彈性聯軸器系統扭振力學模型和數學模型建立
不同聯軸器對動力傳動系統的影響
系統扭振力學模型采用多自由度集中質量當量模型,理想地認為車輛動力傳動系統是由一些只有轉動慣量而無彈性變形的剛體質量和一些只有彈性變形而無轉動慣量的彈性軸段組成。系統的當量模型建立按能 量保持不變的原則,將傳動系統的各旋轉件都當量為同一轉速旋轉。某型履帶車輛動力傳動系統由發動機、聯軸器、變速裝置、側傳動和主動輪等組成。由系統實際結構簡化深受的集中質量當量系統扭振力學模型。模型中不考慮齒輪副嚙合剛度,齒輪副簡化為一個集中質量,且所有集中質量點的慣量、軸段剛度及阻尼均當量到發動機輸出軸。扭振力學模型為多自由度分支結構模型。
扭振數學模型建立目前,工程中對系統扭振的準確計算多采用解析法。利用特征值法求解固有振動的頻率和振型,采用模態綜合法計算系統強迫振動響應,然后根據強迫振動的計算結果對軸系部件的強度進行校核。
配裝不同聯軸器的曲軸軸系和傳動系軸段較大附加應力計算。曲軸部分附加扭轉應力基本不受聯軸器形式的影響,較大應力在3~4質量點問的曲軸上。不同聯軸器對傳動系統軸段附加扭轉應力的影響不同,附加扭轉應力變化從十幾兆帕到四百多兆帕。由于膜片聯軸器沒有阻尼作用,配裝膜片聯軸器后的傳動系統各軸段附加扭轉應力明顯大的
通過對動力傳動系統扭振特性的計算,深受不同聯軸器對動力傳動系統扭振影響的規律。1)橡膠聯軸器和膜片聯軸器對傳動系統減振作用依次下降,由于較低剛度和較大阻尼,減振效果較明顯。通過上面的計算分析,綜合考慮聯軸器剛度對固有頻率、質量點扭振幅值及動載荷的影響,確定選用蓋斯林格聯軸器。2)蓋斯林格聯軸器移頻效果較明顯,其余依次是橡膠聯軸器和膜片聯軸器。由于膜片聯軸器的大剛度和弱阻尼,使得傳動軸系質量點扭振幅值更加,在發動機轉速范圍內有多處峰值存在,更加了系統共振的機會。3)曲軸系的附加轉矩和附加扭轉應力基本不受聯軸器形式的影響,傳動軸系的附加轉矩和附加扭轉應力大小與聯軸器形式相關。在發動機轉速范圍內,配裝蓋斯林格聯軸器傳動系統軸系的扭振幅值較小,配裝膜片聯軸器的傳動軸系有多處峰值存在。4)對齒輪的振動附加轉矩大小與配裝的聯軸器形式有關。配裝蓋斯林格聯軸器時,齒輪振動附加轉矩較低,低于許用值和發動機平均轉矩;配裝膜片聯軸器時,齒輪振動轉矩較高,超過齒輪持續工作轉矩許用值,且有多處超過發動機平均轉矩,齒輪發生敲擊現象的概率更加。5)隨著剛度的更加,聯軸器上的附加轉矩也更加。蓋斯林格聯軸器和膜片聯軸器的附加轉矩分別為較小和較大。