Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Проектирование спецмашин Часть 4. Стабилизация машин.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

12.95 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 / 4746 47 > Следующая >>>

Угол закручивания стержня торсиона определяется по формуле:

М Л 1

		Ф =	(6.19)
где	/ -	рабочая длина торсиона (из конструктивных
G = 7,848-Ю10 Па -		соображений принято / = 0,204 м);
G = 7,848-Ю10 Па -		модуль упругости;
	/р = (л-с34)/32 -	полярный момент инерции сечения стержня.
	В результате расчета будет:
	Ф =	182-0,204-32
	Ф =	= 0,329 рад.

7,848 10ю - 7t• (l,l -10-2)

Угол заневоливания стержня обычно определяют как срзан = ф-Ттах/[т], где ттах = 933-106 Па.

Отсюда

933-Ю6

ф= 0,329------------- = 0,441 рад-.

V696,4-106

6.2. Расчет механизмов горизонтального наведения

Методика расчета механизмов горизонтального наведения приводится на примере того же легкого плавающего танка, что и в п. 6.1, при действии максимальных расчетных нагрузок и среднем эксплуатационном режиме работы. Схема механизма горизонталь ного наведения (ГН) показана на рис. 6.3, данные для расчета при ведены в табл. 6.2.

Рис. 6.3. Кинематическая схема привода горизонтального наведения

Таблица 6.2. Исходные данные для расчета механизма ГН

Наименование величин и их размерность Обозначение Величина

Вес боевого отделения, Н	G	37278
Масса боевого отделения, кг	т	3800
Момент неуравновешенности по горизонтали, Нм	Мн	1850
Момент инерции боевого отделения, кгм2	Л	2400
	Z \	23
	Z2	38
	*з	19
	ZA	148
	Z 5	52
	Zb	72
	Z i	42
	*8	40
	Z 9	18
Количество зубьев шестерен	ZlO	40
	Zn	18
	Z l 2	53
	*13	28
	*14	53
	*15	28
	*n	368
	*CAT	60
	*3	135
	*c	15
Диаметр беговой дорожки погона, м	D6	1,905
Плечо рукоятки маховика, м	/?м	0,06
Плечо неуравновешенности, м	/	0,0496
Ускорение замедления при торможении, м/с*2	a	6

1. Определение передаточных чисел между элементами все зубчатых пар производится так же, как и в п. 6.1.

Передаточное число планетарного ряда:

i	1	Z3	1	135	1А
i	= 1 н—		= 1 н----- = 10.
т		Zr		а с
		Zr		15

(6.20)

( 6.21)

Передаточные числа конических пар:
		_ г„ _ 18 _							40
		iK = — = — = 0,45 ; iK]=— = —— = 2,222.
				40					18
Передаточные числа цилиндрических пар:
i„ = — = — = 1,652; I				= -^- = —				= 19,37; i„2 = ^ - = — = 0,528 ;
и	Z\	23	щ		z,		19		ш	г14	53
1ЦЪ		148			=^- = ^1 = 1,714; /,Ц 5					_ Z12 _ 53 _
1ЦЪ	= — = ^ = 2,85;			2,4	=^- = ^1 = 1,714; /,Ц 5					z,3	= — = 1,893.
	z5	52	'	2,4	z7		42	'	' UJ	z,3	28
	Передаточное число моторного привода:
		iM =	1Ц */Л7 • /z/i			= 1652		10 -19,37 = 320.
	Передаточное число повышающей ступени ручного привода:
		рв = Ц\ ' 1ц2 ' hn ■^					’ /П ' Z /3		*Z / 4 = 499, 2 .
	Передаточное число понижающей ступени ручного привода:
		Ь н =	Ы \	' *Л7	*	* ^К\ * *Z/3 '			4 * *Z/5 = 1 7 8 9 .

2. Тяговый расчет.

Момент сопротивления повороту башни на оси погона зависит от угла горки (угла а наклона продольной оси машины) и угла Р между продольной осью машины и осью ствола пушки:

М с = М ТР+ М сн + M j.

Момент трения при повороте будет равен:

f ‘ G ' D

М тр —----- -— -(sin а + cos а)

где / = 0,02 - коэффициент сопротивле ния повороту башни.

Момент сопротивления от неуравно вешенности повернутой на угол р башни:

Мсн = М н ■sin a • sin Р .

(6.22)

Результаты расчета приведены в табл. 6.3. и показаны на рис. 6.4.

