Исследование способов повышения эффективности работы гусеничного движителя
Дипломная работа - История
Другие дипломы по предмету История
ним также присоединяются и упругие элементы 6. Гашение колебаний осуществляется за счет сил трения в шарнирах креплений упругих элементов 5 к другим деталям конструкции, сил трения между ведомыми ступицами 3 и упором-втулкой 7, а также за счет сил упругости, возникающих в элементах 5.
Стабилизацию колеса в поперечном направлении осуществляют упругие элементы 6 (открытая компоновка) или защитная крышка-кожух.
3.3 Кинематический расчет исследуемой конструкции
В данной части работы исследуется возможность работы предложенной конструкции с точки зрения её геометрической осуществимости. Необходимо определить размеры и месторасположение каждого из элементов колеса и сделать анализ их взаимодействия.
3.3.1 Определение точек кривой траектории движения конца упругого элемента
По теореме косинусов определим сторону АС=с треугольника АВС (см рисунок. 3.3)
где а перемещение ведомой ступицы;
R радиус ведомой ступицы.
Далее также по теореме косинусов определим из треугольника ACD углы 1 и 2
где l3 сторона упругого элемента, соединяющая ведущую и ведомую ступицы.
По теореме синусов из треугольника АВС найдём углы 1, 2и 3:
Из треугольника DME также по теореме синусов найдем е2 высоту треугольника ADE, опущенную из точки Е и угол 2:
Далее из треугольника CFK находим e1и а1 (см. рисунок. 3.3):
Теперь, как видно из рисунка 3.3, для того, чтобы определить координаты точек кривой траектории движения конца упругого элемента достаточно сложить величины найденных отрезков:
Данные результаты расчетов служат основой для компьютерного моделирования работы упругого колеса при движении по пересечённой местности.
3.3.2 Определение радиуса ведущего колеса по трём точкам
В связи с внесением изменений в конструкцию ведущего колеса, изменяется также и его радиус. Определить радиус колеса возможно методом трёх точек, суть которого заключается в существовании и единственности окружности, проходящей через три точки с известными координатами, так называемыми координатными точками.
Определим размеры отрезков а1, а2, а3 хорд между координатными точками:
Из треугольника 123 (см. рисунок 3.4) найдём углы 1 и 2:
Из треугольника 345 найдём его гипотенузу l1 и угол 1:
Из треугольников О46 и О63 найдём l2 один из катетов треугольника О46
Далее из треугольника О46 находится второй катет b3:
Из треугольника О36 находим радиус с (см. рисунок 3.4):
,
что, с учетом выражений (3.13.3) запишется как
Основываясь на полученных выше соотношениях, определим координату центра по оси ординат:
Произведем в полученном выражении (3.30) подстановки:
Тогда уравнение (3.30) примет вид:
Проведём дальнейшие преобразования с целью определения координаты центра ведущего колеса по оси абсцисс.
В полученном выражении (3.35) произведём подстановки:
Очевидно, что выражение (3.35) имеет форму квадратного трёхчлена:
,
откуда:
Избыточный корень отсекается по условию физической осуществимости.
Аналогичным образом поступим при определении координаты центра ведущего колеса по оси абсцисс:
3.3.3 Определение координат шарниров упругих элементов колеса в любой момент времени
Для построения модели работы ведущего колеса с внутренним подрессориванием необходимо определить, какое положение в каждый момент времени занимает каждый из упругих элементов системы подрессоривания. колеса. Первым шагом на пути решения этой задачи является определение координат точек шарниров упругих элементов.
Исходные данные:
закон изменения профиля поверхности:
максимальное смещение зубчатого обода относительно оси вращения колеса:
закон изменения угла поворота колеса:
известные конструктивные параметры упругого элемента:
,
;
радиус ведущей ступицы:
радиус ведущего обода:
.
Определим координаты оси вращения колеса x0, y0:
.
Тогда координаты точки шарнира К, принадлежащей ведущей ступице определятся, как
.
Теперь можно определить координаты точки шарнира L, принадлежащей зубчатому ободу колеса:
По известным координатам двух точек шарнира и размерам прямоугольного треугольника, чью форму имеет упругий элемент, вычисляем координаты точки шарнира К, физически принадлежащей ведомой ступице. Для этого определим расстояние а между точками М и L (см. рисунок 3.5):
.
Далее определим величину угла , угла между прямой KL и осью ОХ и равному ему, как углу со взаимно перпендикулярными сторонами, углу между прямой KM и осью OY:
Отсюда координаты точки шарнира М найдутся как:
Расчет данных параметров при помощи вычислительной техники позволит точно закоординировать положение любого из элементов ведущего колеса в процессе движения. Использование результатов данных расчетов делает возможной реализацию программного симулятора движения упругого колеса по неровной поверхности при помощи одноимённого пакета прикладного моделирования работы механизмов американской фирмы AEngiCAD.
4. Физическая осуществимость кинематической модели ведущего колеса с внутренним подрессориванием
4.1 Кинетостатический анализ работы ведущего колеса с внутренним подрессориванием.
4.1.1 Расчетная схема
Расчетная схема для кинетостатического анализа приведена на рисунке 4.1.
Принятые допущен