Повышение эффективности функционирования клиновых механизмов свободного хода с дополнительной кинематической связью в механических бесступенчатых передачах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Козленок Александр Владимирович

• Козленок Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Козленок Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КЛИНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА

1.1. Основные принципы работы самотормозящихся клиновых механизмов свободного хода

1.2. Влияние конструктивных особенностей клинового механизма на условия фрикционного зацепления элементов

1.3. Влияние конструктивных особенностей клиновых механизмов свободного хода на их быстродействие

1.4. Выводы по главе

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КЛИНОВОГО МЕХАНИЗМА СВОБОДНОГО ХОДА С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ

2.1. Анализ методов проверочного расчета клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

2.2. Структура математической модели клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

2.3. Массово-динамический уровень математической модели клинового механизма свободного хода

2.4. Контактно-фрикционный уровень математической модели клинового механизма свободного хода

2.5. Уровень расчета и вывода теоретических характеристик МСХ

2.6. Выводы по главе

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КЛИНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА

3.1. Описание объекта теоретического исследования

3.2. Анализ чувствительности модели клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью к изменению параметров его компонентов

3.2.1. Влияние изменения коэффициента трения на эффективность работы клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

3.2.2. Влияние закона трения на эффективность работы клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

3.2.3. Влияние передаточного отношения дополнительной кинематической связи на эффективность работы клинового механизма свободного хода

3.2.4. Влияние жесткости прижимной пружины на эффективность работы клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

3.2.5. Влияние массы клина на эффективность работы клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

3.2.6. Влияние длительности проскальзывания клина на эффективность работы клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

3.3. Предложение по модификации клина механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью с целью увеличения быстродействия и эффективности механизма

3.3.1. Варианты исполнения клина с модифицированными поверхностями трения

3.3.2. Влияние проскальзывания клина на распределение сил внутри клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

3.4. Выводы по главе

4. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦА МЕХАНИЗМА СВОБОДНОГО ХОДА, ОСНАЩЕННОГО ПОРИСТЫМ КЛИНОМ

4.1. Описание испытуемых образцов клина

4.2. Описание стенда для испытаний клиновых механизмов свободного хода

4.3. Методика исследования характеристик клиновых механизмов свободного хода

4.4. Предварительная обработка результатов

4.5. Выводы по главе

5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ВАЛИДАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

5.1. Анализ влияния конструкции пористого клина на крутящий момент, передаваемый клиновым механизмом свободного хода с дополнительной кинематической связью

5.2. Влияние конструкции пористого клина на быстродействие клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

5.3. Влияние конструкции пористого клина на рабочий ход клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью

5.4. Сравнение полученных экспериментальных и теоретических характеристик клиновых механизмов свободного хода с дополнительной кинематической связью

5.5. Прогнозирование теоретического скоростного диапазона клинового механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью, оснащенного клином пористой конструкции

5.6. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Изображения вложенных блоков математической модели

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Конструкторская документация на компоненты испытательного стенда механизма свободного хода

ПРИЛОЖЕНИЕ В Тензоры инерций испытуемых клиньев

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Графические интерфейсы и фотографии с испытаний

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Рабочих ход механизма свободного хода, оснащенного испытуемыми клиньями

ВВЕДЕНИЕ

Трансмиссия транспортного средства - это система механизмов служащих для передачи, преобразования и распределения крутящего момента от силовой установки на исполнительные механизмы и ведущие колеса [1; 2]. По принципу преобразования крутящего момента передачи трансмиссий можно разделить на следующие типы [3-5]:

• механические

• вальные; • вально-планетарные;

• безвальные; • фрикционные;

• планетарные; • импульсные;

• гидравлические (гидрообъемные);

• электрические;

• пневматические;

• гибридные

• гидромеханические; • электромеханические.

Наиболее распространенным типом на легковых транспортных средствах

российского и европейского автопарка является механическая ступенчатая передача [6] в силу ее дешевизны, минимального количества необходимых электронных и электрических компонентов, а также простоты обслуживания и высокой надежности. На коммерческом грузовом транспорте наиболее распространенными являются механические вальные с планетарным делителем и гидродинамические передачи [5; 6]. Механические передачи с делителем распространены в силу широкого диапазона передаточных отношений и высокой надежности. Гидродинамические передачи обладают полуавтоматическим или автоматическим управлением, способны многократно увеличивать крутящий момент, благодаря гидротрансформатору, и способствуют повышению ресурса силовой установки в силу отсутствия прямой механической связи. Наиболее распространенной для специальной техники и машин особого назначения является гидрообъемная передача [4; 7]. Такой тип передачи позволяет обеспечить наиболее гибкую компоновку транспортного средства (ТС) в силу

передачи крутящего момента и мощности по гибким рукавам высокого давления, что, например позволяет создавать компоновки с шарнирно сочлененной рамой. Кроме того, такой тип передач является бесступенчатым, в силу чего способен обеспечивает плавный рост крутящего момента на ведущих колесах ТС.

По передаче потока мощности передачи разделяются на ступенчатые с разрывом потока мощности, ступенчатые без разрыва потока мощности (преселективные роботы) и бесступенчатые без разрыва потока мощности [3; 8; 9]. Передачи с безразрывным потоком мощности могут служить как для повышения класса комфорта ТС в силу наиболее плавного ускорения и отсутствия рывков при переключениях передач [10], так и для обеспечения наилучшей проходимости при низких коэффициентах сцепления шины с поверхностью движения за счет плавного преобразования крутящего момента.

По типу управления трансмиссии могут быть с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические. Трансмиссии с ручным управлением, как правило, включают в себя механическую многовальную коробку передач с поисковым методом включения передач и фрикционной муфтой сцепления, а их популярность обеспечивается простотой устройства, низкой трудоемкость при обслуживании и высокой надежностью [4; 5; 11; 12]. Полуавтоматические трансмиссии практически не применяются на современных легковых ТС, но до сих пор могут встречаться в специальной технике, оснащенной механическими вальными передачами с гидромуфтой или гидротрансформатором [4]. Гидротрансформатор или гидромуфта являются полностью автоматическими в рамках преобразования крутящего момента и мощности в пределах одной передачи, а непосредственно выбор и переключение самих передач осуществляется вручную. Полностью автоматические трансмиссии достаточно часто встречаются как на легковых, так и на грузовых ТС. Такие трансмиссии могут включать в себя гидродинамические передачи с электронным управлением блокировкой и последовательно установленной дополнительной планетарной коробкой передач, так и роботизированные механические вальные коробки

передач с одним или двумя сцеплениями. Эффективность данных типов трансмиссий может определяться, как только механическим КПД в случае механической многовальной коробки передач, так и комбинацией механического КПД, гидравлического или объемного КПД для гидромеханических и гидрообъемных передач [4; 13].

Согласно статистическим исследованиям Европейской ассоциации автомобильных производителей ACEA [6] и данным из отчетов «Автостат» за последние 5 лет реализация новых легковых автомобилей оснащенных трансмиссиями с автоматическим управлением превышает 50%, когда по результатам первого полугодия 2021 года, реализация автомобилей, оснащенных АКПП на территории Российской Федерации превысила 64%, что подтверждает тенденцию ухода от трансмиссий с ручным управлением [11].

Основной тенденцией развития наиболее популярных гидродинамических и механических роботизированных коробок передач является увеличение числа передач переднего хода [14]. Данное направление развития объясняется повышенными требованиями к топливной экономичности, экологичности, а также к плавности хода ТС. Помимо вышеперечисленных факторов увеличенное количество ступеней позволяет ТС наиболее эффективно двигаться во всем диапазоне доступных для него скоростей с меньшей частотой вращения коленчатого вала [14]. В настоящее время разработкой 90% автоматических трансмиссий занимаются такие зарубежные компании как: BorgWarner, Voith, ZF AG, Allison Transmission, Eaton, и Aisin Seiki [6; 14]. Наиболее технологичными и эффективными примерами гидродинамических передач, представленными на автомобильном рынке и обладающими широким диапазоном передаточных отношений являются девятиступенчатая трансмиссия NAG3, и восьмиступенчатая ZF8. NAG3 производства Mercedes-Benz Group AG обладает диапазоном передаточных отношений от 5,503 до 0,601 (W9A 700) и снабжена четырьмя планетарными рядами с шестью фрикционными элементами управления [15]. Трансмиссия ZF8 производства компании ZF Friedrichshafen AG обладает

диапазоном передаточных отношений от 5,25 до 0,6154 (8HP TBD) и снабжена четырьмя планетарными рядами с пятью фрикционными элементами управления [16]. Несмотря на большой тяговый потенциал гидромеханических передач, фиксированное число передач негативно влияет на плавность хода. Наибольшей плавностью хода и плавностью преобразования крутящего момента до сих пор обладают бесступенчатые фрикционные передачи, такие как ременные вариаторы, например, XTRONIC CVT. Однако, такие типы вариаторов обладают низкими тяговыми способностями и узким диапазоном передаточных отношений. XTRONIC CVT имеет диапазон передаточных отношений от 2,56 до 0,427; в то время как допустимый входной крутящий момент передачи ограничен порядка 400 Н-м, что вдвое меньше, чем у выше приведенных гидродинамических передач [17; 18].

