ДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ ПРИСТРОЮ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ЗМІНАМИ ШВИДКОСТІ ІЗ ЗУБЧАСТИМ ДИФЕРЕНЦІАЛОМ І ЗАМКНУТОЮ ГІДРОСИСТЕМОЮ ЧЕРЕЗ ВОДИЛО

10.33815/2313-4763.2020.1.22.131-141

  • О. Р. Стрілець Національний університет водного господарства та природокористування, м. Київ https://orcid.org/0000-0003-3834-7176
  • В. О. Малащенко Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів https://orcid.org/0000-0001-7889-7303
  • В. М. Стрілець Національний університет водного господарства та природокористування, м. Київ https://orcid.org/0000-0003-2098-2315
Ключові слова: динамічна модель, пристрій для керування змінами швидкості, зубчастий диференціал, замкнута гідросистема, сонячне зубчасте колесо, епіцикл, водило, сателіт

Анотація

Метою дослідження є побудова динамічної моделі пристрою зміни швидкості за допомогою зубчастого диференціала і замкнутої гідросистеми, де ведучою ланкою є сонячне зубчасте колесо, а замкнута гідросистема зв’язана з водилом і завдяки зміні його швидкості використовується для отримання необхідного закону руху на веденій ланці – епіциклі.
Із аналізу останніх публікацій виявлено, що новим пристроям керування змінами швидкості із зубчастим диференціалом і замкнутою гідросистемою через водило питанням динаміки приділено мало уваги. Вирішення цих питань дозволять розробити методи зменшення впливу динамічних навантажень на механічні приводи машин при зміні швидкості.
У статті отримана динамічна модель руху нових пристроїв зміни швидкості за допомогою зубчастого диференціала із замкнутою гідросистемою через водило у вигляді рівняння динаміки методом Лагранжа ІІ роду. Результатом рішення рівняння динаміки в частинних похідних є система двох диференціальних рівнянь з невідомими похідними швидкостей сонячного зубчастого колеса та епіциклу.
Отримані результати є підґрунтям для подальшого комп’ютерного моделювання на ПК та проведення кількісного аналізу з метою оцінки роботи таких пристроїв для характерних випадків зміни обертального моменту опору: періодичного, ударного довготривалого, ударного короткотривалого і значного перенавантаження, аж до зупинки машини.

