CC BY
22
ся путём численного решения системы уравнений, включающей уравнения (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).
Далее определяется угол зацепления асе3 и требуемый коэффициент смещения х3 колеса З(г3). Для определения а ^используется уравнение вида (8), считая аог=ао2, для определения х3- преобразованное уравнение вида (9).
По алгоритму, содержащему рассмотренные выше этапы расчета, составлена компьютерная программа в среде «МаШсас!». Полученные результаты подлежат анализу на соответствие требуемым характеристикам и по ограничениям существования и качества зацеплений [5]. Окончательный выбор параметров механизма делается на основании изучения достаточно представительного множества вариантов.
В качестве примера приведём исходные данные и результаты расчёта одного из вариантов передачи.
Исходные данные:
к=4; г.=108; г2=100; г3=96; г4=29; г5=29; х.=1; х2=0; V =3, =2, =1 ...
Результаты расчёта;
к=4; z.=108; z2=100; z3=96 Z4=29 Z5=29
12
x,= 1; x2= 0;
47.222;
x3= 2,282; x4= 0,26; x5= 0,068;
v =3
a =23,14°;
col ' '
a =18,76°;
cùZ ' '
a =26,68°;
ceo ' '
a =21,63°.
Заключение
Разработанные теоретические основы геометрического расчета новой безводильной планетарной передачи типа «1142.14». Составлен алгоритм расчета и компьютерная программа. Не располагая подобной методикой расчета, подобрать параметры зубчатых колес такой передачи не реально. Новая передача позволит увеличить нагрузочную способность приводов различных машин: задвижек трубопроводной аппаратуры, подъемников, механизмов специальных машин.
Список литературы
1. Пат. 105387 РФ, МПКР 16 H 1/46.Безводильная планетарная
передача /заявитель и патентообладатель Волков Г.Ю. - № 2010151056/11; заявл.13.12.2010; опубл. 10.06.2011, Бюл. № 16.-2 с. : ил.
2. Волков Г.Ю. Систематика и структурно-параметрический синтез
механизмов на базе замкнутых систем тел качения: Автореф. дис.... д-ра техн. наук,- Курган, 2012. - 36 с.
3. Волков Г.Ю. Формализованное отображение и систематика
структур плоских многозвенных зубчатых и фрикционных механизмов // Вестник машиностроения. - 2011. -№1.~ С. 20-23.
4. Волков Г.Ю., Ратманов Э.В., КурасовД.А. и др. Условия сборки
планетарной передачи с двумя слоями сателлитов // Сборка в машиностроении, приборостроении. - М. : Машиностроение, 2010. - № 10. - С. 22-26.
5. Болотовский И. А. Справочник по геометрическому расчёту эвольвен-
тных зубчатых и червячных передач: справочное издание. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1986. - 448 с.
6. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи: изд. 2-е. - Л. : Машинострое-
ние, 1966. - 308 с.
средством гибких шарниров. Приведенная методика расчета может быть использована на стадии проектирования машины для оптимизации выбора геометрических параметров и силового расчета гусеницы с гибким шарниром.
Ключевые слова: гусеница, звено, шарнир, колесо, машина, график, радиус, угол.
V.K. Nabokov Kurgan State University
KINEMATICS OF TRACKS WITH FLEXIBLE HINGE CONNECTIONS
Annotation
The article considers the questions of kinematics of a rubber-metal track treads, which are connected by means of flexible hinges. Given methods of calculation can be used at the stage of a vehicle construction for the optimization of a choice of geometries and power calculation of tracks with flexible hinges.
Keywords: a track, a track tread, a hinge, a wheel, a vehicle, a diagram, radius, an angle.
Известно [1], что при качении без скольжения опорного катка машины по гусеничному обводу каждая точка обвода на криволинейном участке движения, совпадающем с укладкой гусеницы на колесах ходовой части, движется относительно грунта по циклоиде. На рис.1 траектория циклоиды обозначена цифрами 1, 2, 3. По данной траектории происходит перемещение центра симметрии звена гусеницы, совпадающего с цифрой 2 на рис.1. При перемещении звена гусеницы из точки 1 в точку 2 происходит его перемещение во вращательном движении с опорным катком относительно корпуса машины и в переносном движении с корпусом машины (вектор V на рис.1). Параметрические уравнения циклоиды [2] позволяют определить перемещения центра симметрии звена гусеницы, совпадающим с точкой 2. При этом текущие координаты точки 2 с учетом направлений координатных осей на рис.1:
Xj =-(RK +Hr)-ai+(RK+Hr)-siimi;