Одной из наиболее недооцененных типов передач, объединяющих достоинства гидродинамических и фрикционных передач, является - импульсная механическая бесступенчатая передача. Многие производители трансмиссий имеют такие наработки (например, LuK AG [22]) и ведут исследование в этой области (ИМАШ УрО РАН и др.). Установка таких передач на современные ТС даст расширенный диапазон передаточных отношений, позволит уменьшить количество электронных блоков управления (способность к саморегулированию передачи А.А. Благонравова), а также обеспечит трогание ТС без применения гидравлических или фрикционных муфт (за счет способности кинематических связей передачи занимать положение, при котором обеспечивается нулевое передаточное отношение). Внедрение таких передач сдерживается как низкой работоспособностью механизмов свободного хода типовых конструктивных схем, работающих в условиях импульсного нагружения, так и недостаточным объемом исследования в областях их проектирования и эксплуатации в импульсных передачах ТС.

Наиболее нагруженными узлами в рассматриваемой передаче выступают роликовые механизмы свободного хода. Данные механизмы выполняют функцию

выпрямителя механических колебаний и преобразуют колебательное движение входных звеньев во вращательное однонаправленное движение выходного вала передачи [22]. Такой тип механизмов включает в себя множество высших кинематических пар [23; 24], а именно контактов роликов и цилиндрических обойм (соприкосновение по линии), что приводит к сильному ограничению передаваемого крутящего момента и локальному износу внешней и внутренней обойм механизма [25; 26].

Актуальность исследования обусловлена тем, что одним из наиболее эффективных способов увеличения передаваемого крутящего момента и повышения эффективности функционирования перспективных механических бесступенчатых передач ТС является внедрение быстродействующих клиновых механизмов свободного хода (МСХ). Переход на низшие кинематические пары в МСХ повысит износостойкость механизма, а также его удельную нагрузочную способность [25; 27]. Однако сохранение исходного скоростного диапазона рассматриваемых бесступенчатых механических передач потребует применения МСХ, оснащенных клиньями специального исполнения [28].

Вышеизложенное подтверждает актуальность проведения исследования, направленного на определение влияния механической структуры тела и рабочих поверхностей клиньев, изготовленных с помощью аддитивных технологий на быстродействие и цикловой коэффициент полезного действия МСХ, работающих в режиме выпрямителя механических колебаний в перспективных бесступенчатых передачах ТС.

Степень разработанности темы исследования

Теоретические исследования и рекомендации по проектированию и компоновке бесступенчатых механических передач заложены, такими авторами как: А.А. Благонравов, С.И. Худорожков, В.Ф. Мальцев, В.Г. Карабань, А.Е. Кропп, С.В. Алюков, А.Ф. Дубровский, В.П. Бондалетов, С.П. Баженов, С.В. Черепанов.

Теоретические исследования, экспериментальные данные и рекомендации по проектированию клиновых механизмов свободного хода опубликованы такими авторами как: А.А. Благонравов, О.В. Шарков, В.Б. Держанский, С.И. Худорожков, А.А. Гончаров.

Несмотря на множество теоретических и экспериментальных исследований, необходимо дальнейшее изучение и создание новых методик модернизации клиновых МСХ. Необходимо проведение детального анализа динамических эффектов в переходных процессах, учитывающего распределение нормальных сил и сил трения в упругом деформируемом контакте, а также отвода смазочного материала из пятна контакта, что потребует создания новых методов математического моделирования.

Объектом исследования в представленной работе является клиновой МСХ с дополнительной кинематической связью (ДКС), оснащенный пористыми металлическими клиньями, работающий в режиме выпрямителя механических колебаний, как элемент механической бесступенчатой передачи ТС.

Предметом исследования является влияние пористой структуры тела и рабочих поверхностей клина, созданного с применением аддитивных технологий, на быстродействие и эффективность работы клинового МСХ с ДКС.

Цель и задачи исследования

Целью исследования является разработка конструкции клина с пористыми структурами, позволяющего расширить скоростной диапазон работы МСХ с ДКС для применения их в перспективных бесступенчатых передачах ТС при максимальном сохранении коэффициента полезного действия механизма, величины передаваемого крутящего момента, а также эффективности отвода смазочного материала при изменении геометрии клина в течение эксплуатации.

Для достижения поставленной цели в рамках исследования необходимо решить следующие задачи:

1. Установить основные факторы, влияющие на эффективность и быстродействие клинового МСХ с ДКС как элемента механической

бесступенчатой передачи, работающего в режиме выпрямителя механических колебаний.

2. Создать математическую модель для оценки влияния геометрических параметров элементов клиновых МСХ, с учетом тензоров их инерции, на величину передаваемого механизмом крутящего момента и теоретического циклового КПД механизма, а также модуль визуализации, позволяющий выводить графическую визуализацию динамики его элементов.

3. Определить основные факторы, ограничивающие частоту работы и цикловой КПД клинового МСХ с ДКС, оснащенного клином с пористыми структурами.

4. Спроектировать и изготовить металлические пористые клинья разного исполнения с применением аддитивных технологий.

5. Произвести экспериментальное исследование характеристик клинового МСХ работающего в режиме выпрямителя механических колебаний, оснащенного пористым клином и клином с однородной структурой при разных скоростях и нагрузках.

6. Определить прирост эффективности, полученный за счет применения клиньев с пористой структурой в рамках испытаний МСХ с ДКС.

Научная новизна

1. Предложена методика моделирования, учитывающая тензоры инерции всех компонентов механизма и позволяющая рассчитать цикловой КПД МСХ, а также крутящий момент и мощность, передаваемые МСХ как элементом механической бесступенчатой передачи, работающим в режиме выпрямителя механических колебаний.

2. Предложена методика определения крутящего момента, передаваемого ДКС МСХ в разных режимах работы.

3. Предложен интерфейс графического вывода анимации динамики элементов МСХ для осуществления визуального контроля процессов,

происходящих в МСХ, и упрощения интерпретации графиков, полученных в результате моделирования.

4. Испытана технология изготовления с применением аддитивной печати металлами, позволяющая создать пористую структуру на всю глубину тела клина, способствующую сохранению структуры рабочих поверхностей и эффективности отвода смазочного материала при изменении геометрии клина в течение эксплуатации.

Теоретическая и практическая значимость исследования

1. Создана и экспериментально валидирована математическая модель расчета, позволяющая в рамках одного программного пакета полностью описать, кинематику, динамику и оценить характеристики клиновых МСХ разного исполнения.

2. Предложенная математическая модель позволяет прогнозировать теоретический рабочий частотный диапазон клиновых МСХ разного исполнения.

3. Экспериментально подтверждено, что предложенная технология изготовления и конструкция клина позволяют увеличить эффективность отвода смазочного материала с рабочих поверхностей клина и увеличить быстродействие клиновых МСХ с ДКС, что приблизит скоростной диапазон данного типа МСХ к диапазону роликовых МСХ, используемых в перспективных бесступенчатых передачах ТС.

4. Предложенный испытательный стенд и методика испытаний позволяют с высокой точностью и частотой регистрировать положение ведущего и ведомого элементов, а также мощность, передаваемую клиновым МСХ.

5. Предложенный испытательный стенд позволяет испытывать клиновые МСХ с ДКС с возможностью изменения крутящего момента нагрузки и частоты ведущего эксцентрика в режиме выпрямителя механических колебаний, применяемом в бесступенчатых передачах ТС.

6. Предложенный алгоритм обработки позволяет с высокой точностью определять цикловой КПД МСХ, а также выявлять факторы, влияющие на его снижение с учетом изменения геометрии клина.

Методология и методы исследования

Для выполнения обозначенных задач были разработаны методы, базирующиеся на трудах отечественных и зарубежных ученых и инженеров в области теории машин и механизмов, автомобилестроения, синтеза кинематических схем и автоматических трансмиссий, а также обработки данных и программирования.

Математическое моделирование и обработка экспериментальных данных выполнялись в пакете программ MatLab, Simulink и Simscape. Разработка геометрии и конструкторской документации на изготовление экспериментальных образцов и элементов испытательного стенда производились в пакете программ DS SolidWorks.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Применение предложенной многоуровневой математической модели позволяет моделировать работу клинового МСХ с ДКС, оценивать величину передаваемого крутящего момента и потока мощности, определять теоретический цикловой КПД механизма, а также выводить графическую визуализацию динамики его элементов.

2. Применение предложенной многоуровневой модели способствует определению факторов, наиболее влияющих на цикловой КПД МСХ, как элемента механической бесступенчатой передачи ТС, работающего в режиме выпрямителя механических колебаний.

3. Выявлено, что современный уровень развития аддитивных технологий спекания порошковых металлов позволяет изготовить клин МСХ, шероховатость поверхностей и допуски отклонения формы которого соответствуют требованиям к механическим муфтам общемашиностроительного применения.

4. Экспериментальным путем определено, что предложенные клинья, выполненные с помощью аддитивных технологий и имеющие пористые структуры, способны выдерживать такие же нагрузки, как и клин с однородной структурой.

5. Экспериментальным путем определено, что клин, имеющий пористые структуры в теле и на рабочих поверхностях, быстрее отводит смазочный материал, что увеличивает цикловой КПД и быстродействие клинового МСХ с ДКС и, в свою очередь, способствует применению МСХ такой конструкции в качестве выпрямителей механических колебаний бесступенчатых передач.

6. Предложенная конструкция клина позволяет сохранить эффективность отвода смазочного материала при изменении геометрии клина в течение эксплуатации в силу того, что отводящие поры проходят через всю толщину тела клина.

Степень достоверности результатов и апробация результатов

Достоверность полученных в исследовании результатов подтверждается проведением анализа методом конечных элементов, частотного анализа компонентов клинового МСХ с помощью современных программных пакетов, позволяющих прогнозировать оценку точности сетки построения и результата расчета, а также стендовыми испытаниями. Эффективность предложенных решений подтверждается полученными характеристиками сборки механизма путем эксперимента на нагрузочном стенде с применением клиньев разного исполнения.

