Ezzel az azonosítóval hivatkozhat erre a dokumentumra forrásmegjelölésben vagy hiperhivatkozás esetén: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/35879

Title: Algorithm for designing of speed change control devices through a gear differential with a closed-loop hydraulic system
Other Titles: Алгоритм проектування пристроїв керування змінами швидкості через водило зубчастого диференціала з замкнутою гідросистемою
Authors: Стрілець, Олег Романович
Малащенко, Володимир Олександрович
Пасіка, В’ячеслав
Strilets, Oleh
Malashchenko, Volodymyr
Pasika, Viacheslav
Affiliation: Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, Україна
Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна
National University of Water and Environmental Engineering, Rivne, Ukraine
Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine
Bibliographic description (Ukraine): Strilets O. Algorithm for designing of speed change control devices through a gear differential with a closed-loop hydraulic system / Oleh Strilets, Volodymyr Malashchenko, Viacheslav Pasika // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2021. — Vol 101. — No 1. — P. 138–148.
Bibliographic description (International): Strilets O., Malashchenko V., Pasika V. (2021) Algorithm for designing of speed change control devices through a gear differential with a closed-loop hydraulic system. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 101, no 1, pp. 138-148.
Is part of: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 1 (101), 2021
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 1 (101), 2021
Journal/Collection: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Issue: 1
Volume: 101
Issue Date: 23-már-2021
Submitted date: 15-dec-2020
Date of entry: 8-sze-2021
Publisher: ТНТУ
TNTU
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2021.01.138
UDC: 621.833.65
Keywords: пристрій для керування змінами швидкості
зубчастий диференціал
замкнута гідросистема
сонячне зубчасте колесо
епіцикл
водило
сателіт
speed change control device
gear differential
closed-loop hydraulic system
sun gear
ring gear
carrier
planet
Number of pages: 11
Page range: 138-148
Start page: 138
End page: 148
Abstract: У механічних приводах машин і різних засобах виробництва виникає необхідність керування змінами швидкості їх виконавчих механізмів. Для цього використовуються ступінчасті й безступінчасті коробки швидкостей. Відомі пристрої керування змінами швидкості мають багато недоліків, які негативно впливають на довговічність і надійність компонентів приводів і машин у цілому. Основними недоліками існуючого ступінчастого керування швидкістю є складність конструкції, велика матеріаломісткість, складність автоматизації, виникнення динамічних навантажень під час переходів із однієї швидкості на іншу, а традиційного безступінчастого – інтенсивне спрацювання деталей внаслідок використання фрикційних зв’язків стрічкових, колодкових або дискових гальм та блокувальних фрикційних муфт. Останнім часом у техніці широко застосовуються комбіновані пристрої зміни швидкості з зубчастими диференціалами і блокувальними фрикційними гальмами і муфтами. Це пов’язано з тим, що зубчастий диференціал володіє двома степенями вільності й в передачі руху приймає три ланки – сонячне зубчасте колесо, епіцикл і водило. Запропоновано, щоб ланка для керування процесом зміни швидкості між ведучою і веденою ланками змінювала швидкість за допомогою зупинника обертального руху у вигляді замкнутої гідросистеми. Це дозволяє підвищити зносостійкість таких пристроїв і забезпечує плавність їх роботи. Для цього розроблені на рівні патентів на винаходи і корисні моделі ряд нових пристроїв керування змінами швидкості та проведені теоретично-комп’ютерні кінематичні, енергетичні й силові дослідження. Метою даної роботи є приведення алгоритму застосування результатів досліджень при проектуванні пристроїв керування змінами швидкості. Відповідно до вихідних даних завдання на проектування пристрою керування змінами швидкості процес починається з вибору кінематичної схеми зубчастого диференціала, вибору ланки керування, обгрунтування його енергетичної ефективності коефіцієнтом корисної дії. Далі переходять до визначення числа зубців сонячного зубчастого колеса, сателітів і епіциклу та числа сателітів, користуючись класичними порадами. Для цього складають три рівняння: заданого передавального відношення; співвісності сонячного зубчастого колеса і епіциклу; складання й однієї нерівністі для числа сателітів – обмеження з умови сусідства. Уточняються кінематичні параметри користуючись результатами кінематичного дослідження. Після цього виконують попередні розрахунки на міцність деталей зубчастого диференціала. Тут визначають геометричні розміри зубчастих коліс, валів і водила, які будуть використані в динамічній моделі пристрою для керування змінами швидкості. Розрахунки виконують методами, приведеними в деталях машин. Потім переходять до вибору шестерінчастого гідронасоса і компонентів зупинника обертального руху у вигляді замкнутої гідросистеми та його привода від ланки керування, користуючись порадами проведених досліджень. Далі на основі динамічної моделі та отримані остаточних виразів швидкостей або обертальних моментів інерції ведучої і веденої ланок та використовуючи зв’язки між цими параметрами у зубчастому диференціалі можна проаналізувати його роботу. І, накінець, виконується 3D модель пристрою. При остаточному виборі оптимального варіанта, після різних уточнень, приступають до розроблення технічної документації пристрою зміни швидкості за допомого зубчастого диференціала й зупинника обертального руху у вигляді замкнутої гідросистеми. Ключові слова: пристрій для керування змінами швидкості, зубчастий диференціал, замкнута гідросистема, сонячне зубчасте колесо, епіцикл, водило, сателіт.