Рис. 6.4. Семейство кривых Мс =Да,Р)

Таблица 6.3. Результаты определения моментов сопротивления повороту7

Момент	Углы поворота		Углы горки а, град
Момент	башни р, град	0	5	10	15	20
	башни р, град	0	5	10	15	20
Момент трения МТР, Нм		710	769	823	870	910
Момент сопротивления от не-	0	0	0	0	0	0
уравновешенности МСн, Нм	30	0	80,7	160,6	239	316
	30	0	80,7	160,6	239	316
	60	0	139,8	278	415,0	548
	90	0	161,3	321	479	633
Общий момент сопротивления	0	710	769	823	870	910
	30	710	850	983	1109	1226
	60	710	909	1101	1285	1459
	90	710,1	931	1144	1350	1543

Как видно из табл. 6.3, максимальный общий момент сопро тивления, равный 1543 Н-м, будет при а = 20° и Р = 90°. Следует привести его к валу электродвигателя:

Сэв =-М.С max

где г\|м -	КПД моторного привода (при трех парах зацепления т\|м =
= 0,980.

Таким образом,

	1543
М См =	= 5,12 Н м .
М См =	320-0,98

Выбираем двигатель ЭДМ -1100, имеющий номинальный мо мент 4,8 Н-м. В этом случае электродвигатель обеспечивает необ ходимый момент на номинальном режиме при а = 15°. При а > 15° и р = 0° необходимый момент электродвигателя обеспечивается не линейностью характеристики в режиме разгона, который превыша ет номинальный в несколько раз.

Приводятся к оси боевой шестерни (гз) моменты сопротивле

ния повороту башни:
при а = 0°	Мег	710
при а = 0°	МТР6ш\ ~	= 37,4 Н - м ;
	'ц\ 'Лц	19,37 0,98
при а = 20°, р = 90°	М	1547
при а = 20°, р = 90°	М ТРби„ = -----= — — — = 81,3 Н • м .
	/ш -т\|ц	19,37-0,98

Определяется максимальный маховый момент башни, приве

денный к оси погона при торможении(а = 0°; р = 90°):
М м = m a l - M TPl,	(6.23)
М м =3800-6 0,0496-710,1 = 421 Нм.

Следует привести его к боевой шестерне при торможении (а = 0°; р = 90°):

М 1

4KI ,/

=—М м _ ~ .	421
=—М м _ ~ .	= 22,2 Н • м .
iu l -T)u	19,368 0,98

Угловое ускорение при торможении (а = 0°; р = 90°) будет:

e = ^ L = ^ U 0,175с-

/ с	2400
Определяется	усилие на рукоятке

ручного привода:

при включении повышающей ступени

	Р = — Ц —
	"""	V
	при включении понижающей ступени
Рис. 6.5. Расчетные усилия	Р>4"	ip e ^ R M
	Результаты расчетов с использовани
нарукояткеручного привода	ем величин Мс из табл. 6.3 представлены

втабл. 6.4 и на рис. 6.5.

Таблица 6.4. Результаты определения усилий Рруч.

Усилие на рукоятке		Углы поворота		Углы горки а, град
ручного привода, Н		башни р, град	0	5	10	15	20
		0	27,3	29,6	31,6	33,4	35,0
р		30	27,3	32,7	37,8	42,6	47,2
р	руч в
г	руч в	60	27,3	35,0	42,3	49,4	56,1
		60	27,3	35,0	42,3	49,4	56,1
		90	27,3	35,8	44,0	51,9	59,3
		0	7,62	8,26	8,83	9,33	9,77
р		30	7,62	9,12	10,55	11,90	13,16
р	руч II
1	руч II	60	7,62	9,76	11,82	13,79	15,65
		60	7,62	9,76	11,82	13,79	15,65
		90	7,62	9,99	12,27	14,48	16,56

3. Определение скорости вращения башни.

Поскольку выбранный двигатель ЭДМ-1100 номинально име ет пм=2200 об/мин, то скорость вращения башни при работе элек тродвигателя будет:

®л/=-	м _ 6-2200
®л/=-	41,2град/с.
	320

При ручном наведении принимается пруч = 120 об/мин; следо вательно, скорость вращения башни при работе ручного привода с включением повышающей ступени будет составлять:

(0	6	_ 6-120	= 1,442 град/с.
ру’Чв	~Грв	~ 499/2
	~Грв	~ 499/2
С включением понижающей ступени при работе ручного при
вода получается:	6 пР)Щ
се>	6 пР)Щ	^	- о 402 град/с.
	Iрв	1789

4. Определение моментов пробуксовки фрикциона.