Благодаря результатам исследования был испытан технологический процесс и разработана конструкция пористых металлических клиньев МСХ. Был произведен ряд испытательных образцов как самих клиньев, так и МСХ в сборе. Для проведения испытаний был спроектирован и откалиброван испытательный стенд, имитирующий нагрузки, возникающие в бесступенчатых механический передачах ТС, включающий в себя магнитные энкодеры положения ведущих и

ведомых элементов механизма (Zettlex Incoders) и датчик, измеряющий передаваемый механизмом крутящий момент (ATI Omega16G).

Результаты исследования были представлены на 25-й Московской международной межвузовской научно-технической конференции «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» (2020), «Инновационные идеи в машиностроении» (2023), а также докладывались и обсуждались на научных семинарах в Высшей школе транспорта СПбПУ.

Также по результатам исследований были получены следующие патенты на полезные модели:

1. RU 198952 U1 «Клин механизма свободного хода» [29];

2. RU 208428 U1 «Клиновая муфта свободного хода с гидравлическим стабилизатором» [30].

Сведения о личном вкладе автора

Результаты исследования, расчеты, выполненные методом конечных элементов, и математическое моделирование, представленные в данной работе, получены автором лично. Для проведения эксперимента автором был спроектирован и изготовлен нагрузочный стенд и проведена калибровка его синхронного электродвигателя с постоянными магнитами. Автором была разработана трехмерная геометрия пористых клиньев и технология их изготовления с применением аддитивной печати порошковыми металлами.

Подготовка некоторых результатов исследования к публикации в научных изданиях проводилась в ходе обсуждения совместно с соавторами.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ, из которых 2 научных статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ, 2 публикации в сборниках научных конференций, 3 научных статьи включенных в международную базу цитирования Scopus, и 2 патента РФ на полезную модель.

Работа соответствует паспорту специальности 2.5.11 «Наземные транспортно-технологические комплексы», и охватывает следующие пункты:

1. Экспериментальные исследования и испытания транспортно-технологических средств и их комплексов, а также отдельных систем, агрегатов, узлов, деталей и технологического оборудования.

2. Математическое моделирование рабочих процессов транспортно-технологических средств, в том числе в их узлах, механизмах, системах и технологическом оборудовании при взаимодействии с опорной поверхностью и с рабочими средами (объектами).

3. Оптимизация конструкций и синтез законов управления движением наземных транспортно-технологических средств и их комплексов, а также их отдельных функциональных узлов, механизмов и систем, направленные на улучшение экономичности, надежности, производительности, экологичности и эргономичности, технологической производительности, обеспечение энергоэффективности и безопасности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования клиновых механизмов свободного хода с дополнительной кинематической связью в механических бесступенчатых передачах»

Структура работы

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы, насчитывающего 117 наименований. Общий объем диссертации 176 страниц, текст содержит 82 рисунка, 4 таблицы, 5 приложений.

Во введении обоснована актуальность исследования; сформулирована цель работы; приведен перечень задач для ее достижения; указаны положения, выносимые на защиту и определяющие научную новизну и практическую ценность результатов исследований.

В главе 1 описываются принцип работы, области применения и конструкции клиновых МСХ, а также факторы, влияющие на их эффективность.

В главе 2 описываются существующие методы проверочного расчета и моделирования клинового МСХ с ДКС, как элемента механической бесступенчатой передачи ТС, работающего в режиме выпрямителя механических

колебаний, а также предлагается новая методика моделирования, использующая многоуровневую математическую модель, созданную в пакете программ MatLab.

В главе 3 приводится исследование возможных методов повышения эффективности клиновых МСХ с ДКС с целью применения их в бесступенчатых передачах ТС, а также предлагается концепт клина МСХ, выполненного с применением аддитивных технологий и имеющего пористые структуры в теле и на рабочих поверхностях с целью увеличения эффективности отвода смазки.

В главе 4 описаны исследуемые образцы модифицированных клиньев; методика проведения эксперимента; конструкция испытательного стенда, имитирующего нагрузки возникающие в бесступенчатых механических передачах ТС, а также процесс предварительной обработки и сортировки полученных данных.

В главе 5 обработаны и проанализированы результаты экспериментов, определено влияние расположения пористых структур в теле и на рабочих поверхностях клина на эффективность МСХ с ДКС, а также проведен сравнительный анализ теоретических и экспериментальных данных, с целью валидации математической модели, и определен теоретический частотный диапазон работы МСХ с ДКС, оснащенным клином с пористыми структурами.

В Заключении приведено описание основных результатов проведенного исследования.

В Приложениях представлены развернутые блоки математической модели, конструкторская документация на элементы исследуемого клинового МСХ с ДКС, элементы испытательного стенда, а также техническая документация и интерфейсы приборов, задействованных в эксперименте.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КЛИНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА

1.1. Основные принципы работы самотормозящихся клиновых механизмов

свободного хода

В настоящее время МСХ широко применены в различных областях современной техники и, как правило, выполняют следующие функции [31-35]:

• стопорных механизмов;

• механических захватов (патроны металлообрабатывающих станков, захваты робототехнических комплексов);

• обгонных муфт (позволяющих опережение ведущего элемента механизма ведомым);

• синхронизаторов двух и более приводов;

• выпрямителей механических колебаний.

МСХ, выполняющий функцию стопорного механизма или механического захвата, значительную часть своего рабочего цикла находится в заклиненном состоянии и, как правило, испытывает нагрузку в виде статического удержания, тем самым предотвращая вращение в заложенном конструкцией направлении. Режим холостого хода и переходные процессы расклинивания занимают меньшую часть рабочего цикла и незначительно влияют на КПД механизма. В то время как основными показателями, определяющими эффективность МСХ, выполняющего функцию стопорного механизма или захвата, являются усилие удержания нагрузки и отсутствие буксования или проскальзывания выходного элемента под нагрузкой.

МСХ, работающий в режиме обгонной муфты или механизма, синхронизирующего два и более привода значительную часть цикла подвержен краткосрочными переходным и импульсным процессами, например, как обгонная муфта, используемая в приводе навесного оборудования ДВС. Такой режим работы часто используется для снижения колебательных нагрузок на приводные

системы и механизмы [36-38], а также для отключения кинематической связи (переход в режим холостого хода), когда угловая скорость ведомого элемента превышает угловую скорость ведущего, что может быть вызвано инерционными или внешними силами [39-41]. Эффективность при выполнении функций обгонной муфты будет зависеть от возможности МСХ поддерживать режим холостого хода с минимальными потерями мощности, а также от способности быстрого выхода из заклиненного состояния в режим обгона или холостого хода.

Работа МСХ в режиме выпрямителя механических колебаний заключается в преобразовании возвратно-вращательного или иного колебательного движения ведущего элемента во вращательное однонаправленное движение ведомого элемента механизма. Длительность переходных процессов при таком типе работы наиболее зависят от фрикционных свойств элементов МСХ, вязкости смазочного материала и амплитуды колебательных движений ведущего элемента. Стоит отметить, что такой режим работы характеризуется циклической работой с широким диапазоном нагрузок на выходном элементе механизма. Соответственно, длительность переходных процессов, а также способность обеспечивать минимальное проскальзывание между ведомым и ведущим элементами в фазе рабочего хода [25; 26; 35; 42; 43] будут определять эффективность работы такого МСХ.

Основной функцией МСХ в рамках автомобильной бесступенчатой передачи является преобразование механических колебаний ведущего вала передачи во вращательное однонаправленное движение ведомого вала [25; 26; 42]. На Рисунке 1 приведен концепт перспективной передачи LuK Crank-CVT [22]. Коленчатый вал двигателя автомобиля непосредственно соединяется с первичным валом передачи, на котором расположены вращающиеся эксцентрики с посаженными на них посредством роликовых подшипников шатунами. Вращение первичного вала данной передачи посредством шатунов преобразуется в возвратно вращательное движение ведомых элементов МСХ, которые в свою очередь преобразуют его во вращательное однонаправленное движение

вторичного вала передачи. Как видно из схемы вторичный вал имеет множество параллельно расположенных МСХ со сдвигом фазы. Такой сдвиг фаз обеспечивает плавное вращения ведомого вала передачи (сглаживает пульсации), а также снижает неравномерность работы самих МСХ. Передаточное отношение данной передачи регулируется положением вала управления эксцентриками посредством электропривода. Благодаря повороту вала управления формируется величина эксцентриситета, а соответственно и размах качания шатунов. Таким образом, ширина диапазона передаточных отношений зависит от величины эксцентриситета, а количество ступеней от количества возможных положений вала управления. Также стоит отметить, что благодаря возможности создания нулевого эксцентриситета (эксцентрик занимает соосное положение с первичным валом) такой тип передачи не нуждается в муфте сцепления при остановке или стоянке автомобиля с работающим двигателем.

Рисунок 1 - Концепт перспективной передачи LuK Crank-CVT оснащенный параллельно расположенными МСХ, работающими в режиме преобразователя

механических колебаний [22]

Отечественные прототипы и образцы автомобильных бесступенчатых механических передач используют клиновые МСХ аналогичных образом. На Рисунке 2 представлена кинематическая схема механической бесступенчатой передачи А. А. Благонравова [44].

1 2 3 1 5 6 7 8 9 10

Рисунок 2 - Кинематическая схема механической бесступенчатой передачи [44]

Представленная на схеме передача содержит ведущий 1 и ведомый 12 валы, эксцентриковый преобразователь 16, балансирующие противовесы 15, хвостовую часть первичного вала 14, противовесы промежуточного вала 13, центральное зубчатое колесо 11, зубчатые колеса торсионных валов 10, торсионные валы 9, ведомые 8 и ведущие 7 элементы МСХ, коромысла привода МСХ 6, втулку 4 с шарнирно закрепленными на ней шатунами 5, а также промежуточный вал 2 и поводок 3.

