Informații despre articol

Jinfu Du, Școala de Inginerie Mecanică și de Precizie a Instrumentelor, Universitatea de Tehnologie Xi’an, Nr. 5 South Jinhua Road, Xi’an 710048, China. E-mail: [e-mail protejat]

privind

Abstract

Se propune o metodologie de analiză a partajării sarcinii pentru un nou tip de sistem de angrenare conică în spirală împărțit de putere bazat pe caracteristica în buclă închisă a fluxului de putere. În primul rând, sunt construite modelul structurii mecanice și ecuațiile de echilibru ale momentului sistemului și apoi sunt derivate ecuațiile de compatibilitate a deformării care descriu relația dintre moment și deformarea normală a suprafeței dintelui. În al doilea rând, este propus un model precis pentru calcularea partajării sarcinii a unei condiții de lucru cu o singură intrare-două ieșiri și se derivă o formulă generală pentru calculul simplificat al distribuției sarcinii de inginerie. În cele din urmă, un experiment este conceput pentru a demonstra fezabilitatea acestei metode. S-a constatat că raportul măsurat de tulpină a rădăcinii dintelui din 1-2 ramuri și 1-4 ramuri coincide cu rezultatele analizei teoretice. Analiza propusă și metoda experimentală oferă o nouă abordare pentru analiza distribuției sarcinii transmisiei cu trepte de viteză divizată cu un flux de putere în buclă închisă.

Introducere

Sistemele de transmisie cu divizare de putere, cum ar fi planetare, stele, arborele paralel și alte forme de transmisii ale treptelor de viteză sunt utilizate pe scară largă în motoarele și reductoarele din industria aeronautică, marină și auto. Raționamentul tehnologiei de împărțire a puterii este că cuplul de intrare care trebuie transferat este împărțit în n ramuri, fiecare ramură transportând doar 1/n din cuplul total de intrare. Astfel, forța transmisă de fiecare plasă a angrenajului este redusă semnificativ, precum și diametrul și viteza liniară a angrenajelor, precum și volumul și greutatea sistemului.

În timp ce structurile trenurilor tradiționale planetare și stelare sunt complicate, iar direcția fluxului de putere este simplă, Gu et al. 22 a proiectat un nou tip de sistem de angrenare conică în formă de spirală cu divizare de putere. Acest sistem este compus din patru angrenaje conice spiralate dispuse simetric și toate unghiurile arborelui lor sunt de 90 °. Cu un cadru simplu și compact, acest sistem poate introduce și ieși mai multe puteri de ramură în forme paralele sau încrucișate, cum ar fi o intrare cu două sau trei ieșiri, două intrări cu una sau două ieșiri și așa mai departe. Acest sistem a arătat perspective bune de utilizare în domeniile militar și civil.

Obiectivul acestei investigații este de a analiza în mod sistematic caracteristicile de împărțire a sarcinii unei forme speciale a acestui sistem de angrenare conică în formă de spirală împărțită de putere - o intrare cu două ieșiri - care poate fi utilizată în elicoptere și acțiuni de navă. În primul rând, se stabilește un model de structură mecanică pentru sistem în funcție de caracteristica în buclă închisă a fluxului de putere. Apoi, sunt derivate ecuațiile de echilibru ale momentului, precum și ecuațiile de compatibilitate a deformării care descriu relația dintre cuplu și deformarea normală a suprafeței dintelui. Pe baza acestor ecuații, sunt propuse modelele teoretice de calcul al partajării sarcinii - un model de calcul precis și un model simplificat de calcul tehnic - și se derivă o formulă de distribuție a sarcinii care reflectă direct situația de partajare a sarcinii a sistemului. În cele din urmă, fezabilitatea modelului teoretic este clar ilustrată printr-un experiment și se dau câteva concluzii.

Modelul structurii mecanice a sistemului

Diagrama structurii interne și modelul tridimensional (3D) al acestui sistem de transmisie sunt prezentate în Figura 1. Raportul de transmisie este 1: 1 și unghiul arborelui este de 90 °, toate treptele de viteză sunt susținute de rulmenți de rulare la capetele arborilor și toate cele patru linii centrale sunt în același plan orizontal. Această cercetare se concentrează pe o formă specială a sistemului care este destinată aplicării într-un elicopter (Figura 2) sau într-o navă (Figura 3). Așa cum se arată în Figura 2, puterea de intrare este împărțită în două ramuri, care vor fi transmise prin reductorul principal către rotorul principal și prin reductorul de coadă către rotorul de coadă, această formă de divizare a puterii cu două ramuri îndeplinește cerințele pentru mișcarea elicopterului și transmiterea puterii. Așa cum se arată în Figura 3, condițiile de lucru ale unui motor care acționează o elice este că ambreiajul 6 este deschis când cuplajele hidraulice # 3 și # 4 sunt închise, iar principalele motoare # 1 și # 2 funcționează simultan. Condițiile de lucru ale unui motor care acționează două elice este ca ambreiajul 6 să fie închis când motorul principal # 1 funcționează separat cu cuplajul hidraulic # 3 fiind deschis sau motorul principal # 2 funcționând separat cu cuplajul hidraulic # 4 fiind deschis.