Посилання

1. Malashchenko, V., Strilets O., Strilets V. (2015) Klasyfikatsiya sposobiv i prystroyiv keruvannya protsesom zminy shvydkosti u tekhnitsi. Pidyomno-transportna tekhnika. No. 1. 70–78.
2. Malashchenko, V., Strilets O., Strilets V. (2015) Fundamentals of Creation of New Devices for Speed Change Management. Ukrainian Journal of Mechanical Engineering and Materials Science. Vol. 1. No. 2. 11–20.
3. Strilets O. (2015) Keruvannya zminamy shvydkosti za dopomohoyu dyferentsialnoyi peredachi cherez epitsykl. Visnyk Ternopilskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. 4(80). 129–135.
4. Strilets O. (2015) Keruvannya protsesom zminy shvydkosti za dopomohoyu dyferentsialnoyi peredachi cherez vodylo. Visnyk Kremenchutskoho natsionalnoho universytetu. Kremenchuk : KrNU. 6(95). 72–77.
5. Bahk, C.-J, Parker, R.G., (2013) Analytical investigation of tooth profile modification effects on planetary gear dynamics. Mechanism and Machine Theory, Elsevier, 70, 298–319. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018.
6. Huang, Q., Wang, Y., Huo, Zh., Xie, Yu., (2013) Nonlinear Dynamic Analysis and Optimization of Closed-Form Planetary Gear System. Mathematical Problems in Engineering, 2013.12. http://doi.org/10.1155/2013/149046.
7. Peruń, G., (2014) Verification Of Gear Dynamic Model In Different Operating Conditions, Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport, 84, 99-104. http://sjsutst.polsl.pl/archives/2014/vol84/099_ZN84_2014_Perun.pdf.
8. Fan Lei. Wang Shaoping. Wang Xingjian, Han Feng, Lyu Huawei, (2016) Nonlinear Dynamic Modeling of a Helicopter Planetary Gear Train for Carrier Plate Crack Fault Diagnosis. Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 29, Iss. 3, 675-687. https://doi.org/10.1016/j.cja.2016.04.008.
9. Peruń, G., Kozuba, J., (2017) Numerical Research of Toothed Gears Geometry Influence On Power Transmission System Vibroactivity. Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 24, No. 4, 239–246. https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.3135.
10. Li Jianying, Hu Qingchun, Zong Changfu, Zhu Tianjun (2017) Power Analysis and Efficiency Calculation of Multistage Micro-planetary Transmission. Energy Procedia, 141, 654-659. http://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.11.088.
11. Wenjian Yang, Huafeng Ding (2018) Automatic detection of degenerate planetary gear trains with different degree of freedoms. Applied Mathematical Modelling, 64, 320-332. http://doi.org/10.1016/j.apm.2018.07.038.
12. Esmail, E.L., Pennestrì, E., Hussein Juber A. (2018) Power losses in two-degrees-of-freedom planetary gear trains: A critical analysis of Radzimovsky’s formulas, Mechanism and Machine Theory, Vol. 128, 191–204, http://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.015.
13. Dankov, A.M. (2018) Planetary Continuously Adjustable Gear Train With Force Closure Of Planet Gear And Central Gear: From Idea To Design. Science & Technique, 17(3), 228–237. http://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-228-237.
14. Dobariya Mahesh, Bhavin Gajjar (2018) Design of Compound Planetary Gear Train, International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, vol. 6, iss. 4, 3179-3184, http://doi.org/10.22214/ijraset.2018.4527.
15. Heyun B., Guanghu J., Fengxia L., Rupeng Zh., Xiaozhu Z., (2018) Dynamic analysis of planetary gear train system with double moduli and pressure angles. MATEC Web Conf., 211. https://doi.org/10.1051/matecconf/201821117003.
16. Hussain, I., Albalasie, A., Awad, M.I., Seneviratne, L., Gan, D., (2018) Modeling, Control, and Numerical Simulations of a Novel Binary-Controlled Variable Stiffness Actuator (BcVSA). Front. Robot. AI 5:68. https://doi.org/10.3389/frobt.2018.00068.
17. Su, C., Wang, S., Liu, Y., Dong, P., & Xu, X. (2019). Coupled vibrations of a drive system during automatic transmission. Advances in Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1177/1687814019833508.
18. Wang, X., (2019) Nonlinear dynamics of planetary gear wear in multistage gear transmission system. Journal of Vibroengineering, Vol. 21, Iss. 6, 1738-1750. https://doi.org/10.21595/jve.2019.20471.
19. Zhizhou Jia, Pingkang Li, (2020) Nonlinear Dynamics of a Power-Split Transmission Unit with a Planetary Gear Train and Selectable One-Way Clutches. Hindawi Complexity, Vol. 2020, Art. ID 8729365, 16. https://doi.org/10.1155/2020/8729365.
20. Guo, Z.; Li, S.; Wu, W.; Zhang, L. (2020) Quasi-Static Load Sharing Characteristics of a Planetary Gear Set with Planet Journal Bearings. Applied Sciences, 10, 1113. https://doi.org/10.3390/app10031113.
21. Strilets O., Malashchenko V., Pasika V., Strilets V. (2019) Dynamichna model keruvannya shvydkosti cherez epitsykl pryvoda iz zubchastoyu dyferentsialnoyu peredacheyu. Visnyk Natsionalnoho universytetu „Lvivska politekhnika». „Dynamika, mitsnist ta proektuvannya mashyn i pryladiv». № 911. Lviv, NU «LP». 63–67.
Опубліковано
2020-10-05
Номер
Том 1 № 22 (2020): Науковий вісник Херсонської державної морської академії
Розділ
ІНЖЕНЕРІЯ У ТРАНСПОРТНІЙ ГАЛУЗІ