Передаточное отношение данной передачи также управляется посредством изменения эксцентриситета, однако, основным отличием данной передачи от

передачи компании ЬиК является наличие способности саморегулирования. Саморегулирование в данной передаче осуществлено благодаря самостоятельному изменению углов закрутки торсионов 9 и эксцентриситета преобразователя 16 при изменении полезной нагрузки на ведомом валу 12. По данному типу передач было выполнено множество теоретических исследований [8; 21; 27; 28; 31; 32; 45; 46], а ходовые испытания такой передачи были успешно проведены в 2020 году и показали работоспособность данного концепта [47].

Одним из наиболее перспективных МСХ для применения в качестве выпрямителя в таких передачах является клиновой МСХ с ДКС посредством зубчатой передачи [25; 48].

Такой тип МСХ, как правило, включает в себя следующие элементы:

1. Ведущий элемент (в данном исполнении эксцентриковый вал);

2. Свободный эксцентрик;

3. Клин;

4. Ведомый элемент (в данном исполнении ведомая обойма);

5. Шестерня ДКС (на свободном эксцентрике);

6. Зубчатое колесо ДКС (на ведомой обойме);

7. Бронзовые втулки или биметаллические подшипники скольжения;

8. Прижимная пружина;

9. Упор пружины.

Как показано на Рисунке 3, МСХ приводится в действие посредством крутящего момента на ведущий элемент 1 выполненный в форме эксцентрикового вала, на котором, через подшипники скольжения 7, установлен свободный эксцентрик 2 с закрепленной на нем шестерней 5. Ведущий эксцентрик 1 жестко связан с упором 9 прижимной пружины 8, которая отвечает за поджатие клина 3 в полость, созданную свободным эксцентриком 2 и ведомой обоймой 4, которая посредством болтового соединения связана с зубчатым колесом 6.

Теоретический рабочий цикл МСХ в режиме выпрямителя механических колебаний состоит из четырех основных фаз [25; 26; 42]:

Рисунок 3 - Клиновой МСХ с ДКС посредством зубчатой передачи

• заклинивание;

• рабочий ход;

• расклинивание;

• холостой ход.

Фаза заклинивания МСХ с ДКС характеризуется процессом сжатия клина 3 в объеме сформированным свободным эксцентриком 2 и ведомой обоймой 4 с последовательно нарастающими нормальными силами, действующими на поверхности клина до момента синхронизации скоростей ведущего и ведомого элементов МСХ (до полной блокировки).

Фаза рабочего хода начинается после процесса заклинивания и характеризуется минимальной или отсутствующей разницей угловых скоростей между ведущим и ведомым элементами МСХ. Процесс передачи крутящего момента и мощности обеспечивается только в фазе рабочего хода и в большей

степени обеспечивается за счет перераспределения сил трения внутри механизма. Как показал анализ литературы, величина нагрузки, передаваемая зубчатым зацеплением ДКС, как правило, не превышает 10% [25; 42].

При достижении ведущим элементом максимальной угловой амплитуды МСХ переходит в фазу расклинивания. Начальный период фазы расклинивания характеризуется постепенно увеличивающейся разницей угловых скоростей между ведущим и ведомым элементом МСХ, снижением нормальных сил, действующих на рабочие поверхности клина и последующим уменьшением усилия на прижимной пружине 8.

Фаза холостого хода начинается при превышении инерционными силами или крутящим моментом нагрузки приложенных к ведомой обойме 4 сил трения, удерживающих МСХ в заблокированном (синхронизированном) состоянии. В данной фазе работы МСХ все его подвижные элементы могут перемещаться практически независимо друг от друга (кроме пары ведомого элемента и свободного эксцентрика в МСХ, имеющей ДКС).

На Рисунке 4 показаны четыре фазы работы клинового МСХ с ДКС в режиме работы выпрямителя механических колебаний. Точка А на графике соответствует заклиниванию МСХ, а участок графика А-В является его рабочим ходом. Точка B соответствует расклиниванию МСХ, а участок графика B-C описывает холостой ход. После прохождения точки С ведущий эксцентрик начинает движение сонаправленное с рабочим ходом, а в точке А происходит его полное заклинивание. Участок С-А является зоной проскальзывания МСХ и характеризуется угловым путем проскальзывания ведомой обоймы относительно ведущего эксцентрика в фазе заклинивания Как видно из Рисунка 4

ведущий эксцентрик совершает колебательные движения, что позволяет описать его положение следующим образом:

С А Время, с

Рисунок 4 - Теоретический цикл работы МСХ с ДКС в режиме выпрямителя механических колебаний без выбега ведомой обоймы в фазе холостого хода

yIN = А - (1- cos(vt + ф0);

(1)

где

çin - угловое положение ведущего эксцентрика, рад; ф0 - начальная фаза, рад; А - амплитуда колебаний, рад; v - угловая скорость входного вала, рад/с; t - время, с.

тогда скорость и ускорение ведущего эксцентрика будут равны:

vin = А - v - sin(vt + фо);

v'in = A - v2 - cos(vt + ф0);

где

(2) (3)

vin - угловая скорость ведущего эксцентрика, рад/с; Vin ' - угловое ускорение ведущего эксцентрика, рад/с2.

Угловое положение, скорость и ускорение ведомой обоймы описывается сложной кусочно-заданной функцией в силу отсутствия угловых перемещений в

фазе холостого хода и на начальной стадии фазы заклинивания. Фаза заклинивания, в свою очередь, может быть описана ветвью гиперболы или может быть упрощена до линейной возрастающей функции. Фаза холостого хода может быть описана константой (статическое положение ведомой обоймы), либо линейной функцией (в случае избыточной жесткости прижимной пружины).

В силу малых угловых перемещений элементов МСХ в рабочем цикле, а также из-за необходимости дальнейшей оценки углов проскальзывания величина углового положения будет конвертироваться в градусы, угловая скорость в метры в секунду.

Рабочий цикл реального МСХ с ДКС в качестве выпрямителя механических колебаний, как правило, описывается более сложной кусочно-заданной функцией, так как может включать в себя процессы запаса потенциальной энергии, затухающие колебания клина или же его буксование [25; 27; 32]. Запас энергии подвижными упругими элементами возникает из-за их деформации, что в дальнейшее способствует пульсаций выходной характеристики МСХ, так как высвобождение энергии влияет на распределение нормальных сил на рабочих поверхностях элементов. В то же время, неправильный выбор массово-инерционных характеристик компонентов или недостаточная жесткость прижимной пружины может вызывать возникновение затухающих колебаний клина в фазе расклинивания. Такое явление приводит к нарушению распределения сил трения в механизме и попаданию избыточного количества смазочного материала на рабочие поверхности, тем самым препятствуя заклиниванию МСХ.

1.2.Влияние конструктивных особенностей клинового механизма на условия

фрикционного зацепления элементов

Как показал анализ литературы [20; 26; 35], эффективность клиновых МСХ, как с ДКС, так и без нее, существенно зависит от следующих факторов:

• геометрические соотношения элементов МСХ;

• правильность подбора материалов пар трения;

• угловая жесткость конструкции;

• зазоры в подшипниках;

• вязкость смазочного материала.

На Рисунке 5 показаны обозначения основных геометрических параметров клинового МСХ с ДКС, где

ф1, ф2 - углы ограничивающие геометрию клина, град;

e - эксцентриситет, мм;

a - угол заклинивания, град;

0 - ось вращения свободного эксцентрика;

01 - ось вращения ведомой обоймы;

Я1 - радиус свободного эксцентрика, мм;

Я2 - радиус ведомой обоймы, мм;

¡к - передаточное отношение ДКС;

В-Е - контактная поверхность свободного эксцентрика и клина;

Е-О - контактная поверхность клина и ведомой обоймы.

Приведенные выше параметры (геометрические соотношения элементов МСХ) выражаются из угла заклинивания (а), который определяется через коэффициенты трения в парах свободного эксцентрика-клина (В-Е) и клина-ведомой обоймы (Е-О). Благодаря правильно подобранным геометрическим параметрам возникает эффект самоторможения, на котором и основан принцип работы клинового МСХ [21; 26; 32; 50]. Самоторможение МСХ является следствием перераспределения нормальных сил и сил трения внутри механизма, что приводит к синхронизации угловых скоростей ведущего и ведомого элементов МСХ до состояния полной блокировки механизма.

Рисунок 5 - Обозначение основных геометрических параметров клинового

МСХ с ДКС

Анализ работ А. А. Благонравова, А. А. Гончарова и М. Н. Пилипенко показывает, что множество описаний эффекта заклинивания можно охарактеризовать законом Кулона [49], который имеет следующий вид:

, рр (4)

9а = ~й =

где

- сила трения, Н; N - сила направленная по нормали к поверхности трения, Н; ¡л0 - коэффициент трения покоя.

Графическая схема, описывающая угол трения и реакцию шероховатости поверхности как следствие из закона Кулона показана на Рисунке 6.

Рисунок 6 - Описание угла трения по закону Кулона

Как видно из Рисунка 6 полная реакция Я отклонена на угол а который определяется нормальной силой N и максимальным коэффициентом трения покоя ¡л0. Условие обеспечения самоторможения для клинового МСХ с ДКС в соответствии с законом Кулона можно записать следующим образом [26]:

а < агсБт (2 • (5)

Опираясь на Формулы 4 и 5, можно вывести соотношение, описывающее основные геометрические параметры клинового МСХ позволяющее достичь эффекта самоторможения:

е sin а

(R2 + Rt) 2 + (sin а) '

(6)

Следует заметить, что Формула 5 используется со знаком неравенства, тем самым определяя максимальный допустимый угол заклинивания МСХ, который может обеспечить работоспособность механизма.

