 19-24. DOI: 10.18324/2077-5415-2018-219-24.

14. Ереско С. П. Регрессионный анализ многофакторных экспериментальных исследований (EREGRE) Свидет. об офиц. регистр.программы для ЭВМ № 2004610534 (РФ); Заявл. 24.12.2003, № 2003612713; Зарегистр. Роспатент 24.02.2004 г.

© Кукушкин Е. В., 2020