The algorithm of practical application of researches results of speed changes management devices with a gear differential and the stopper of rotational movement in the form of the closed-loop hydraulic system has been described. An example is a single-stage single-row gear differential, when the driving link is a sun gear, driven is a ring gear, and the control link is a carrier. For such a device, the order of execution of in design steps has been described. The described execution procedure of speed change devices designing will be valid for all kinematic schemes of single- and multistage gear differentials with stoppers of rotational movement in the form of the closed-loop hydraulic systems with control through carriers.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/35879
ISSN: 2522-4433
Copyright owner: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2021
URL for reference material: https://doi.org/10.1515/afit-2016-0002
https://doi.org/10.29354/diag/112397
https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091
https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406025
https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018
https://doi.org/10.1155/2013/149046
https://doi.org/10.1155/2013/142849
https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2012.09.004
https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.017
https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2012.01.011
https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.09.013
https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.11.017
https://doi.org/10.1016/j.apm.2015.07.006
https://www.hydrosila.com
References (Ukraine): 1. Малащенко В. А., Стрилец О. Р., Стрелец В. Н. Новый способ бесступенчатого изменения скорости при помощи зубчатых дифференциальных передач с замкнутой гидросистемой. Международный инженерный журнал «Приводы и компоненты машин». 2015. № 4–5. С. 7–10.
2. Malashenko V., Strilets O., Strilets V. Method and device for speed change by the epicyclic gear train with stepped-planet gear set. Research Works of AFIT. Warszawa: AFIT, 2016. Iss. 38. Р. 13–19. DOI: https://doi.org/10.1515/afit-2016-0002
3. Malashenko V., Strilets O., Strilets V., Klysh S. Investigation of the energy effectiveness of multistage differential gears when the speed is changed by the carrier. Diagnostyka. Warchava. 2019. Vol. 20. № 4. Р. 57–64. DOI: https://doi.org/10.29354/diag/112397
4. Стрілець О. Р. Кінематичні, силові і енергетичні залежності у замкнутій гідросистемі механічного приводу. Вісник НУВГП. Збірник наукових праць. Серія «Технічні науки». 2020. Вип. 1 (89). С. 152–164.