Исходя из графика на Рисунке 4 видно, что в точке А ведомая обойма начинает вращение и далее разница угловых скоростей между ведущим эксцентриком и ведомой обоймой практически сводится к нулю, о чем можно судить, исходя из параллельности кривых описывающих изменение углового положения элементов на участке А-В. Следовательно, в фазе заклинивания трение

скольжения стремится к трению покоя, благодаря снижению разницы скоростей между элементами МСХ [50-52]. Соответственно, исходя из условий, описанных в Формулах 5 и 6, необходимо выбирать такой угол а, который обеспечивает самоторможение МСХ даже при трении скольжения, что конструктивно и технически сложно, в силу тенденции увеличения размеров и массы механизма по мере уменьшения значения угла заклинивания. Также важно отметить, что отсутствие полного заклинивания в фазе рабочего хода, как и избыточное буксование в фазе заклинивания, существенно сказываются на быстродействие механизма и величине передаваемой мощности.

Величина передаваемого МСХ крутящего момента в фазе рабочего хода наиболее зависит от величины и характера распределения нормальных сил по поверхностям элементов, а также скорости в пятнах контакта, которые, в свою очередь, зависят от угла заклинивания (а) и величины эксцентриситета (е). Согласно монографии [25], нормальные силы в контакте клина и ведущего эксцентрика (0-£) распределены практически равномерно, однако, в контакте клина с ведомой обоймой (Г-О) нормальные силы линейно увеличиваются по мере приближения к краю клина, имеющему наименьшее сечение. Такой характер распределения вызван геометрией самого клина, величиной эксцентриситета, а также направлением вращения МСХ.

Помимо неравномерно распределенной нагрузки по рабочим поверхностям снижение передаваемого крутящего момента может быть вызвано нарушениями геометрии механизма, что, в свою очередь, может быть вызвано отклонениями формы при изготовлении или деформацией под нагрузкой в силу недостаточной жесткости элементов МСХ.

Регламентирующими документами, определяющими как шероховатость поверхностей, так и допустимые отклонения формы элементов являются: ГОСТ 12935-76 «Муфты обгонные сельскохозяйственных машин. Технические условия.» [53] и ГОСТ Р 50371-92 «Муфты механические общемашиностроительного применения» [54]. В силу развития уровня техники и

применения числового программного управления на современных металлообрабатывающих центрах шероховатость поверхности возможно понизить до уровня Яа = 1,6 мкм, а точность изготовления может достигать восьмого квалитета (Приложение Б).

Согласно литературе [25; 42; 50], наиболее подверженными деформации элементами МСХ с ДКС являются ведущий эксцентрик (кулисно-крестовая муфта при ином исполнении), подшипники свободного эксцентрика, а также ведомая обойма (в силу ее сегментарного нагружения). Некорректно выбранные диаметры шеек ведущего эксцентрика, толщины и материал подшипников скольжения механизма, а также геометрия ребер жесткости ведомой обоймы могут снижать жесткость конструкции, что приводит к увеличению локальных деформаций вплоть до 350% [25]. Возникшие деформаций ведущего эксцентрика и подшипников скольжения свободного эксцентрика могут увеличить фактический угол трения (а) в фазе заклинивания, что приведет к полному проскальзыванию МСХ, а значит, геометрия механизма и выбор угла заклинивания должны определяться с учетом жесткости элементов.

1.3.Влияние конструктивных особенностей клиновых механизмов свободного

хода на их быстродействие

Помимо величины передаваемого крутящего момента конструкция МСХ и свойства его компонентов могут существенно влиять на передаваемый поток мощности и быстродействие самого механизма. Опираясь на литературные источники, можно утверждать, что наибольший вклад в быстродействие МСХ вносит ДКС (управляющая процессами расклинивания и заклинивания), высокая угловая жесткость конструкции, отсутствие зазоров в подшипниках и общих люфтов механизма, а также массово-инерционные показатели элементов [25; 26; 55; 56; 57]. ДКС клинового МСХ, как правило, обеспечивается посредством зубчатой пары, шестерня которой жестко соединена со свободным эксцентриком, в то время как зубчатое колесо с расположением зубьев на внутренней стороне

закреплено на ведомой обойме (Рисунок 3). Благодаря ДКС скорость в пятне контакта свободного эксцентрика и клина (О-Е) практически сводится к нулю, что и является основным критерием оптимизации передаточного отношения этой зубчатой пары. В начале фазы заклинивания ведущий эксцентрик начинает свое вращение в направлении заклинивания МСХ, в то время как свободный эксцентрик начинает вращаться в противоположную сторону, способствуя приросту величины нормальных сил практически при отсутствующем проскальзывании. Снижение проскальзывания способствует увеличению значения коэффициента трения до величины трения покоя, что снижает длительность фазы заклинивания и увеличивает энергию переданную МСХ за цикл. Соотношение частот вращения свободного эксцентрика и ведомой обоймы в фазах холостого хода, заклинивания и расклинивания определяется следующей формулой:

С1

(7)

где

/ - частота вращения свободного эксцентрика, рад/с;

- количество зубьев зубчатого колеса ведомой обоймы, шт;

- количество зубьев шестерни свободного эксцентрика, шт.

Частота вращения свободного эксцентрика в полном рабочем цикле описывается кусочно-заданной функцией в силу нелинейного снижения частоты его вращения до величины, зависящей от интенсивности проскальзывания клина в фазе рабочего хода. Для детального анализа, на Рисунке 7, зеленой кривой, описана частота вращения свободного эксцентрика за один цикл работы механизма в режиме выпрямителя механических колебаний.

Участок графика С-А описывает фазу заклинивания МСХ. Как видно из графика, страгивание ведомой обоймы происходит с запаздыванием, что в этом случае вызвано проскальзыванием клина.

Ведущий эксцентрик Ведомая обойма Свободный эксцентрик

с

А

В

Время,с

Рисунок 7 - График зависимости частот вращения элементов МСХ с ДКС работающего в режиме выпрямителя механических колебаний

Помимо проскальзывания элементов МСХ в фазах заклинивания и рабочего хода дополнительное перемещение клина может происходить из-за недостаточной жесткости элементов механизма, избыточных зазоров в конструкции или люфтов механизма.

Как описано ранее, деформация ведущего эксцентрика, подшипников скольжения или ведомой обоймы может приводить к изменению формы объема созданного геометриями свободного эксцентрика и ведомой обоймы, что увеличивает путь, пройденный клином до блокировки механизма, и существенно сужает частотный диапазон МСХ. Сборочные зазоры и люфты механизма также приводят к увеличению длительности переходных процессов, и, помимо этого, к ударной нагрузке, которая, в свою очередь, приводит к колебательным движениям клина и неравномерности выходной мощности.

Присутствие низших кинематических пар в МСХ (контакт профилированных поверхностей) позволяет передавать высокие крутящие

моменты (отношение массы сборки механизма к величине передаваемого крутящего момента может достигать 0,01 кг/Н-м [25]), но в то же время существенно увеличивает массово-инерционные характеристики механизма и снижает его частотный диапазон работы. Стоит отметить, что наиболее сильно на массово-инерционные характеристики компонентов влияет не момент нагрузки, а величина коэффициента трения в паре клин-ведомая обойма [26], которая и задает угол заклинивания а, а также габариты сборки. Рост массы подвижных элементов увеличивает их момент инерции вокруг осей вращения, что увеличивает длительность переходных процессов, особенно когда элементы МСХ меняют направление вращения. Увеличение массы клина также влияет на длительность процесса заклинивания, но может быть частично компенсировано благодаря увеличению жесткости прижимной пружины, что в свою очередь приведет к увеличению сил трения в фазе холостого хода и увеличению износа вследствие роста нормальных сил, действующих на рабочие поверхности клина.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Козленок Александр Владимирович, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Микнас, В. Автомобильные сцепления, трансмиссии, приводы / В. Микнас, Р. Попиоль, А. Шпренгер - М.: Издательство Vogel, 2021. - 352 с.

2. Institution of Mechanical Engineers, Aut IMechE. IPDS 2006 Integrated Powertrain and Driveline Systems / Woodhead Publishing, 2006. - 208 p.

3. Чернышев, А.Д. Анализ достоинств и недостатков автомобильных трансмиссий / А.Д. Чернышев - М.: Издательство Инновационное машиностроение. - 2017. - No 11. - С. 8-14.

4. Козленок, А.В. Тенденции развития моторно-трансмиссионных установок промышленных и лесопромышленных тракторов / Б.М. Позин, В.Н. Бондарь, В.Л. Довжик, А.В. Козленок [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. - 2015. -№ 5. -С. 35-38.

5. Давыдов, В.В. Сравнительный анализ автомобильных трансмиссий тяжелых коммерческих транспортных средств / В.В. Давыдов, Е.Е. Пронин, В.В. Стригуненко - М.: Издательство Издательский Дом ААИ ПРЕСС. - 2013. -No 3. - С. 38-46.

6. Vehicle in use international report [Электронный ресурс] / European automobile manufacturers association (ACEA). - 2021. - 21 p. - Режим доступа: https://www.acea.auto/files/report-vehicles-in-use-europe-january-2021-1 .pdf.

