Анализ кинематической схемы двухскоростной ПКП «Фурнесс»

1.1. Анализ кинематической схемы двухскоростной ПКП «Фурнесс»

Рис.1.1. Кинематическая схема «Фурнесс»

1.1.1 Описание ПКП «Фурнесс»

Для проведения анализа ПКП проиндексируем основные звенья ПМ, образующих анализируемую ПКП:

Рис.1.2. Индексация основных звеньев ПКП «Фурнесс»

ПКП обеспечивает три передачи переднего хода и одну передачу заднего хода.

Как видно из схемы ПКП состоит из четырёхвенцового сателлита, четырех управляющих элементов:

Т₁- ленточный тормоз, установлен между корпусом и звеном 1, предназначен для остановки этого звена;

Т₂- ленточный тормоз, установлен между корпусом и звеном 2, предназначен для остановки этого звена;

Т₃- ленточный тормоз, установлен между корпусом и звеном 3, предназначен для остановки этого звена;

Ф- многодисковая фрикционная муфта, установлена между звеном д и звеном х, предназначена для жесткого соединения звеньев д и х, то есть для подвода мощности в ПКП.

Определим число степеней свободы ПКП по формуле П.Л. Чебышева:

,

где  - число подвижных звеньев,  - число кинематических пар пятого класса, в нашем случае подшипниковых опор,  - число кинематических пар четвертого класса, в нашем случае число зубчатых зацеплений.

.

Для работы ПКП должна обладать только одной степенью свободы, следовательно, для включения передачи в ПКП достаточно включить один управляющий элемент.

Таблица 1.1. Закон управления и преобразующие свойства ПКП «Фурнесс»

Передача	Закон управления ПКП				КПФ	iдх
	Т1	Т2	Т3	Ф
ЗХ	+				iз.х.=1/(1-iх1)	-3,125
I		+			iI=-i2x/(1-i2x)	3,437
II			+		iII=-i3x/(1- i3x)	1,875
III				+	1,0	1,0

1.1.2.Кинематический анализ «Фурнесс»

Таблица 1.2. Внутренние передаточные числа и кинематические характеристики ПМ

Символическое обозначение ПМ	Внутреннее передаточное число ПМ	Кинематическая характеристика ПМ
хд1	ix1=z1zст-х/zxzст-1==33·18/(30·15)= 1,3200	Kx1=z1zст-х/zxzст-1 =33·18/(30·15)=1,3200
2дх	i2x= zxzст-2/z2zст-x = =30·22/(26·18)=1,4103	K2x= zxzст-2/z2zст-x= =30·22/(26·18)=1,4103
3дх	i3x= zxzст-3/z3zст-x= =30·27/(21·18)=2,1429	К3x= zxzст-3/z3zст-x= =30·27/(21·18)=2,1429

Система уравнений кинематической связи основных звеньев ПКП имеет следующий вид:

(1-i_x1)·ω_д = ω_х − i_х1·ω₁

(1-i_2х)·ω_д = ω₂ − i_2х·ω_х

(1-i_3х)·ω_д = ω₃ − i_3х·ω_х

Вычислим значения угловой скорости ведомого вала Х на каждой передаче:

Результаты кинематического анализа сведем в таблицу.

По результатам кинематического анализа строим диаграмму угловых скоростей основных звеньев и сателлитов ПКП

Таблица 1.3. Расчеты кинематического анализа ПКП «Фурнесс»

Угловые скорости основных звеньев и сателлитов в ПМ	Управляющие элементы	Т3	1.8286	0.5195	0	1.0
		Т2	0.8616	0	0.3418	1.0
		Т1	0	0.4628	0.6464	1.0
		Ф	1.3200	0.7091	0.4667	0
	ПМ 3дх	ωст	2.2000	1.1818	0.7778	0
		ωх	-0.3200	0.2909	0.5333	1.0
		ωд	1.0	1.0	1.0	1.0
		ω3	-1.8286	-0.5195	0	1.0
	ПМ 2дх	ωст	2.2000	1.1818	0.7778	0
		ωх	-0.3200	0.2909	0.5333	1.0
		ωд	1.0	1.0	1.0	1.0
		ω2	0.8616	0	0.3418	1.0
	ПМ хд1	ωст	2.2000	1.1818	0.7778	0
		ω1	0	0.4628	0.6464	1.0
		ωд	1.0	1.0	1.0	1.0
		ωх	-0.3200	0.2909	0.5333	1.0
Передача			З.Х.	I	II	III

1.1.3.Силовой анализ ПКП «Фурнесс»

Уравновешивание ПКП на передаче заднего хода:

Рис.1.4. Задний ход ПКП «Фурнесс»

Уравновешиваем ПКП на первой передаче переднего хода:

Рис.1.5. Первая передача переднего хода ПКП «Фурнесс»

Уравновешиваем ПКП на второй передаче переднего хода:

Рис.1.6. Вторая передача переднего хода ПКП «Фурнесс»

Уравновешиваем ПКП на третьей передаче переднего хода:

Рис.1.7. Третья передача переднего хода ПКП «Фурнесс»

Результаты силового анализа сведем в таблицу.

Таблица 1.4. Результаты силового анализа ПКП Фурнесс»

Значения крутящих моментов на основных звеньях и управляющих элементах ПКП	Управляющие элементы	Т3	0	0	0,875	0
		Т2	0	2,437	0	0
		Т1	-4,125	0	0	0
		Ф	0	0	0	±1,0
	ПМ 3дх	Мх	0	0	1,875	0
		Мд	0	0	-1,0	0
		М3	0	0	-0,875	0
	ПМ 2дх	Мх	0	3,437	0	0
		Мд	0	-1,0	0	0
		М2	0	-2,437	0	0
	ПМ хд1	М1	4,125	0	0	0
		Мд	-1,0	0	0	0
		Мх	-3,125	0	0	0
Передача			З.Х.	I	II	III

1.1.4.Построение потоков мощности в ПКП «Фурнесс»

Построение потока мощности на передаче заднего хода:

Рис.1.8. Передача заднего хода ПКП «Фурнесс»

Построение потока мощности на первой передаче переднего хода:

Рис.1.9. Первая передача переднего хода ПКП «Фурнесс»

Построение потока мощности на второй передаче переднего хода:

Рис.1.10. Вторая передача переднего хода ПКП «Фурнесс»

Построение потока мощности на третьей передаче переднего хода:

Рис.1.11. Третья передача переднего хода ПКП «Фурнесс»