Распределение давления на зубе колеса гипоидной передачи в направлении мгновенной площадки контакта

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Кроме того, из краевого бюджета планируется выделение субсидий на компенсацию части затрат на приобретение новой техники и уплату первоначального взноса по договорам лизинга.
6. Эффективность технического перевооружения
Обновление машинно-тракторного парка составит 5%, что повысит энергообеспеченность и оснащенность производства основными видами техники (табл. 4). Нагрузка на технику снизится на 12−15% и составит 225 га на один трактор и 215 га на зерноуборочный комбайн.
Таблица 4
Обеспеченность с. -х. производства техникой при реализации программы
Год Энергообеспеченность, кВт/га Уровень обеспеченности, %
Трактор Комбайны
зерноуборочный кормоуборочный
2006 0,96 80 57 65
2007 0,97 82 59 66
2008 0,98 84 61 67
2009 0,99 86 63 68
2010 1,00 88 65 69
Техническая надежность и технологический уровень новых тракторов позволят повысить в 1,5−2,0 раза производительность и сезонную выработку машинных комплексов на их базе. При высоком качестве работ снижение материальных и энергетических затрат на единицу продукции по сравнению с традиционными технологиями составит от 15 до 40%.
Применение современных технологических комплексов позволит уменьшить в 1,5−2,0 раза количество механизаторов при выполнении полевых работ в оптимальные агротехнические сроки.
Литература
1. Долгов, И. А. Тенденции развития конструкций моторно-трансмиссионных установок сельскохозяйственных тракторов / И. А. Долгов // Тракторы и с. -х. машины. — 2006. — № 6. — С. 3−9.
2. Российский рынок сельскохозяйственной техники в январе-мае // Тракторы и с. -х. машины. — 2006. -№ 8. — С. 5.
3. Липкович, Э. И. Производство тяжелых сельскохозяйственных тракторов: состояние и перспективы /
Э. И. Липкович // Тракторы и с. -х. машины. — 2006. — № 11. — С. 3−9.
---------±-------------
УДК 621.9 Д.А. Маринушкин
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ЗУБЕ КОЛЕСА ГИПОИДНОЙ ПЕРЕДАЧИ В НАПРАВЛЕНИИ МГНОВЕННОЙ ПЛОЩАДКИ КОНТАКТА
В работе рассмотрена контактная задача применительно к контакту зубьев гипоидной передачи. Показано влияние фрикционных параметров на динамику контакта.
Данный вид передачи относится к сложным пространственным зацеплениям, поэтому существенное влияние на долговечность оказывают геометрический фактор, характеризующий геометрию контактирующих поверхностей и их взаимное расположение- физико-механический фактор, характеризующий упругие свойства материала зубчатых колес- силовой фактор, определяющий величину усилий действующих в зацеплении- кинематический и динамический факторы.
Мгновенное пятно контакта ab в зацеплении шестерни и колеса, имеющее эллиптическую форму, движется вдоль рабочей линии зацепления ^ (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения мгновенного пятна контакта
Решение упругой контактной задачи рассматриваем в полюсе зацепления. Схема контакта в зацеплении и действие сил приведены на рисунке 2.
Рис. 2. Расчетная схема контакта зубьев гипоидной передачи
В контактной задаче наряду с нормальным давлением имеют место касательные усилия, тогда граничные условия принимают вид
T (x) = f ¦ P (x), v = q (x) + const. (1)
Здесь v — проекции смещения в направлении оси Оу- P и T — давление и касательное напряжение- q (x) — уравнение поверхности зацепления (функция соответствующая поверхности, ограничивающей основание верхней полуплоскости) — f — коэффициент трения скольжения.
Напряженно-деформированное состояние на отрезке ab, мгновенной площадке контакта, определим с помощью задачи Римана-Гильберта для полуплоскости [1, 2]. Общее решение задачи дается формулой
Ф (z)
1
2п iX (z)
X (t)q (t)dt + P (z)
a
(t — z) X (z)
(2)
-1 -в a) 2
-1+в
где Р (і) — произвольный полином- X (г) = (г — а) 2 (Ь — г) 2 — 9 — величина определяемая через коэффициент трения (см. ниже).
Для данного сопряжения распределение давления на участке аЬ будет несимметричным относительно оси Оу. В связи с этим компоненты напряжения через функцию Ф (і) представляются в форме
Р (х) + ІТ (х) = Ф + (х) — Ф- (х). (3)
Знаки (+) и (-) обозначают граничные значения, принимаемые функцией слева и справа от Оу.