7. Крумбольдт, Л.Н. Гидрообъемные передачи в трансмиссиях специальных самоходных машин / Л.Н. Крумбольдт, Ф.П. Головашкин, А.Г. Стрелков // Известия МГТУ МАМИ. - 2020. -№ 4. -С. 96-104.

8. Kozlenok, A.V. Dynamics of a Vehicle Equipped With Mechanical Self-Regulating Stepless Transmission / S. Hoodorozhkov, A. Kozlenok // International Review of Mechanical Engineering (I.RE.M.E.). - 2021. - vol. 15. - P. 13-22.

9. Silva, G. Measurements of comfort in vehicles / Gameiro da Silva // Measurement, Science and Technology. - 2012. - P. 41-60.

10. Deshmane, S. Improvement in Gear Shift Comfort by Reduction in Double Bump Force of Passenger Vehicles 06-11-01-0006 / S. Deshmane, O. Gangvekar, S. Rajakumar // SAE Int. J. Passeng. Cars - Mech. Syst. - 2018. - P. 62-75.

11. Удалов, С.В. Автомобильный рынок России - 2021. Производство, продажи, парк [Электронный ресурс] / С.В. Удалов // Тольятти ООО Автостат. - 2021. - Режим доступа: https://www.autostat.ru/research/ready_reports.

12. Sheng, S. Gearbox Typical Failure Modes, Detection and Mitigation Methods / S. Sheng // National Renewable Energy Laboratory. Operations & Maintenance and Safety Seminar. - 2014. - 24 p.

13. Козленок, А.В. Повышение производительности лесозаготовительных машин путем оптимизации параметров гидродинамической трансмиссии / Б.Г. Мартынов, О.А. Михайлов, А.В. Козленок // Известия Санкт-петербургской лесотехнической академии. - 2015. -№ 210. -С. 119-130.

14. Xu, X. Progress in Automotive Transmission Technology / X. Xu, P. Dong, Y. Liu, H. Zhang // Automotive Innovation. - 2018. - Vol. 1. - P. 187-210.

15. System description Automatic transmission 9G-Tronic 725.0 [Электронный ресурс] / Daimler AG, GSP/OR, Stuttgart. Germany. - 2013. - 58 p. - Режим доступа: https://wagner-ac.ru/wp-content/uploads/9G-tronic_en.pdf.

16. Efficient and dynamic ZF8 [Электронный ресурс] / ZF Friedrichshafen AG, Saarbrücken. Germany. - 2015. - 11 p. - Режим доступа: https: //www.zf. com/products/en/cars/products_64238. html.

17. XTRONIC CVT Technology Overview [Электронный ресурс] / Nissan Motor Co., Ltd, 2013. - Режим доступа:

https://www.nissan_global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/ CVT/

18. Yee, L.O. Preliminary design of new concept compact continuously variable transmission: A project report submitted in partial fulfillment of the requirement for the award of the Degree of Master of Mechanical Engineering. Faculty of

Mechanical and Manufacturing Engineering Universiti Tun Hussein Onn Malaysia. - 2014. - 39 p.

19. Govindswamy, K. Future transmission trends transmission and driveline systems / K. Govindswamy, D. Tomazic // 40th Automotive-Petroleum Industry Forum. Dearborn, MI - USA. - 2018. - 25 p.

20. Худорожков, С.И. The mechanical stepless impulse type transmission for advanced small-sized transport / С.И. Худорожков // St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Sciences and Technology. - 2016. -№ 3. - P. 118-127.

21. Худорожков, С.И. Динамика рекуперативного механического бесступенчатого привода транспортного средства / С.И. Худорожков, Ю.В. Галышев // Научно- технические ведомости СПбГПУ. - 2013. -№ 3. -С. 216222.

22. Friedmann, O. The Crank-CVT / O. Friedmann, W. Haas, U. Mair // Luk Symposium. Schaeffler Automotive Buehl GmbH & Co. KG. - 2002. - P. 107116.

23. Тимофеев, Г.А. Теория механизмов и машин: учебник и практикум / Г.А. Тимофеев. — 3-е изд., перераб. и доп. — М: Издательство Юрайт, 2019. -429 с.

24. Петров, С.Г. Теория машин и механизмов. Часть 1 / С.Г. Петров, Ю.Н. Лазарев, В.Е. Головко, Н.В. Кузнецова // СПб ГТУРП, 2010. - 70 с.

25. Гончаров, А.А. Самотормозящиеся клиновые механизмы свободного хода: монография / А.А. Гончаров; ВолгГТУ. - Волгоград, 2015. - 200 с.

26. Худорожков, С.И. Повышение эффективности работы клинового механизма свободного хода с кинематической связью на основе оптимизации параметров конструкции: Дис. канд. техн. наук: 05.05.02 / Худорожков Сергей Иванович. -Курган, 1985. - 210 с.

27. Карабань, В.Г. Основные проблемы обеспечения качества бесступенчатых механических импульсных передач малой мощности и возможные пути их решения / Карабань В. Г // Сборник научных трудов SWorld. - 2014. - 32 с.

28. Козленок, А.В. Моделирование клиновых муфт свободного хода механической бесступенчатой передачи // Сборник докладов 25-й московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы». - Москва, - 2021. - 4 с.

29. Патент Яи 198952 Ш от 04.08.2020. Клин механизма свободного хода: патент на полезную модель / А. В. Козленок; патентообладатель: А. В. Козленок. МПУ Б16И 57/032. Заявка № 2020116381 от 19.05.2020.

30. Патент Яи 208428 Ш от 17.12.2021. Клиновая муфта свободного хода с гидравлическим стабилизатором: патент на полезную модель / А. В. Козленок; патентообладатель: А. В. Козленок. МПУ Б16В 41/063. Заявка № 2021112115 от 27.04.2021.

31. Благонравов, А.А. Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа / А.А. Благонравов. - М.: Машиностроение, 1977. - 140 с.

32. Благонравов, А.А. Механические бесступенчатые передачи / А. А. Благонравов. - Екатеринбург: УРО РАН, 2004. - 202 с.

33. Кропп, А.Е. Приводы машин с импульсными вариаторами / А.Е. Кропп. -М.: Машиностроение, 1988. - 144 с.

34. Пожбелко, В.И. Инерционно-импульсные приводы машин с динамическими связями / В.И. Пожбелко. - М.: Машиностроение, 1989. - 136 с.

35. Шарков, О.В. Механизмы свободного хода фрикционного типа. Современное состояние вопроса / О.В. Шарков // Вестник науки и образования Северо-Запада России. - 2015. - N0 1. - С. 2-11.

36. Возмилова, А.Г. Конструкция, принцип действия, характеристики Автомобильного стартера / А.Г. Возмилова, Р.Ю. Илимбетова, А. С. Мартьянова, - Челябинск: Издательский центр ЮурГУ, 2014. - 19 с.

37. Permanently Engaged Starter Systems with Dry Running One-way Clutch [Электронный ресурс] / BorgWarner Knowledge Library. BorgWarner Inc.

- 2014. - Режим доступа:

https://cdn.borgwarner.com/docs/default-source/default-document-library/2015_whitepaper_pes-with-dry-running-one-way-clutch_en.pdf?sfvrsn=640bcd3c_11

38. Xue, W. Optimal Design of Roller One Way Clutch for Starter Drives / W. Xue, R. Pyle. - SAE Technical Paper 2004-01-1151, 2004, DOI: https://doi.org/10.4271/2004-01-1151.

39. Черепанов, С.В. Динамика инерционной импульсной механической бесступенчатой передачи с упругим звеном: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.05.02 / Черепанов Сергей Витальевич. -Курган, 2005. - 20 с.

40. Shiotsu, I. Development of High Efficiency Dog Clutch with One-Way Mechanism for Stepped Automatic Transmissions / I. Shiotsu, H. Tani, M. Kimura, Y. Nozawa, - International Journal of Automotive Engineering. - 2019. - Vol. 10.

- P. 156 - 161.

41. Overrunning Clutches Application Manual. Formsprag dutch; Altra industrial motion [Электронный ресурс]. - 2018. - 52 p. - Режим доступа:

https: //hvhindustrial .com/pdfs/Overrunning_Clutches_Application_Manual .pdf

42. Благонравов, А.А. Механические бесступенчатые передачи / А.А. Благонравов, Екатеринбург: УрО РАН, 2014. - 203 с.

43. Гороц, К.Г. Управляемый выпрямитель механических импульсных колебаний // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - No 10.

- С. 78-81.

44. Патент RU 2334143 C1 от 20.09.2008. Механическая бесступенчатая передача: патент на изобретение / А.А. Благонравов, Е.Н. Ревняков;

патентообладатель: А.А. Благонравов. МПУ F16H 3/74. Заявка № 2007120779/11 от 04.06.2007.

45. Hoodorozhkov, S.I. Mechanical Stepless Self-Regulating Transmission for Vehicles / S.I. Hoodorozhkov, A.V. Kozlenok // International Review of Mechanical Engineering (I.RE.M.E.). - 2020. - Vol. 14. - P. 92-99.

46. Hoodorozhkov, S.I. Dynamics of the recuperative mechanical stepless vehicle's drive / S.I. Hoodorozhkov, A.V. Kozlenok // E3S Web Conference "Key Trends in Transportation Innovation". - 2020. - Vol. 157. - 9 p.

47. Юркевич, А.В. Экспериментальные характеристики механической бесступенчатой передачи с внутренними силовыми функциями / Юркевич А. В., Терешин А.В., Солдаткин В. А // Наука и техника. - 2021. -№ 4. -С. 310319.

48. Игнатьев, Н.П. Проектирование механизмов: справочно-метод. пособие / Н.П. Игнатьев. - Азов: АзовПечать, 2015. - 268 с.

