ИССЛЕДОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.825.6-192

ИССЛЕДОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

*

Е. В. Кукушкин Научный руководитель - Т. Т. Ереско

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

В результате проведенных экспериментальных исследований получены зависимости коэффициента полезного действия карданной передачи от ее конструктивно-режимных параметров, как критерия их оптимизации. Получено уравнение регрессионной модели влияния параметров: длины карданной передачи, угол перекоса валов карданной передачи, частота вращения карданной передачи, вращающий момент на коэффициент полезного действия карданной передачи.

Ключевые слова: коэффициент полезного действия, карданная передача, карданный вал. STUDIES OF THE UTILITY OF THE CARDAN TRANSMISSION

E. V. Kukushkin* Scientific supervisor - T. T. Eresko

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: [email protected]

As a result of experimental studies, the dependences of the efficiency of the cardan transmission on its structural-operational parameters are obtained as a criterion for their optimization. The equation of the regression model of the influence of the parameters is obtained: the length of the cardan gear, the angle of the skew of the shafts of the cardan gear, the frequency of rotation of the cardan gear, the torque on the efficiency of the cardan gear.

Keywords: efficiency, cardan transmission, cardan driveshaft.

Исследования по работе карданных передач разделяются на два направления: динамика и кинематика карданных передач. Основополагающими работами по кинематике и динамике карданных передач являются работы Чудакова Е. А. [1], Лысова М. И. [2; 3], Малаховского Я. Э. [4], Цитовича И. С. [5; 6], Лапшина С. А. [7-9]. Исследования кинематики карданных передач позволили установить, что в одношарнирной передаче при вращении ведущего вала с постоянной угловой скоростью, ведомый вал будет вращаться неравномерно с переменной угловой скоростью, при этом коэффициент неравномерности вращения является функцией угла наклона трубы кардана. Трудами Чудакова Е. А., Цитовича И. С. и другими было показано, что карданные передачи требуют как кинематические, так и динамические расчеты.

Наиболее перспективными направлениями повышение надежности карданных передач транспортно-технологических машин является совершенствование и модернизация элементов конструкции с целью повышения долговечности, безотказности и ремонтопригодности элементов, разработку прогрессивных технологий основанных на

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1

рациональных способах технического обслуживания и ремонта, разработку технических средств и методик испытаний. [10]

На основе анализа, выполненных ранее работ [11-13], было выявлено, что необходимо решить вопросы, связанные с совершенствованием карданной передачи, проверить адекватность и достоверность модели расчета коэффициента полезного действия карданной передачи и выполнить расчет погрешностей экспериментов.

При постановке эксперимента использовался план факторного эксперимента N = 23, факторами которого являются: длина карданной передачи (Ь, мм) - Х1, угол перекоса валов карданной передачи (у, град.) - Х2. В качестве целевой функции принимаем величину коэффициента полезного действия - У. Уровни факторов и интервалы варьирования представлены в таблице.

Уровни факторов и интервалы варьирования

Факторы Уровни факторов Интервал варьирования

Длина карданной передачи (Ь, мм) 510 25

Угол перекоса валов карданной передачи (у, град.) 10 4

Обработку полученных экспериментальных данных производили с помощью программного продукта для ЭВМ «ЕЯЕСЯЕ» [14] для получения уравнения линейной множественной регрессии по определению расчета коэффициента полезного действия карданной передачи, приведенного ниже:

ц = -9,48 + 0,0037Ь + 0,0066у + 2,446 ■ Ю-5 3,562 ■ Ю-5 -I2 - 3,353 ■ 10_3 - у2 (1)

Средняя погрешность аппроксимации при этом равна 14,26%. На рисунке 1 представлен график зависимости коэффициента полезного действия карданной передачи от длины и угла перекоса валов.

График зависимости коэффициента полезного действия карданной передачи от длины карданной передачи и угла перекоса валов

В результате проведенных экспериментальных исследований получены зависимости коэффициента полезного действия карданной передачи от ее конструктивно-режимных параметров, как критерия их оптимизации. Получено уравнение регрессионной модели влияния параметров: длины карданной передачи, угол перекоса валов карданной передачи, частота вращения карданной передачи, вращающий момент на коэффициент полезного действия карданной передачи.

Библиографические ссылки

1. Чудаков Е. А. Расчет автомобиля. М: МАШГИЗ, 1947. - 450 с.

2. Лысов М. И. Карданные механизмы. - М: ОНТИ, 1945. - 280 с.

3. Лысов М. И. Карданные передачи автомобиля. - М: МАШГИЗ, 1961. - 320 с.

4. Малаховский Н. Э. Карданные передачи. - М: МАШГИЗ, 1952. - 220 с.

5. Цитович И. С. Исследование кинематики и динамики карданной передачи автомобиля: дис. ... канд. техн. - М, 1948. - 147 с.

6. Цитович И. С., Альгин В. Б. Динамика автомобиля. - Минск: Наука и техника, 1981. -107 с.

7. Лапшин С. А. Некоторые нагрузки в трансмиссии автомобиля, вызванные работой карданной передачи. - М: Труды НАМИ, 1965, вып. 72, - 60 с.

8. Лапшин С. А. Основные направления повышения долговечности карданных передач тракторов: автореф. дис. ... д-р. техн. - М, 1976. - 33 с.

9. Лапшин С. А., Борисов С. Г. Пути повышения долговечности карданных передач тракторов / Тракторы и сельхозмашины. 1971, №4, с. 15-17.

10. Пастухов А. Г. Повышение надежности карданных передач трансмиссий сельскохозяйственной техники: дис. ... д-р. техн. наук: 05.20.03. М, 2008. 399 с.

11. Ереско А. С., Ереско С. П., Ереско Т. Т., Иваненко Е. В., Кукушкин Е. В. Совершенствование методики расчета коэффициента полезного действия карданной передачи с целью оптимизации ее конструктивных и эксплуатационных параметров / Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2017. №3 с. 25-45. DOI: 10.15593/24111678/2017.03.02

12. Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А. Повышение долговечности карданной передачи за счет совершенствования конструкции карданного шарнира и способа его технического обслуживания / Строительные и Дорожные машины. 2018, №1 С. 45-51

13. Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Кукушкин С. В., Меновщиков В. А. Повышение долговечности подшипников карданного шарнира неравных угловых скоростей / Системы. Методы. Технологии. 2018, Т. 38. №2. С. 19-24. DOI: 10.18324/2077-5415-2018-219-24

14. Ереско С. П. Регрессионный анализ многофакторных экспериментальных исследований (EREGRE) Свидет. об офиц. регистр.программы для ЭВМ № 2004610534 (РФ); Заявл. 24.12.2003, № 2003612713; Зарегистр. Роспатент 24.02.2004 г.

© Кукушкин Е. В., 2020