Моменты пробуксовки фрикциона, приведенные к оси погона

башни, определяются по формуле:
			1и\ • I... • iиз МФР	(6.24)
	М П фр
Поскольку Мфртт=\ \ Н м\ Мфртах =16				Н м , то приведен
ные моменты будут равны:
, min = —		19,37-10-2,85-11 = 6,19-103 Н-м;
П фрmin	Q g g
М ПЛ„т	= —		19,37-10-2,85-16 = 9-103 Н-м.
П фрmax	Q Qg

5. Определение ускорений рыскания фрикциона при отсут ствии пробуксовки (а = 0°).

Ускорения рыскания могут быть определены по формуле:

		М П фр +	М ТР\		(6.25)
		8 =			(6.25)
		/с
При подстановке		минимальных	и максимальных значении
М Пфр получается:
	6190 + 710 _ 2 g74 р а д / .			_ 9000 + 710 _ 1(?5 р а д /
^р min	2400	ршах			2400
	2400				2400

6 .	Определение момента сопротивления повороту машины.
Приведенный момент инерции машины относительно верти
кальной оси вращения определяется по формуле:
		Inp= l z +M В2,	(6.26)
где	В -	база машины (принята 2,74 м);
Iz = 64400 кг м2 -		момент инерции машины относительно верти
		кальной оси, вычисляется по чертежам машины;
М = 15817 к г -		масса машины.

/„„ =64400 + 15817 2,742 =1,187-105 кг-м 2

Момент сопротивления повороту машины определяется [1,19] зависимостью:

			М р ■L	(6.27)
			М см=Ц---- f — + / гр-м g - B,	(6.27)
			4
где ц = 0	,8	-	коэффициент сопротивления повороту;
/ Гр = 0	,1	-	коэффициент сцепления опоры с грунтом;
L = 3,95 м - длина опорной поверхности машины (по чертежам).
Отсюда получается:

15817*9 Я1• 3 95 М см = 0,8----------^-----'— + 0,1 15817-9,81-2,74 = 1,65МО5 Н м.

Ускорение рыскания машины в повороте будет являться отно шением момента сопротивления к приведенному моменту инерции:

е	_ МСЛ, _ 1,651-Ю5 1,391 р а д /
”	1ПР 1,187 105

Поскольку ускорение рыскания по фрикциону при торможении

с пушкой, повернутой на борт (Р = 90°), равно ePmin = 2,87 ,

что более чем в два раза превышает £п, то при рыскании машины пушка относительно машины смещаться не будет.

7. Расчет зубьев шестерен на прочность.

Проверка производится путем определения напряжения изгиба зубьев по известной нагрузке и заданном модуле и сравнения его с допускаемым напряжением.

• Б о е в а я ш е с т е р н я Z3. Материал шестерни - сталь 38ХС с пределом текучести от = 6 -108 Па.

По требованиям чертежа момент, действующий на боевую ше стерню Мбш = 627,8 Н м. Напряжение изгиба зуба определяется [19] по формуле:

			1,28	М БШ■кк • кд
			<V, =		(6.28)
где	кК= 1		" V e z3 Уз
где	кК= 1	-	коэффициент концентрации нагрузки;
	£д = 1	—коэффициент динамичности;
в = 35-10'3 м -			длина зуба;
	Уз = 0,37 -		коэффициент формы зуба (индекс «3» указывает
т_ = 5-10'3 м -			на шестерню z3);
т_ = 5-10'3 м -			модуль боевой шестерни.
	Получается:
			1,283-627,8-1-1		= 2,1410 Па.
					= 2,1410 Па.
		= '(5 10"3) -35-10"3 19 0,37
	Запас прочности по пределу текучести:
			пт=-	6-10*	= 2,80.
				2,14-10*
	• С а т е л л и т п л а н е т а р н о г о				р я д а zcaT. При длине зуба

в = 9-10'3 м, модуле зацепления mzсат = 1 • 1 0'3 м, числе зубьев zc = 15 и коэффициенте формы зуба усат = 0,52 по формуле (6.28), но с уче том передаточного числа im = 1 0 и г|ц = 0,98, получается:

°ит =-	1,283 -627,8-1 1
°ит =-	= 6,38-10 Па.
3-(l-10'3)	-910 -3 -10-15-0,52-0,98

Полученное напряжение изгиба оц = 6,38-108 Па несколько больше предела текучести от = 6-108 Па, но, учитывая, что режим страгивания фрикциона бывает редко, можно считать прочность зубьев сателлита обеспеченной.