49. Коронатов, В.А. О применении закона кулона при скольжении тел, движущихся не поступательно, и парадоксах Пенлеве / В.А. Коронатов // Системы, методы, технологии. - 2019. - No 4. - С. 25-35.

50. Попов, В.Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нано- трибологии до динамики землетрясений / В.Л. Попов — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. — 352 с.

51. Чернаевский, С.А. Подшипники скольжения / С.А. Чернаевскй — М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963. — 244 с.

52. Крагельский, И.В. Коэффициенты трения / И.В. Крагельский, И.Э. Виноградова // Справочное пособие. Издание второе, переработанное и дополненное. — М.: МАШГИЗ, 1962. — 228 с.

53. ГОСТ 12935-76. Муфты обгонные сельскохозяйственных машин. Технические условия. -М.: Издательство стандартов, 1976. - 6c.

54. ГОСТ Р 50371-92. Муфты механические общемашиностроительного применения. -М.: Издательство стандартов, 1992. - 32c.

55. Морозов, В.В. Зубчато-винтовые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное / В.И. Панюхин, В.В. Панюхин // Под. ред. В.В. Морозова. — Владимир: Владим. гос. ун-т., 2000. 158 с.

56. Шелягин, А.И. V Все-союз. науч.-техн. конф. по управляемым и автоматич. механич. приводам и передачам гибкой связью: тез. докл. - ОТИПП. -Одесса, 1980. - С. 226-227.

57. Кропп, А.Е. К проектированию клиновых МСХ с кинематической связью // Бесступенчато-регулируемые передачи: сб. науч. стат. - ЯПИ. - Ярославль, 1978. - С. 92-97.

58. Благонравов, А,А. Исследование процесса заклинивания механизма свободного хода с дополнительной кинематической связью. - В кн.: Наука производству: Тез, докл. отраслевой конф. Свердловск, 1981.

59. Кропп, А.Е. Нагрузочные характеристики механизмов свободного хода различных конструкций. — В кн.: Бесступенчато-регулируемые передачи. Ярославль: ЯПИ, 1978, 2, с.84-88.

60. Мальцев, В.Ф. Механические импульсные передачи, — М.: Машиностроение, 1978. - 367 с.

61. Мальцев, В.Ф. Роликовые механизмы свободного хода. — М.: Машиностроение, 1968. - 416 с.

62. Пилипенко, М.Н. Механизмы свободного хода. Л.: Машиностроение, 1966. 287 с.

63. Pang, X. Investigation on lubrication state of sliding bearings in low-speed rotor system subjected to torque load / X.Pang, W.Jiang, W.Jin // International Journal of Rotating Machinery. - 2019. - Vol. 2019. - P. 1 -11.

64. Ming, Q. Sliding Bearing Lubrication Theory / Q. Ming, C. Long, L . Yingchun, Y. Jiafrei // Bearing Tribology. - 2016. - P. 101-143.

65. Крауч, С. Методы граничных элементов в механике твердого тела / С. Крауч, А. Старфилд. - М.: Мир, 1987. - 328 с.

66. Марчук, Г.И. Методы вычислительной техники / Г. И. Марчук. - М.: Наука, 1980. - 346 c.

67. Гончаров, А.А. К расчету прижимных устройств клиновых механизмов свободного хода / А.А. Гончаров // Трение и смазка в машинах и механизмах. -2012. - № 6. - С. 41-47.

68. Simulink. User's guide [Электронный ресурс]. MathWorks. 2015. - Режим доступа: https://muratbeken.com.tr/wp-content/uploads/2019/11/Simulink.pdf.

69. Simscape Multibody. User's guide [Электронный ресурс]. MathWorks. 2015. - Режим доступа: https://uk.mathworks.com/help/pdf_doc/sm/sm_ug.pdf.

70. Flores, P. Contact Force Models for Multibody Dynamics / P. Flores, H. Lankarani. - Springer, 2016. -171 p.

71. Flores, P. Concepts and Formulations for Spatial Multibody Dynamics. - Springer, 2015. -83 p.

72. Lopez-Guerra, A. Modeling viscoelasticity through spring-dashpot models in intermittent-contact atomic force microscopy / A. Lopez-Guerra, D. Solares // Beilstein Journal of nanotechnology. - 2014. - Vol. 5. - P. 2149-2163.

73. Zhang, J. A continuous contact force model for impact analysis in multibody dynamics / J. Zhang, W. Li, L. Zhao, G. He // Mechanism and Machine Theory. -2020. - Vol. 153. - P. 1-25.

74. Sherman, M. Simbody: multibody dynamics for biomedical research / M. Sherman, A. Seth, S. Delp // 2011 Symposium on Human Body Dynamics // Procedia IUTAM. - 2011. -Vol. 2. - P. 241-261.

75. Hunt, K. Coefficient of restitution interpreted as damping in vibroimpact / K. Hunt, F. Crossley // Journal of applied mechanics. - 1975. - vol. 42. - P. 440-445.

76. Bulicek, M. On Kelvin-Voigt model and it's generalizations / M. Bulicek, J. Malek, K. Rajagopal // Evolution Equations and Control Theory. - 2012. - vol. 1. - P. 1742.

77. Nosewicz, S. Application of the Hertz formulation in the discrete element model of pressure-assisted sintering / S. Nosewicz, J. Rojek, M. Chmielewski, K. Pietrzak // Granular Matter. - 2012. - vol. 19. Article 16.

78. Marhefka, В. Simulation of contact using a nonlinear damping model / B. Marhefka, D. Orin // Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. - 1996. - vol. 2. - P. 1662-1668.

79. Gilardi, G. Literature survey of contact dynamics modelling / G. Gilardi, I. Sharf // Mechanism and Machine Theory. - 2002. - vol. 37. - P. 1213-1239.

80. Erickson, D. Contact Stiffness and Damping Estimation for Robotic Systems / D. Erickson, M. Weber, I. Sharf // The International Journal of Robotics Research. -2003. - vol. 23. - P. 41-57.

81. Alciatore, D.G. Introduction to mechatronics and measurement systems / David G. Alciatore // Department of Mechanical Engineering, Colorado State University, 2011. - 553 p.

82. Himanshu, M. Experimental Determination of Structural Damping of Different Materials / M. Himanshu, P. Dipal // Procedia Engineering. - 2016. - vol. 155. - P. 110-115.

83. Shi, X. Measurement and Modeling of Normal Contact Stiffness and Contact Damping at the Meso Scale / X. Shi, A. Polycarpou // ASME. J. Vib. Acoust. -2005. - vol. 127. - P. 52-60.

84. Карабань, В.Г. Основные проблемы обеспечения качества бесступенчатых механических импульсных передач малой мощности и возможные пути их решения. - ВолгГТУ, 2010. - 32 с.

85. Schropp, C. Inclusion of Physical Components in Flight Control Systems Optimization. Technischen Universität München, 2020. - 151 p.

86. Cull, S. On the modelling of Coulomb friction / S. Cull, R. Tucker // Journal of Physics A: Mathematical and General. - 1999. - vol. 32. Article 11.

87. Geffen, V. A study of friction models and friction compensation. Technische Universiteit Eindhoven. Traineeship report, 2009. - 24 p.

88. Popov, M. Reduction of friction by normal oscillations. Influence of contact stiffness / M. Popov, L. Popov // Friction. - 2017. - vol. 5. - P. 45-55.

89. Miller, S. Simscape Multibody Contact Forces Library [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://uk.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/47417-simscape-multibody-contact-forces-library.

90. Miller, S. An overview of two methods for capturing the effects of small elastic deformations. Modeling Flexible Bodies with Simscape Multibody Software / S. Miller, T. Soares, V.T. Weddingen, J. Wendlandt // MathWorks, 2017. - 37 p.

91. Fuller, D. Theory and Practice of Lubrication for Engineers. Chapman and Hall, London, 1956. - 432 p.

92. Sojoudi, H. On the Behaviour of Friction in Lubricated Point Contact With Provision for Surface Roughness / H. Sojoudi, M. Khonsari // Journal of Tribology 012102, 2010, DOI: https://doi.org/10.1115/1.4000306.

93. Ueda, M. In-Situ Observation of the Effect of the Tribofilm Growth on Scuffing in Rolling-Sliding Contact / M. Ueda, H. Spikes, A. Kadric // Tribology Letters. -2022. - vol. 70. - 21 p.

94. Гончаров, А.А. Исследование влияние геометрических параметров элементов на самоторможение клиновых механизмов свободного хода // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2014. - No 1. - С. 18-28.

95. Shah, R. Tribological Behaviour of Additively Manufactured Metal Components / R. Shan, N. Pai, A. Rosenkranz, K. Shirvani, M. Mariam // Journal of Manufacturing and Materials Processes. - 2022. - vol. 136.

DOI: https://doi.org/10.3390/jmmp6060138.

96. Yan, C. Evaluations of cellular lattice structures manufactured using selective laser melting / C. Yan, L. Hao, A. Hussein, D. Raymont // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2012. - vol. 62. - P. 32-38.

97. Plessis, A. Properties and applications of additively manufactured metallic cellular materials / A. Plessis, N. Razavi, M. Benedetti, S. Murichio, M. Leary, M. Watson,

D. Bhate, F. Berto // A review, Progress in Materials Science. Systems 100918, 2022, DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100918.

98. Holovenko, Y. Friction studies of metal surfaces with various 3D printed patterns tested in dry sliding conditions / Y. Holovenko, M. Antonov, L. Kollo, I. Hussainova // Journal of Engineering Tribology. - 2018. - vol. 232. - P. 43-53.