Таким образом, граничные условия (1) на участке аЬ записываются в следующем виде на основании формул, представленных в [1, 2]:
(1 — І/) • Ф + (х) + (1 + І/)Ф + (х) = (1 — І/) • Ф-(х) + (1 + І/)Ф -(х), (4)
%Ф~ (х) + Ф + (х)-хФ + (х) — Ф — (х) = 4П • д'-(х), (5)
причем условие Т (х) = Р (х) = 0 на Ох вне аЬ эквивалентно условию голоморфности функции Ф (і) вне
отрезка аЬ- х = 3 — 4п- п — коэффициент Ляме, определяемый через модуль упругости и коэффициент Пуас-
сона [1].
b
Формула (4) показывает, что функция (1 -I/) -Ф (г) + (1 +I/)Ф (г) должна исчезать вне отрезка
аЬ, т. е.
(1 -/) -Ф (г) + (1 + /)Ф (г) = 0. (6)
Тогда из формулы (6) определяется Ф (г) через Ф (г)
Ф (г) =-. (7)
(1 +1/)
Значение из (7), подставляя в (5), получаем граничное условие для Ф (г):
Х+1 +/ (х-1)
Ф + (х)
х+1 — / (х-1).
На основании полученного выражения (8) и общего решения (2), вводя величину
1 (~ х-1 ^
в = - аг^ап п
/¦ --, получим при 0 & lt- в & lt- 0,5
. х+1
-+в --в
Ф, 2п (1 +1/)¦ епвес8(пв))(г-а)2 (Ь-г)2 д (г)йг, Рп (1 +I/)¦
Ф (г) =------------------------------------------------------------------------------------------1-- I-±1--. (9)
-+в -в * г — г -+в -в
п (х +1)(г — а)2 (Ь — г)2 а 2п (г — а)2 (Ь — г)2
Давление в направлении мгновенной площадки контакта аЬ определяется из соотношения (3) с использованием формул Сохоцкого-Племеля [1], а именно
Р (х) = _ ¦ д,(X) + --------Рп еС^(Пв) | +
х+1 -+в -в
п (х — а)2 (Ь — х)2
+
о Ь -+в -в
4п ес8 (пв)______________Г (г — а)2 (Ь — г)2 -д'- (г) ^ (10)
1+в 1 -в •* г — х
п (х+1)-(х — а)2 (Ь — х)2 а
На основании (1) распределение касательных усилий запишется
Т (х) = /-Р (х). (11)
Полученные выражения определяют распределения давления в зоне контакта.
Касательные усилия действуют так, что площадка контакта перемещается на величину упругого смещения хо от оси Оу. Для определения данной величины Галин [2] дает следующую зависимость:
^ = 1 -в, (12)
I
где I — длина контактной линии аЬ, определяемая по формуле, представленной в работе [3], а именно:
— = Па '- 3
3 п Р
/упр. п (13)
2- ^ к… '-
где Па — безразмерный коэффициент, определяемый по табличным данным [3]- Пупр — упругая постоянная- Ткглт — сумма главных кривизн в зацеплении гипоидной передачи.
Решая совместно (12) и (13), получим выражение для определения величины упругого смещения
Х0 = 2-(1 -в)-па
3 Пупр. -Рп
9-V* ¦ (14)
2 / - кглш
Учитывая, что вдоль рабочей линии зацепления сс радиус кривизны и модуль скорости ик принимают различные значения (это относится к гипоидным передачам и передачам с круговыми зубьями), то коэффициент трения будет переменным и, учитывая неравномерность передачи вращения, меняет свою величину сила Рп (зависит от парности зубьев в контакте). Тогда коэффициент трения от скорости и нагрузки можно выразить так [4]:
k • 1)
тю=fo -pk-, (15)
п
/0 — коэффициент трения покоя- к — эмпирический коэффициент.
Как видно из выражений (14) и (15) при увеличении нагрузки хо будет расти, а при увеличении скорости ик будет падать.