Y. = (RK+Hr)-(l-cosa1).
УДК 621.882.620.178.3
В.К.Набоков
Курганский государственный университет
КИНЕМАТИКА ГУСЕНИЦ С ГИБКИМИ ШАРНИРНЫМИ СВЯЗЯМИ
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы кинематики звеньев резино-металлической гусеницы, которые соединены по-
1 (Ц(ЕНЦЧ|
ty мч
-у мм
Рис. 1. Схема заднего опорного катка с участком гусеничного обвода
Принимая во внимание поворот звена гусеницы на угол а в относительном движении совместно с опорным катком, перемещения точки В относительно точки А неподвижного звена, лежащего на грунте (рис.1):
Х^ = (Як +НГ)• (вт) + 0,5 • ^ -(1-С05<х) 1 (1)
У =(Кк+Нг)-(1-со8а;)-0,54 'Япа.
J
На рис.2 представлен графиктраектории относительного движения точки В звена гусеницы, построенного по результатам теоретического расчета по формулам (1).
1 2 , 3 1
/
[ /
А
\
\
\ Г в
\ /
/
+Х мм
-2 " -3 4 -5 -6 -7 -8
-у, ММ
Рис.2. Траектория кромки звена гусеницы на криволинейном участке обвода (шаг гусеницы ¿г = 140 мм, радиус ометания Р0=330 мм,угол подъема задней ветви гусеничного обвода 24,3°)
Как следует из схемы на рис.1, углы оси «т равны соответственно:
а = — г Я,
и
<1П +0,5-т
(2)
Центральный угол гибкой части шарнира:
а = а -2-а
ш г т
Для предотвращения перегрузки силовых пластин шарниров при прохождении звеньев на криволинейных участках обвода, угол разворота звена относительно перпендикуляра к плоскости поперечного сечения силовой
пластины должен быть равен углу ос Для выполнения этого требования на консолях пальцев шарниров имеются лыски, как показано на рис.3. При закреплении шарниров на опорных звеньях при сборке гусеницы крепежные болты размещаются в зазорах между этими лысками, а силовые пластины шарниров изгибаются концами в направлении звеньев гусеницы на угол 2-ос
Максимальный угол поворота звена гусеницы относительно исходного положения на грунте равен ос (рис.1). Для уменьшения напряжений одностороннего изгиба силовых пластин шарниров целесообразно при сборке гусеницы обеспечивать предварительный (обратный) изгиб на угол 0,5• а [3]. Принимая во внимание предварительный изгиб силовых пластин при сборке гусеницы 2-а
дополнительный изгиб пластин в штампе при их изготовлении:
а = 0,5-а -2-а (3)
При этом радиус кривизны силовых пластин перед вулканизацией резиновой облицовки шарнира равен:
К = 1
0,5-аг-2-о;т ' где 1т-длина гибкого участка шарнира (рис.3).
О
Рис.3.Гэометрическая схема гибкого шарнира в свободном состоянии
С учетом обозначений на рис.1 и рис.3: к =11,:,-(1г-2-с1п-т)=11 ( (Щг ^ п (Шг-2-<1п-т % (Шг-2-<1п-нецелесообразная кривизна резиновой облицовки шарнира Рн с наружной стороны , обращенной к опорному звену гусеницы, и с внутренней стороны Рв, обращенной к центру кривизны криволинейного участка обвода (рис.3), определяются по формулам:
^ " ~ 1..... (4)
Я =
2-а„+а„
+ Н Яв =
2-а„ +а„
-Н
Подставляя в формулы (4) значение 1 =1 -(2-с1п+т)
Ш Г 4 11 7
и значение угла
«^•(о^-г^-т),
кп
определенное по формуле (3) с подстановкой значений углов а и а по формулам (2), получаем:
к =Я0-(1Г-2-йп-т) |Н
к =К,:,(1г-2-(1п-т) н в О^Л в
0,54г п' в 0,54г
Радиус кривизны опорных поверхностей резиновой облицовки шарниров Я и Яв обеспечивают ровную беговую дорожку под опорными катками гусеничной машины на опорных участках обвода. Радиус изгиба в штампе
силовых пластин Я обеспечивает оптимальный симмет-
п
ричный цикл их нагружения при изгибе на криволинейных участках обвода, в том числе на крайних катках опорной базы машины, ведущих и направляющих колесах.