99. Держанский, В.Б. Метод исследования динамики управляемой механической бесступенчатой передачи с упругим элементом и механизмом свободного хода / В.Б. Держанский, С.В. Черепанов, А.А. Волков // Вестник уральского государственного университета путей сообщения. - 2020. -№ 2. -С. 28-34.

100. Рубцова, С.В. Основы теории погрешностей: учеб.-метод. Пособие / С.В. Рубцова, О.И. Охрименко, О.А. Алейникова. - Шахты. : ИСОиП. - 2019. - 66 с.

101. Жуков, В.К. Теория погрешностей технических измерений. - Томск: ТПУ, 2009. - 180 с.

102. Knight, K. Study/experimental/research design: much more than statistics // J. Athl. Train. - 2010. - vol. 45. - P. 98-100.

103. Koto, J. Experimental Method for Mechanical Engineering / J. Koto, N. Nasir // Ocean & Aerospace Research Institute, 2018. - 159 p.

104. BS 7882:2017 Calibration and classification of torque measuring devices. BSI Standards Limited, 2017. - 36 p.

105. DIN 51309:2022-08 Calibration of Static Torque Measuring Devices. Beuth Verlag, 2022. - 25 p.

106. Robinson, A. Guide to the calibration and testing of torque transducers // Industry and Innovation Division, 2008. - 24 p.

107. Olson, E. A passive solution to the sensor synchronization problem // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 11689706, 2010, DOI: https://doi.org/10.1109/IROS.2010.5650579.

108. Norton, M. Fundamentals of Noise and Vibration Analysis for Engineers / M. Norton, D. Carczub // Cambridge University Press, New York. - 2003. - 652 p.

109. Rhudy, M. Time Alignment Techniques for Experimental Sensor Data // International Journal of Computer Science & Engineering Survey, 2014, DOI: http://dx.doi.org/10.5121/ijcses.2014.5201.

110. Kok, C. Signal Sampling. Digital interpolation in Matlab / C. Kok, W. Tam // Wiley-IEEE Press, 2019. - 15p.

111. Feuer, A, Goodwin G. Sampling in Digital Signal Processing and Control / A. Feuer, G. Goodwin // Systems & Control: Foundations & Applications, 1996. -580 p.

112. Kaur, M. Piecewise Interpolatory Functions Through Approximation: Spline of Piecewise Interpolatory Functions. Scholars' Press, 2014. - 160 p.

113. Camponogara, E. Models and Algorithms for Optimal Piecewise-Linear Function Approximation / E. Camponogara, L. Nazari // Mathematical Problems in Engineering, 2015, DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/876862.

114. Majumdar, N. MATLAB Graphics and Data Visualization Cookbook. Packt Publishing, 2012. - 284 p.

115. Козленок, А.В. Влияние модификаций поверхности клина на эффективность работы клиновых муфт свободного хода с дополнительной кинематической связью / А.В. Козленок, С.И. Худорожков // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные идеи в машиностроении» ИИМ-2023. - Санкт-Петербург, -2023. - 5 с.

116. Grebe, M. Reibwertuntersuchungen an Motorenölen im Mikrotribometer / M. Grebe, P. Feinle // Tribologie-Fachtagung 2004: Reibung, Schmierung und verschieß. Tagungsband 2. - Gottingen, 2004. - 11 p.

117. Ingram, M. Designing a Simple Test to Measure and Rate Lubricant-ControlledFriction Reduction / M. Ingram, I.Roots, T. Welham, M. Smeeth, C. Hamer // Tribology transactions. - 2022. - vol. 65. - P. 1041-1058.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Изображения вложенных блоков математической модели

Рисунок А. 1 - Блок расчета и вывода теоретических характеристик клинового

МСХ с ДКС

Рисунок А.2 - Блок расчета ДКС МСХ (цилиндрическая зубчатая пара с

внутренним зацеплением)

Рисунок А.3 - Блок расчета и вывода прижимной пружины

Рисунок А.4 - Блок формирования инерционно-массовых характеристик сборки ведомой обоймы, ротора тормозной системы и зубчатого венца ДКС

Рисунок А. 5 - Блок расчета и вывода параметров контакта между клином и

свободным эксцентриком

Рисунок А. 6 - Блок расчета и вывода параметров контакта между клином и

ведомой обоймой

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Конструкторская документация на компоненты испытательного

стенда механизма свободного хода

Копировал Формат А4

Рисунок Б. 1 - Сечения испытуемых клиньев

Копиробал Фирман Л 4

Рисунок Б. 2 - Требования к точности геометрии клина

Рисунок Б. 4 - Необработанная пористая структура изготовленных образцов

I ТИ

ф ф Ф ф Фй

* # Ф ф ф

т Ф Ф ф ф

ф Ф т т т

т т ф ф ф

а» ф ш

егй» ■¿ЮЫ

•ивий».

Рисунок Б.5 - Заготовки клиньев «В» и «С»

Рисунок Б. 6 - Испытания клиньев на испытательном стенде

Копировал Формат М

Рисунок Б. 7 - Чертеж на изготовление свободного эксцентрика МСХ

Копировал Формат А 4

Рисунок Б. 8 - Чертеж на изготовление ведущего эксцентрика МСХ

Копировал Формат Л4

Рисунок Б. 9 - Чертеж на изготовление адаптера вала электромотора

Рисунок Б. 10 - Чертеж на изготовление ведомой обоймы МСХ

Копировал Формат А 4

Рисунок Б. 11 - Чертеж на изготовление упора пружины

к

о

К о

¡л

К) ьс

О)

н

О) й

к р

к

со

о н о и й О)

к к

О)

и

р

а

к и о й р

О X

I

I

I

90

152*

ЯаЗ,2

45ю.

36,7-о,1

4,3-о,1

2,2"''

2х 0,5x45°

ЗхЯО.ЗО'

лу

/75*

/7а 1.6

14 -0,1

О 0,1 А В

^ГА

М8х1.25

Острые кромки притупить. Я0, 3* задать инструментом. Геометрия 30 модели в номинальных значениях. (Изготовление в номинальные размер допустимо).

ОгЫеэЬай у1 Лит. Масса МасштаЬ

Изм Лист № до кум. Подп. Дата 1,22кг 1:1

Разраб. Козленок А . В

Пров.

Т. контр. Лист \Листов

не ниже Сталь 40

Н. контр.

Утв.

à

15 ±1

A-A

I

ч:

S

I

Ra3,2

1. Острые кромки притупить.

2. Я0,3* задать инструментом.

3. Геометрия ЗО модели в номинальных значениях. (Изготовление в номинальные размер допустимо),

4. - размер для справки

Motor Adapter v2 Лит. Масса Масштаб

Иэм ЛИС 7 №докум. Подп. Цата 0,15кг 1:1

Разраб. Козленок А . В

Пров.

Т. контр. Лист ¡Листов

не ниже Сталь 40

Н контр.

Утв.

Рисунок Б. 14 - Чертеж на изготовление эксцентриковой шайбы

Рисунок Б. 15 - Параметры зубчатой пары выполняющей роль ДКС МСХ

Рисунок Б. 17 - ДКС МСХ в виде зубчатой пары с внутренним зацеплением

Рисунок Б. 18 - Процесс установки клина

ПРИЛОЖЕНИЕ В Тензоры инерций испытуемых клиньев

Таблица В. 1 - Тензоры инерций испытуемых клиньев

клин «А» клин «В» клин «С»

Масса, г 55,7 43,5 47,5

Объем, мм3 7137,6 5599 6095

Главные моменты инерции, г-мм2

Рх 2405,8 1984,4 2080,3

Ру 7382,4 6381,7 6636

Рг 8717,5 7458 7757,7

Моменты инерции относительно центра масс детали, г^мм2

Ьхх 8716,8 7451,2 7752,4

Ьух 65,09 -193,3 -173,4

Ьгх 0 0 0

Ьху 65,09 -193,3 -173,4

ЦУУ 2406,4 1991,2 2085,6

Цгу 0 0 0

Ьхг 0 0 0

Цуг 0 0 0

Ьгг 7382,4 6381,7 6636

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Графические интерфейсы и фотографии с испытаний

Рисунок Г. 1 - Панель управления лабораторного источника питания Lambda TDK

GEN60-55 3300W

Рисунок Г.2 - Интерфейс калибровки датчика крутящего момента ATI Omega 160

Рисунок Г.3 - Интерфейс отображения нагрузки датчика крутящего момента ATI

Omega 160

Г il» Too* ННр Р Л : . О.КР Of W Hd 2 ...... OD

Welcome X 2Д Scope X ь^» X

► ■ Л V 2 ^ ScopeConAguatlon Central »1

А Ä

Mode Monitoring loUl Ilm* 10

.MOO 14000 13000 <2000 Trigger Delay 0 * Sampling Freq 20000 Hi T"99« No trigger Trigger Signal lew) Edge 10 «Ч Repetition» Smgle-ihot w w Display X II ■ 0x01 EVE XCR ■ Drive (192-1M-2.22) w

11000 Parameter # Ans 1 Unit« T Conbol X

9000 ■ 0*01 EVE XCR • Drive (1»2-1M-2.22) W

8000 Parameter • Aldi 1 Unit» » Control Button»

7000 target Latch СпаЫе

-S -4-3-2-10 1 Ы ' dult Reset (паЫ*

Рисунок Г.4 - Интерфейс контроллера электромотора EVERESTXCR 40/80

Рисунок Г. 5 - Запуск испытаний

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Рабочих ход механизма свободного хода, оснащенного испытуемыми клиньями

Рисунок Д. 1 - Сравнение циклового рабочего хода МСХ от частоты работы и крутящего момента нагрузки