5. Strilets O., Malashenko V., Strilets V. Dynamic model of a closed-loop hydraulic system for speed control through gear differential. Scientific Journal of TNTU. 2020. Vol. 98. No. 2. Р. 91–98. DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091
6. Pawar1 P. V., Kulkarni P. R. Design of two stage planetary gear train for high reduction ratio. International Journal of Research in Engineering and Technology. eSAT Publishing House, Bangalore, India. 2015. Vol. 04. Iss. 06. Р. 150–157. DOI: https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406025
7. Bahk C.-J., Parker R. G. Analytical investigation of tooth profile modification effects on planetary gear dynamics. Mechanism and Machine Theory, Elsevier. 2013. No. 70. Р. 298–319. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018
8. Qilin Huang, Yong Wang, Zhipu Huo, Yudong Xie Nonlinear Dynamic Analysis and Optimization of Closed-Form Planetary Gear System. Mathematical Problems in Engineering. Vol. 2013. 2013. 12 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2013/149046
9. Miguel Pleguezuelos, José I. Pedrero, Miryam B. Sánchez Analytical Expressions of the Efficiency of Standard and High Contact Ratio Involute Spur Gears. Mathematical Problems in Engineering. Vol. 2013. 2013. 14 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2013/142849
10. Chen C. Power flow and efficiency analysis of epicyclic gear transmission with split power. Mechanism and Machine Theory. Vol. 59. 2013. Р. 96–106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2012.09.004
11. Chao Chen, Jiabin Chen Efficiency analysis of two degrees of freedom epicyclic gear ransmission and experimental. Mechanism and Machine Theory. Vol. 87. 2015. Р. 115–130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.017
12. Laus L. P., Simas H., Martins D. Efficiency of gear trains determined using graph and screw. Mechanism and Machine Theory. Vol. 52. 2012. Р. 296–325. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2012.01.011
13. Michiel Plooij, Tom van der Hoeven, Gerard Dunning, Martijn Wisse Statially balanced brakes. Original Research Article Precision Engineering. Vol. 43. January 2016. P. 468–478. DOI: https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.09.013
14. Attia E. M., Elsodany N. M., El-Gamal H. A., Elgohari M. A. Teoretical and experimental study of magneto-rheological fluid brake. Original Research Article Alexandria Engineering Journal. Vol. 56. Iss. 2. June 2017. P. 189–200. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.11.017
15. Kerem Karakoc, Afzal Suleman, Edvard J. Park Analytical modeling of eddy current brakes with the application of time varyieng magnetic fields. Original Research Article Applied Mathematical Modelling. Vol. 40. Iss. 2. 15 January 2016. P. 1168–1179. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apm.2015.07.006
16. Кіницький Я. Т. Теорія механізмів і машин: підручник. НАН України. К.: «Наукова Думка», 2002. 660 с.
17. Андриенко Л. А. и др. Детали машин / под ред. О. А. Ряховского. 2-е изд., перераб. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Баумана, 2004. 520 с.
18. Юшкин В. В. Основы расчета объемного гидропривода. Мн: Выш. шк., 1982. 93 с.
19. Насосы шестеренные. Каталог. URL: https://www.hydrosila.com.
20. Барсов Г. А. и др. Теория плоских механизмов и динамика машин / под реакцией А.В. Желиговского. М.: Высшая школа, 1961. 336 с.
21. Козяр М. М., Фещук Ю. В., Парфенюк О. В. Комп’ютерна графіка. SolidWorks: навчальний посібник. Херсон: ОЛДІ-ПЛЮС, 2018. 252 с.
References (International): 1. Malashchenko V. O., Strilets O. R., Strilets V. M. Novyy sposob besstupenchatogo izmeneniya skorosti pri pomoshchi zubchatykh differentsial'nykh peredach s zamknutoy gidrosistemoy. Mezhdunarodnyy inzhenernyy zhurnal “Privody i komponenty mashin”. 2015. No. 4–5. P. 7–10. [In Russian].
2. Malashenko V., Strilets O., Strilets V. Method and device for speed change by the epicyclic gear train vith stepped-planet gear set, Research Works of AFIT. Warszawa: AFIT, 2016. Iss. 38. P. 13–19. DOI: https://doi.org/10.1515/afit-2016-0002
3. Malashenko V., Strilets O., Strilets V., Klysh S. Investigation of the energy effectiveness of multistage differential gears when the speed is changed by the carrier, Diagnostyka, Warchava, 2019. Vol. 20. No. 4. P. 57–64. DOI: https://doi.org/10.29354/diag/112397
4. Strilets O. R. Kinematychni, sylovi i enerhetychni zalezhnosti u zamknutiy hidrosystemi mekhanichnoho pryvodu. Visnyk NUVHP. Zbirnyk naukovykh prats. Seriya “Tekhnichni nauky”. Rivne: NUVHP, 2020. Iss. 1 (89). P. 152–164. [In Ukrainian].
