АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ ВИБРАЦИОННЫХ НАГРУЗОК, ФОРМИРУЕМЫХ ЗУБЧАТЫМИ ЗАЦЕПЛЕНИЯМИ ПЕРСПЕКТИВНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ

И. А. Трусевич, С. В. Абдулов, В. Б. Держанский, И. А. Тараторкин, Александр Игоревич Тараторкин, А. А. Волков

Аннотация


Для обеспечения постоянно повышающихся требований к комфортабельности транс-портных машин, в первую очередь, характеризующуюся уровнем виброакустического из-лучения, применяются современные методы оптимизации NVH параметров трансмиссий. Прогресс в развитии программных комплексов позволяет исследовать возмущения, возни-кающие вследствие проявления нелинейных свойств динамических систем, а также вно-сить обоснованные доработки и изменения на ранних этапах проектирования.
Представленная работа является частью текущего исследования по созданию вери-фицированной математической модели перспективной автоматической коробки передач (АКП), которая должна адекватно описывать ее виброакустическое поведение в процессе эксплуатации, а ее целью является создание цифровой копии перспективной АКП для шоссейного грузовика категории N2 и оптимизация входящих в нее зубчатых колес.
В работе приводятся описание процессов создания цифрового двойника перспектив-ной АКП в программном продукте Simcenter 3D Motion Trasmission Builder и оптимизации зубчатых зацеплений в программном продукте KISSsoft, а также результатов определения оптимальных параметров зубчатых колес. Новизна исследования заключается в создании цифровой копии перспективной АКП, позволяющей моделировать любой режим работы для получения нагрузок, необходимых для определения виброакустического поведения трансмиссии.
В соответствии с целью работы был создан цифровой двойник перспективной авто-матической коробки передач грузового автомобиля для определения нагрузок в опорах. В результате проведенных расчетных исследований были получены оптимальные параметры зубчатых колес по критерию минимизации кинематической погрешности передачи. Результаты исследования позволили уточнить алгоритм определения и оптимизации нагрузок, формируемых в зубчатых зацеплениях и передаваемых на корпус трансмиссии, который в дальнейшем может быть использован при проектировании коробок передач и редукторных узлов транспортных машин.

Ключевые слова


NVH; коробка передач; кинематическая погрешность; цифровая копия; симуляция; зубчатое зацепление; нелинейность

Полный текст:

PDF

Литература


Афанасьев, Б.А. Проектирование полноприводных колесных машин. В 3 т. Т. 1: учеб-ник для вузов / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Г.И. Гладов и др.; под ред. А.А. Полунгяна. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 496 с.

Афанасьев, Б.А. Проектирование полноприводных колесных машин. В 3 т. Т. 2: учеб-ник для вузов / Б.А. Афанасьев, Л.Ф. Жеглов, В.Н. Зузов и др.; под ред. А.А. Полунгяна. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 528 с.

Trusevich, I.A. Theoretical and experimental optimization of vibroacoustic parameters of MKSM-800 loader / I.A. Trusevich, I.A. Taratorkin, A.I. Taratorkin // IOP Conference Series Ma-terials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 709, issue 2. – Number article 022112. DOI: 10.1088/1757-899X/709/2/022112.

Trusevich, I.A. Strategy for optimizing the NVH parameters of the transport vehicle power-train during its design / I.A. Trusevich, A.I. Taratorkin, A.V. Belevich, I.A. Taratorkin // IOP Con-ference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 971. – Number article 052085. DOI: 10.1088/1757-899X/971/5/052085.

Joachim, F.J. How to minimize power losses in transmissions, axles and steerings / Joachim F.J, Börner J., Kurz N. // Gear Technology – 2012. – P. 58–66.

Iarriccio, G. Efficiency and Durability of Spur Gears with Surface Coatings and Surface Texturing / G. Iarriccio, A. Zippo, M. Barbieri, F. Pellicano // Advances in Condition Monitoring and Structural Health Monitoring: WCCM 2019, – 2021. – P. 285–291.

Masoud A.S.S.A. Increasing spur gear durability: Two-material spur gear / A.S.S.A. Ma-soud, M. Qasim // International Journal of Computer Applications in Technology. – 2005. – Vol. 24. – № 3. – P. 171–179. DOI: 10.1504/IJCAT.2005.007483.

Vullo, V. Surface Durability (Pitting) of Spur and Helical Gears / V. Vullo // Gears. Springer Series in Solid and Structural Mechanics. – 2020. – Vol. 11. – P. 73–147.

Allemang, R.J. Vibrations: analytical and experimental modal analysis / R.J. Allemang // Structural Dynamics Research Laboratory, Department of Mechanical, Industrial and Nuclear Engineering, University of Cincinnati, OH, February 1999.

Heylen, W. Modal Analysis Theory and Testing / W. Heylen, S. Lammens, P. Sas // Bel-gium: Katholieke Universiteit Leuven, Faculty of Engineering, Department of Mechanical Engi-neering, Division of Production Engineering, Machine Design and Automation, 1998. – 340 p.

Brincker, R. Introduction to Operational Modal Analysis / R. Brincker, C. Ventura // John Wiley & Sons, Ltd. – 2015. – 360 p. DOI: 10.1002/9781118535141.

Zhang, L. An Overview of Operational Modal Analysis: Major Development and Issues. / L. Zhang, R. Brincker // Proceedings of the 1st International Operational Modal Analysis Confer-ence, Copenhagen, Denmark. – 26–27 April, 2005. – P. 179–190.

Simcenter 3D Motion Trasmission Builder User Guide

Umezawa, K., Suzuki, T., Sato, T. Vibration of Power Transmission Helical Gears: Approx-imate Equation of Tooth Stiffness / K. Umezawa, T. Suzuki, T. Sato // Bulletin of JSME. – 1986. – Vol. 29, issue 251. – P. 1605–1611.

Cai, Y. The linear approximated equation of vibration for a pair of spur gears (Theory and experiment) / Y. Cai, T. Hayashi // Journal of Mechanical Design. – 1994. – Vol. 116, issue 2. – P. 558–564.

Cai, Y. Simulation on the rotational vibration of helical gears in consideration of the tooth separation phenomenon (A new stiffness function of helical involute tooth pair) / Y. Cai // Journal of Mechanical Design, – 1995. – Vol. 117, issue 3. – P. 460–469.

Mechanical Transmission / Run Fang L., Zeguang T., Jiaoteng L., etc. // 2001. – Vol. 25, issue 2. – P. 1–3. (In Chinese).

International Organization for Standardization, «ISO 6336-1. Calculation of load capaci-ty of spur and helical gears – Part 1: Basic principles, introduction and general influence fac-tors». – 2006.

KISSsoft; Calculation Software for Machine Design. Available at: www.kisssoft.com

Shehata, A. Modeling the effect of misalignment and tooth microgeometry on helical gear pair in mesh./ A. Shehata, M. AsifAdnan, O.D. Mohammed // Engineering Failure Analysis, – 2019. – Vol. 106. – P. 104–190.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.