Аналитическая оценка неравномерности хода импульсных бесступенчатых передач

Импульсные бесступенчатые передачи позволяют плавно изменять скоростные и силовые характеристики приводов машин в движении и под нагрузкой. При работе таких передач наиболее сложную кинематику имеет преобразующий механизм. Он трансформирует вращательное движение входного звена в колебательные движения промежуточных звеньев с разными амплитудой и частотой. Рассмотрена задача аналитического исследования кинематики преобразующего механизма импульсной бесступенчатой передачи с шестью механизмами свободного хода. Для решения поставленной задачи предложена расчетная схема и получены математические выражения, описывающие взаимосвязь геометрических параметров преобразующего механизма со скоростями точек его звеньев. Кинематический анализ выполнен для самой компактной конструкции — преобразующего механизма на основе рычажного четырехзвенника. Приведены графики, характеризующие изменение угловой скорости выходного звена при прямом и обратном ходах коромысла. Определены значения коэффициента неравномерности хода. Показано, что предпочтительной является передача вращающего движения механизмами свободного хода при прямом ходе.

Литература

[1] Liu H., Han L., Cao Y. Improving transmission efficiency and reducing energy consumption with automotive continuously variable transmission: a model prediction comprehensive optimization approach. Appl. Energy, 2020, vol. 274, art. 115303, doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115303

[2] Xia Y., Sun D. Characteristic analysis on a new hydro-mechanical continuously variable transmission system. Mech. Mach. Theory, 2018, vol. 126, pp. 457–467, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.03.006

[3] Aliukov S., Shefer L., Alyukov A. Overrunning clutches in designs of inertial continuously variable transmissions. In: Lecture notes in engineering and computer science, vol. 2236, Springer, 2018, pp. 684–689.

[4] Яржемский М.К. Бесступенчатая передача для автомобиля. Автомобильная промышленность, 2020, № 2, с. 11–13.

[5] Иванов К.С., Джомартов А.А. Функциональные свойства бесступенчатых зубчатых адаптивных трансмиссий. Механика машин, механизмов и материалов. 2010, № 3, с. 45–49.

[6] Архангельский Г.В., Дубинец А.И. Бесступенчатые передачи приводов машин, Киев, Ун-т Украина, 2012. 382 с.

[7] Chen S., Dong Z. Transmission characteristics and phase number optimization on the transmission mechanism of rod gear pulse continuously variable transmission. Adv. Mech. Eng., 2018, vol. 10, no. 1, doi: https://doi.org/10.1177%2F1687814017751966

[8] Tsuchiya E., Shamoto E. Pulse drive: a new power-transmission principle for a compact, high-efficiency, infinitely variable transmission. Mech. Mach. Theory, 2017, vol. 118, pp. 265–282, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.08.011

[9] Sun J.D., Fu W.Y., Lei H. et al. Rotational swashplate pulse continuously variable transmission based on helical gear axial meshing transmission. Chin. J. Mech. Eng., 2012, vol. 25, no. 6, pp. 1138–1143, doi: https://doi.org/10.3901/CJME.2012.06.1138

[10] Рызванович А.Я., Генералов В.А. Новые технические решения в конструкции импульсного вариатора, расширяющие области использования импульсного движения. Вестник машиностроения, 2021, № 6, с. 15–18, doi: https://doi.org/10.36652/0042-4633-2021-6-15-18

[11] Алюков С.В. Нелинейные колебания инерционных бесступенчатых передач без механизмов свободного хода. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 3, с. 35–42, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2012-3-35-42

[12] Кропп А.Е. Трансмиссия автомобиля с импульсным вариатором. Журнал автомобильных инженеров, 2011, № 6, с. 32–39.

[13] Рябов Г.К., Медведев В.И., Петров А.В. Работа храпового механизма свободного хода блочного типа в импульсной бесступенчатой механической передаче. Вестник машиностроения, 2013, № 10, с. 27–30.

[14] Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. Москва, Машиностроение, 1978. 367 с.

[15] Шарков О.В., Калинин А.В. Исследование кинематических характеристик импульсных вариаторов. Вестник машиностроения, 2009, № 6, c. 21–24.

[16] Вариатор импульсный. energo-egas.ru: веб-сайт. URL: http://energo-egas.ru/variator-impulsniy/ (дата обращения: 26.11.2021).

[17] Кропп А.Е. Приводы машин с импульсными вариаторами. Москва, Машиностроение, 1988. 144 с.

[18] Пожбелко В.И. Инерционно-импульсные приводы машин с динамическими связями. Москва, Машиностроение, 1989. 132 с.

[19] Liu K.C., Zheng Z.X. Experimental investigation into the pulsating degree of in-line pulse CVT. Proc. ICMEIM-2015, 2015, art. 157539.

[20] Sun J., Tian E., Lei H. et al. Kinematic analysis of swash plate pulse continuously variable transmission. Adv. Sci. Lett., 2013, vol. 19, no 6, pp. 1705–1708, doi: https://doi.org/10.1166/asl.2013.4575

[21] Cavic M., Pencic M., Rackov M. et al. Dynamic optimization of the pulse continuously variable transmission. Proc. 5th Int. Conf. on Power Transmission BAPT-2016, 2016, pp. 123–133.

[22] Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Москва, Альянс, 2011. 639 с.

[23] Корн Г.А., Корн Т.М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Формулы. Санкт-Петербург, Лань, 2003. 831 с.

[24] Uicker J.J., Pennock G.R., Shigley J.E. Theory of machines and mechanisms. Oxford University Press, 2016. 976 p.