5. Strilets O., Malashchenko V., Strilets V. Dynamic model of a closed-loop hydraulic system for speed control through gear differential. Scientific Journal of TNTU. 2020. Vol. 98. No. 2. P. 91–98. DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091
6. Pawar1 P. V., Kulkarni P. R. Design of two stage planetary gear train for high reduction ratio. Journal of Research in Engineering and Technology. eSAT Publishing House, Bangalore, India. 2015. Vol. 04. Iss. 06. P. 150–157. DOI: https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406025
7. Bahk C.-J., Parker R. G. Analytical investigation of tooth profile modification effects on planetary gear dynamics. Mechanism and Machine Theory. Elsevier. 2013. No. 70. P. 298–319. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018
8. Qilin Huang, Yong Wang, Zhipu Huo, Yudong Xie Nonlinear Dynamic Analysis and Optimization of Closed-Form Planetary Gear System. Mathematical Problems in Engineering. Vol. 2013. 2013. 12 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2013/149046
9. Miguel Pleguezuelos, José I. Pedrero, Miryam B. Sánchez Analytical Expressions of the Efficiency of Standard and High Contact Ratio Involute Spur Gears. Mathematical Problems in Engineering. Vol. 2013. 2013. 14 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2013/142849
10. Chen C. Power flow and efficiency analysis of epicyclic gear transmission with split power. Mechanism and Machine Theory. Vol. 59. 2013. P. 96–106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2012.09.004
11. Chao Chen, Jiabin Chen Efficiency analysis of two degrees of freedom epicyclic gear transmission and experimental. Mechanism and Machine Theory. Vol. 87. 2015. P. 115–130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.017
12. Laus L. P., Simas H., Martins D. Efficiency of gear trains determined using graph and screw. Mechanism and Machine Theory. Vol. 52. 2012. P. 296–325. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2012.01.011
13. Michiel Plooij, Tom van der Hoeven, Gerard Dunning, Martijn Wisse Statially balanced brakes. Original Research Article Precision Engineering. Vol. 43. January 2016. P. 468–478. DOI: https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.09.013
14. Attia E. M., Elsodany N. M., El-Gamal H. A., Elgohari M. A. Teoretical and experimental study of magneto-rheological fluid brake. Original Research Article Alexandria Engineering Journal. Vol. 56. Iss. 2. June 2017. P. 189–200. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.11.017
15. Kerem Karakoc, Afzal Suleman, Edvard J. Park Analytical modeling of eddy current brakes with the application of time varyieng magnetic fields. Original Research Article Applied Mathematical Modelling. Vol. 40. Iss. 2. 15 January 2016. P. 1168–1179. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apm.2015.07.006
16. Kinytskyi Ia. T. Teoriya mekhanizmiv i mashyn: Pidruchnyk. NAN Ukrayiny. K.: “Naukova Dumka”, 2002. 660 p. [In Ukrainian].
17. Andriyenko L. A., Baykov B. A., Ganulich I. K. i dr. Detali mashin / pod red. O. A. Ryakhovskogo. 2-ye izd., pererab. M.: Izd-vo MGTU im. N. Baumana, 2004. 520 p. [In Russian].
18. Yushkin V. V. Basics of calculating a volumetric hydraulic drive. Minsk: Vysh. shk., 1982. 93 p. [In Russian].
19. Gear pumps. Katalog. URL: https://www.hydrosila.com. [In Russian].
20. Barsov G. A., Bezmenova L. V., Grodzenskaya L. S. i dr. Teoriya ploskikh mekhanizmov i dinamika mashin / pod reaktsiyey A. V. Zheligovskogo, M.: Vysshaya shkola, 1961, 336 p. [In Russian].
21. Koziar M. M., Feshchuk Iu. V., Parfeniuk O. V. Kompiuterna hrafika. SolidWorks: Navchalnyi posibnyk, Kherson: OLDI-PLUS, 2018. 252 p. [In Ukrainian].
Content type: Article
Ebben a gyűjteményben:Вісник ТНТУ, 2021, № 1 (101)



Minden dokumentum, ami a DSpace rendszerben szerepel, szerzői jogokkal védett. Minden jog fenntartva!