При движении опорных звеньев гусеницы на криволинейных участках обвода происходит образование клинового зазора между резиновой облицовкой шарнира и беговой дорожкой опорного звена гусеницы [4]. Как сле-
10
ВЕСТНИК КГУ. 2012. № 2 (24)
дует из рис
.4, O4 = (R0+HH). 1+tg
Следовательно, максимальная величина клинового зазора:
<5 =(R„+H )• max V " и/
l+tgJ
Л
-1
(5).
Рис.4. Схема образования зазора между гибким шарниром и звеном гусеницы: 1 - шарнир, 2 - звено
Попадание фракций дороги в клиновой зазор может привести к налипанию загрязнений в зазоре и к дальнейшей расклинке гусеницы. Для устранения этого нежелательного явления необходимо на опорной поверхности резиновой облицовки шарнира, обращенной к звену гусеницы, выполнить упругий защитный рельеф, предотвращающий попадание загрязнений в клиновой зазор. Высота защитного рельефа не должна быть меньше величины ^ , определенной по формуле (5). Заключение
Приведенная в статье методика определения параметров кинематики гусеницы с гибкими шарнирными связями позволяет выявить характерные особенности относительного движения опорных звеньев гусеницы в гусеничном обводе. Полученные аналитические зависимости позволяют на стадии проектирования машины оптимизировать выбор конструктивных параметров гусеничной цепи и гусеничного обвода.
Список литературы
1. Забавников НА. Основы теории транспортных гусеничных машин. -
М.Машиностроение, 1968.
2. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. -М..Наука, 1973.
3. Платонов В.Ф. Динамика и надежность гусеничного движителя. -М.:
Машиностроение, 1973.
4. Набоков В.К. Аналитический обзор гусеничных цепей //Вестник
Курганского государственного университета. - №1 (17). - 2010.
УДК 621.9.06.82
В.А. Савельев, И.М. Иванов
Курганский государственный университет
МОДЕРНИЗАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СТЕНДА ОЛ-10
Аннотация
В статье предлагается модернизация гидравлического стенда ОЛ-10 для расширения возможностей выполнения лабораторно-практических работ по гидроприводу.
Ключевые слова: модернизация, гидропривод, гидростенд, насос.
V.A. Saveliev, I.M. Ivanov Kurgan State University
MODERNIZATION OF HYDRAULIC STAND OL-10
Annotation
In this article modernization of hydraulic stand OL-10 is offered for expansion of the performance possibilities for laboratory works on a hydraulic actuator.
Keywords: modernization, hydraulic actuator, hydraulic stand, pump.
Комплект оборудования по гидроприводу ОЛ-Ю [1] предназначен для проведения цикла лабораторно-прак-тических работ со студентами технических специальностей. В процессе выполнения лабораторных работ студенты овладевают навыками чтения принципиальных схем гидропривода различного назначения, управления гидроприводом, усваивают взаимодействие элементов гидравлических устройств, изучают правила монтажа реальных гидросхем.
С целью расширения возможностей гидравлического стенда ОЛ-Ю при выполнении лабораторных работ была проведена модернизация стенда, позволяющая экспериментально определять характеристики его насосной установки. Стенд ОЛ-10 комплектуется гидростанцией СВ-1М-10 мощностью 1,1 КВт с насосом пластинчатым Г12-31М, клапаном напорным ПГ54-22. Напорный клапан используется в гидросистеме в качестве переливного для поддержания заданного давления путём непрерывного слива в бак избыточной рабочей жидкости во время работы насоса. Этот клапан был заменён на клапан ПГ54-32М [2], характеристика которого позволяет ему работать в режиме «нормально закрытого» клапана и который перекрывает слив масла в бак в широком диапазоне давлений. Настройка клапана выполнена на давление 2,5 МПа, что исключает возможность возникновения аварийных ситуаций. Нагружение (пассивное) насоса осуществляется регулируемым дросселем ПГ77-12 с изменением нагрузки на определённый шаг. Измерение производительности насоса выполняется гидромотором Г15-21Р с объёмной постоянной насоса V0=11,4 см3/об. Этот гидромотор имеет высокий объёмный КПД г|о и, работая в режиме расходомера, создаёт практически одинаковые давления в напорной и сливной магистралях. Указанные особенности гидромотора обеспечивают высокую точность измерения производительности исследуемого насоса. Эти аппараты входят в комплект оборудования стенда. Частота вращения вала гидромотора фиксируется счётчиком оборотов