• Ш ее т е р н я Z4. Шестерня изготавливается из стали 45 ХЛ с пределом текучести от=7,65-108 Па. Длина зуба шестерни в = 5-10'3 м, модуль зацепления mZ4=l • 10'3 м, коэффициент формы зуба у4 = 0,45.

Напряжение изгиба зубьев будет:
1,28'	М ЕШ■кк. ■кл	„
°я, = ^	” ‘,п - 4 Уа	= 3,95-10* Па.
" ‘-1	” ‘,п - 4 Уа

Запас прочности по пределу текучести:

7,65-10*

>h = '3,95-10* = 1,936.

Учитывая, что режим страгивания бывает редко, можно счи тать запас прочности зубьев шестерни z4 вполне достаточным.

8.Расчет долговечности подшипников.

Вкачестве расчетных условий приняты угол горки а = 15° и угол поворота башни Р = 90°, при этом общий момент сопротивле ния повороту башни при установившемся движении будет равен Мс= 1,349-103 Н м (см. табл. 6.3).

• Д о л г о в е ч н о с т ь п о д ш и п н и к а			на оси с а т е л л и т а
может быть определена по формуле:
	Г	„	V
106		С

^пс ~ '	Р ' в о д ' К		к J	(6.29)
	60	п,C A T

где С - динамическая грузоподъемность подшипника (из кон структивных условий выбран подшипник №7000105, имеющий величину С = 6570 Н);

Рвод - сила, действующая на ось сателлита;

кк= 1,2 - коэффициент вращения наружного кольца; лсат - относительное число оборотов сателлита.

Сила, действующая на ось сателлита, определяется по формуле:

				Р		_	М	В 0 Д	(6.30)
				■L	вВ оП дП	—"			(6.30)
						В		в о д ' 3
где Мвод = -		М С	1,349-103			= 71,17 Н • м - момент на водиле;
Ь А		М С
	1щ -г\ц 19,37-0,98
				RB0„ = 37,5 • 10 3 м					- радиус водила.
Получается:
		р		=.	71,17			= 632 Н .
		1	В П П					= 632 Н .
				3-37,5-10“
Относительное число оборотов сателлита равно:
		/ - 1		—— = 2200			10- ‘		= 300 мин-1
		1Ц ' 1т	^2. _ 1			1,652-10			135 -1
									15
Таким образом, долговечность подшипника на оси сателлита
будет:
			106 f		6570		43
		^77С ~ ‘		632-1,2				= 3,62 -104 ч .
		^77С ~ ‘		60-300				= 3,62 -104 ч .
				60-300

• Долговечность подшип

ников на оси боевой шестер			№80106	№1000907 В
			А
ни z3. При	разработке	схемы	5	;---------з
устройства	ось боевой	шес
терни расположена на двух под			27	32
шипниках: № 80106 и №

1000907 с динамической грузо			Рис. 6.6. Расположение подшипни
подъемностью 10400 Н и 8160			ков относительно боевой шестерни
Н. Расположение подшипников

относительно боевой шестерни показано на рис. 6.6.

При радиусе боевой шестерни /?Бш = 47,5-10"3 м сила, деиству-

ющая на ось боевой шестерни будет равна:
Р		М	В О Д			71,17		= 1592 Н .
		=
Г	Б Ш	RBlu • cos20°		47,5		10"3	cos20'

В соответствии с рис. 6.6 нагрузки на опорах будут:
РА= Р в ш ~ = 863Н;						Рв =Рбш~		= 1 2 Ш .
Поскольку число оборотов боевой шестерни равно:
		п =	м =	2200					,
		п Б Ш			— = 133,2°6/
		*if Л ,		1,652	. щ		/мин
						10

то долговечность подшипников на оси боевой шестерни будет со ставлять:

- для подшипника № 80106:

	106	10400 \ 3
		863,5 J _
LfiM
	60	= 2,19-10 ч ;
		133,17

- для подшипника № 1000907:

10'6 f8160Y

У 728 ^пв ~ ' 60-133,2 - = 1,756-10* ч.

В заключение можно отметить: механизм горизонтального наве дения работоспособен, так как расчеты показывают, что напряжения в элементах находятся в переделах допускаемых величин, а долговеч ность подшипников намного превышает необходимую.

<<< < Предыдущая 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 / 4746 47 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]