Толстолуцький Віктор Олександрович. Аналіз і параметричний синтез механічних трансмісій сучасних швидкохідних гусеничних машин

brief description

Толстолуцький Віктор Олександрович. Аналіз і параметричний синтез механічних трансмісій сучасних швидкохідних гусеничних машин : Дис... канд. наук: 05.22.02 2007

Толстолуцький В. О.Аналіз і параметричний синтез механічних трансмісій сучасних швидкохідних гусеничних машин. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.22.02 - Автомобілі та трактори. - Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2007.
Дисертація присвячена питанням підвищення характеристик рухливості сучасних швидкохідних гусеничних машин шляхом оптимізації набору механічних параметрів трансмісії - параметричного синтезу.
У дисертації розроблена універсальна математична модель, яка забезпечує можливість всебічного аналізу механічних трансмісій сучасних ШГМ, рухливості й маневреності гусеничних машин у перехідних і стаціонарних режимах роботи. Визначено критерій оптимальності набору механічних параметрів ступінчастої трансмісії для швидкохідних гусеничних машин та сформульовано завдання параметричного синтезу механічних трансмісій у вигляді завдання умовної оптимізації. Розроблено метод параметричного синтезу механічних трансмісій сучасних швидкохідних гусеничних машин на базі універсальної математичної моделі.
Наведено реалізацію методу параметричного синтезу механічних трансмісій сучасних ШГМ на прикладі ШГМ «Оплот». Застосування запропонованого методу дозволило зменшити час розгону до максимальної швидкості, знизити осідання частоти обертання валів двигуна при перемиканнях передач, збільшити діапазон частот обертання валів двигуна на нижчих передачах, покращити характеристики маневреності.

У дисертаційній роботі отриманий метод визначення оптимальних механічних параметрів ступінчастих трансмісій сучасних швидкохідних гусеничних машин для випадку застосування їх у комплексі з автоматизованими системами керування рухом.
Основні наукові та практичні результати роботи і висновки, які випливають із них, полягають у наступному:

Аналіз сучасного стану проблеми синтезу трансмісій сучасних транспортних засобів показав, що методи параметричного синтезу успішно застосовуються при створенні складних деталей машин, настроюванні алгоритмів автоматизованих систем керування, при виборі розподілу передаточних чисел коробки передач колісної техніки й т.д. Однак питання визначення оптимальних механічних параметрів планетарних коробок передач швидкохідних гусеничних машин залишився не вирішеним, що говорить про актуальність розробки методів параметричної оптимізації планетарних коробок передач гусеничних машин.
Розроблена універсальна математична модель шасі гусеничної машини дозволяє вирішувати задачі аналізу кінематики та динаміки руху елементів трансмісії, а також робити аналіз рухливості та маневреності швидкохідної гусеничної машини. Дана математична модель відрізняється від існуючою повнотою обліку структурних елементів і докладністю опису динамічних процесів.
Запропонована математична модель навантаженого стану шасі гусеничної машини дозволяє в комплексі вирішувати завдання тягового розрахунку прямолінійного руху та повороту, моделювати розгін, гальмування й рух гусеничної машини в повороті.
Порівняльний аналіз експериментальних і розрахункових даних показав, що погрішність запропонованого математичного методу моделювання реальних динамічних процесів не перевищує 7%. Висока точність запропонованого математичного апарата дозволяє використати його при аналізі різних гусеничних машин на всіх стадіях проектування.
Запропонований критерій - функціонал часу розгону - дозволив розробити метод параметричного синтезу механічних параметрів ступінчастих трансмісій сучасних швидкохідних гусеничних машин, що враховує не лінійність характеристик буксування фрикційних пристроїв та двигуна, а також особливості системи керування.
На прикладі швидкохідної гусеничної машини «Оплот» визначено, що використання даного методу дозволило скоротити час розгону на 11%, при цьому покращилася динаміка перемикання на вищих передачах і покращилися маневрені характеристики.
У результаті виконаного дослідження розроблено програмний комплекс «Dynamics», в якому реалізовані методи моделювання різних режимів роботи елементів трансмісії, а також руху ГМ на місцевості, що дозволяє проводити оцінку характеристик розроблюваної машини на різних стадіях проектування без коштовних натурних випробувань. Програмний комплекс «Dynamics» був успішно використаний в КП ХКБМ ім. О.О. Морозова при розробці й доведенні автоматизованих систем керування ШГМ «Оплот», «Аль-Халід» та «СААД», а також при розробці гідрооб'ємномеханічної трансмісії мотовоза.