Распределение давления (10) запишем с учетом переменного коэффициента трения в следующем виде: P (x%) = _ 4П • вт (яв (Ук. рп)) • cos (п^(uk. р)) • ^ (%) + Рп сов (п#(ик. р)) +
Х +1 -+#(и Кп) -_#(-% Рп)
^ п (х_а)2 кп (Ъ_х)2 кп
о Ъ -+#(ьк К) — _#(ик Рп)
+ 4п • сов2 (жв (Ук, Рп)) /г (г _ а)2 (Ъ _О2 -д'-(Р. (16)
. …. ^(и. Р)._. 2_#(«кР) а * _X
п (х + -)•(х _ а)2 (Ъ _ х)2
На рисунке 3 приведены зависимости давления от нагрузки и скорости в полюсе зацепления при следующих данных (табл.):
Расчетные данные
Наименование Расчетный элемент Величина элемента
Число зубьев шестерни Z1 14
Число зубьев колеса Z2 31
Сумма главных кривизн Xкглт 0,085 мм-1
Коэффициент Ляме п 7,69Ч1010
Коэффициент Па 9,55
Радиус Я 0,8 м
Коэффициент Ляме X 1,8
Р, Па
Р, 1а
Рис. 3. Зависимость давления от нагрузки и скорости: а — при постоянной нагрузке- б — при постоянной скорости
Верхнюю полуплоскость (зуб шестерни) примем в виде окружности большого радиуса, следовательно, значение q (x) будет приближенным и, заменяя окружность параболой, получим распределения давления как функцию от скорости и нагрузки Р (х, и, Рп)
q (х)
(X _ Хо) 2Я
(17)
Таким образом, по результатам теоретического анализа работы гипоидной зубчатой пары можно сделать следующие выводы:
1. Коэффициент трения относительного скольжения зубьев влияет на величину смещения максимальной нагрузки к сторону качения.
б
а
2. Увеличение нагрузки при постоянной скорости приводит к увеличению упругого смещения, что приводит к росту растягивающих касательных напряжений (рис. 3, б).
3. С ростом скорости величина упругого смещения уменьшается, что приводит к снижению касательных напряжений (рис. 3, а).
Литература
1. Мусхелишвили, Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости / Н.И. Мусхелишви-ли. — М.: Наука, 1966.
2. Галин, Л. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости / Л. А. Галин. — М.: Наука, 1980. — 304 с.
3. Лопато, Г. А. Конические и гипоидные передачи с круговыми зубьями: справ. пособие. — 2-е изд, пере-раб. и доп. / Г. А Лопато, Н. Ф. Кабатов, М. Г. Сегаль. — М.: Машиностроение, 1977.
4. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. — М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.
----------±------------
УДК 631. 311 Ю.А. Сергеев
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАБАЙКАЛЬЯ
Статья посвящена системному анализу технологии возделывания зерновых культур в условиях Забайкалья и разработке ее обобщенной структурной модели. Получена целевая функция условной продуктивности с единицы площади пашни.
Анализ целевой функции, составленной на получение максимальной продукции с единицы площади возделываемой культуры, позволяет определить пути совершенствования технических средств по поверхностной обработке почвы и посеву семян.
В результате системного анализа установлено, что наиболее энергозатратными при производстве зерна являются обработка почвы и посев семян.
При возделывании зерновых культур в зоне Забайкалья наибольшее распространение получила традиционная почвозащитная технология. Для почвозащитного земледелия принципиальное значение имеют пар, обработка почвы с сохранением пожневных остатков на поверхности поля, использование севооборотов с учетом природно-климатических условий, проведение влагонакопительных мероприятий (использование атмосферных осадков и создание глубинных запасов влаги), соблюдение комплекса агротехнических мер борьбы с сорняками, дифференцированный подход к выбору сроков сева, нормы высева и глубины заделки семян и соблюдение системы внесения удобрений.
Чистый пар является основным звеном севооборота, решающим вопросом накопления влаги, борьбы с сорняками. С другой стороны, на паровом поле почва целый год открыта для ветра и воды, в ней идет процесс ускоренной минерализации органического вещества и является наиболее эрозионноопасным участком [1].
При возделывании сельскохозяйственных культур наряду с учетом качества выполнения отдельных элементов технологического процесса необходимо учитывать интегральные показатели, такие, как энергозатраты, стоимость выполнения отдельных элементов процесса, естественнобиологические изменения почвы и растений и другие [2].
Это предполагает разработку обобщенной структурной модели оценки элементов технологического процесса на основе общих и частных целевых функций эффективности производства сельскохозяйственных культур, что возможно при системном анализе технического процесса возделывания и уборки сельскохозяйственных культур [3].
Анализ технологического процесса возделывания и уборки зерновых культур позволяет выделить пять этапов этого процесса. Структурно-технологическая схема анализа показателей технологии возделывания и уборки зерновых культур приведена на рисунке 1.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой