Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33359
Назва: | Dynamic model of speed control through ring gears in a device with a multistage gear differentials and closed-loop hydraulic systems |
Інші назви: | Динамічна модель керування швидкістю у пристрої з багатоступінчастим зубчастим диференціалом і замкнутими гідросистемами через епіцикли |
Автори: | Стрілець, Олег Романович Strilets, Oleh |
Приналежність: | Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, Україна National University of Water and Environmental Engineering, Rivne, Ukraine |
Бібліографічний опис: | Strilets O. Dynamic model of speed control through ring gears in a device with a multistage gear differentials and closed-loop hydraulic systems / Oleh Strilets // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2020. — Vol 99. — No 3. — P. 102–111. |
Bibliographic description: | Strilets O. (2020) Dynamic model of speed control through ring gears in a device with a multistage gear differentials and closed-loop hydraulic systems. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 99, no 3, pp. 102-111. |
Є частиною видання: | Вісник тернопільського національного технічного університету, 3 (99), 2020 Scientific journal of the Ternopil national technical university, 3 (99), 2020 |
Журнал/збірник: | Вісник тернопільського національного технічного університету |
Випуск/№ : | 3 |
Том: | 99 |
Дата публікації: | 18-вер-2020 |
Дата подання: | 29-вер-2020 |
Дата внесення: | 23-гру-2020 |
Видавництво: | ТНТУ TNTU |
Місце видання, проведення: | Тернопіль Ternopil |
DOI: | https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.03.102 |
УДК: | 621.833.65 |
Теми: | динамічна модель пристрій для керування змінами швидкості зубчастий диференціал замкнута гідросистема сонячне зубчасте колесо епіцикл водило сателіт dynamic model speed control device gear differential closed-loop hydraulic system sun gear ring gear carrier planet |
Кількість сторінок: | 10 |
Діапазон сторінок: | 102-111 |
Початкова сторінка: | 102 |
Кінцева сторінка: | 111 |
Короткий огляд (реферат): | У приводах підйомно-транспортних, будівельних, дорожніх, меліоративних,
сільськогосподарських і гірничих машин, на автомобілях і тракторах, на судах, літальних і підводних
апаратах виникає необхідність керування змінами швидкості за величиною та напрямком 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 деталей приводів і машин у цілому. Розроблення на рівні винаходів
вантажоупорного зупинника у вигляді замкнутої гідросистеми (пат. № 2211796 RU і пат. № 44135 UA) і
застосування його у зубчастих диференціалах, дозволило розробити ряд пристроїв для керування змінами
швидкості у механічних приводах за рахунок регулювання руху рідини в замкнутій гідросистемі. Це
пов’язано з тим, що зубчастий диференціал володіє двома ступенями вільності і в передаванні руху
приймає три ланки – сонячне зубчасте колесо, епіцикл і водило. Запропоновано, щоб одну із ланок
використовувати для керування процесом зміни швидкості між ведучою і веденою ланками за допомогою
замкнутої гідросистеми. Розроблений на рівні корисних моделей ряд нових пристроїв керування змінами
швидкості підвищують роботоздатність техніки, що підтверджують проведені теоретично-
комп’ютерні кінематичні та енергетичні дослідження. Розглянуті останні дослідження й публікації
присвячені одноступінчастим планетарним і диференціальним зубчастим передачам та мало пов’язані з
багатоступінчастими зубчастими диференціалами. Мета даної роботи розробити математичну модель
динамічних процесів у пристроях зміни швидкості за допомогою багатоступінчастих зубчастих
диференціалів з замкнутими гідросистеми у випадку, коли ланками керування є епіцикли, а ведучим валом
є сонячне зубчасте колесо першого ступеня, а веденим валом є водило останнього ступеня. Для досягнення
мети рух механічної системи у формалізованому вигляді змодельовано рівнянням Лагранжа ІІ роду. Для
цього складено вираз для кінетичної енергії й обертального моменту та отримано систему
диференціальних рівнянь, яка виражає математичну динамічну модель пристрою зміни швидкості за
допомогою багатоступінчастого зубчастого диференціала з замкнутими гідросистемами через епіцикли.
Отримані результати можуть бути підґрунтям для проведення кількісного аналізу на ПК силових
залежностей механічного привода з гідросистемним керуванням через епіцикли, коли навантаження,
тобто обертальний момент опору на веденій ланці – водилі, змінюється періодично протягом тривалого
часу; або величина ударного навантаження після різкого збільшення залишається незмінним протягом
тривалого часу; або величина ударного навантаження після різкого збільшення зберігається протягом
малого часу; або виконавчий механізм миттєво зупиняється внаслідок значного перевантаження. The dynamic processes in the device for speed control with multistage gear differential and closed-loop hydraulic systems through ring gears have been studied for case when the leading link is the sun gear of the first stage, and the driven is a carrier of the last stage. For such a device, the equation of kinetic energy has been compiled and the dynamics equations have been obtained by the Lagrange method, which have been solved. The obtained results are the basis for further computer simulation on and quantitative analysis to assess the performance of such devices and select the necessary closed-loop hydraulic systems to control speed changes. |
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33359 |
ISSN: | 2522-4433 |
Власник авторського права: | © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2020 |
URL-посилання пов’язаного матеріалу: | http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110683 https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018 https://doi.org/10.1155/2013/149046 https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.11.001 https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2015.05.003 https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406025 https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.017 https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.012 https://doi.org/10.20858/sjsutst.2016.91.1 https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.11.088 https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.07.038 https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.015 https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-228-237 https://doi.org/10.22214/ijraset.2018.4527 https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091 |
Перелік літератури: | 1. Малащенко В. О., Стрілець О. Р., Стрілець В. М. Класифікація способів і пристроїв керування процесом зміни швидкості у техніці. Підйомно-транспортна техніка. Одеса: ОНПУ, 2015. № 1. С. 70–78. 2. Mаlashchenkо, V., Strilets, О., Strilets, V. Determining performance efficiency of the differential in a device for speed change through ring gear. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. 6 (7 (90)). С. 51–57. http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110683 3. 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. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018 4. Qilin, H., Yong, W., Zhipu, H., Yudong, X. Nonlinear Dynamic Analysis and Optimization of Closed-Form Planetary Gear System. Mathematical Problems in Engineering. 2013. Vol. 2013. 12 p. https://doi.org/10.1155/2013/149046 5. Salgado, D. R., Castillo J. M. (2014) Analysis of the transmission ratio and efficiency ranges of the four-, five-, and six-link planetary gear trains, Mechanism and Machine Theory, Vol. 73. P. 218–243. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.11.001 6. Grzegorz Peruń Verification Of Gear Dynamic Model In Different Operating Conditions, Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport. 2014. 84, 99–104. 7. Fuchun Yang, Jianxiong Feng, Hongcai Zhang Power flow and efficiency analysis of multi-flow planetary gear trains. Mechanism and Machine Theory. 2015. Vol. 92, 86–99. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2015.05.003 8. 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, 2015. Vol. 4. Iss. 6. ЕSAT Publishing House, Bangalore, India, 150–157. https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406025 9. Chao Chen, Jiabin Chen Efficiency analysis of two degrees of freedom epicyclic gear transmission and experimental. Mechanism and Machine Theory. 2015. Vol. 87, 115–130. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.017 10. Tianli Xie, Jibin Hu, Zengxiong Peng, Chunwang Liu Synthesis of seven-speed planetary gear trains for heavy-duty commercial vehicle, Mechanism and Machine Theory. 2015. Vol. 90, 230–239. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.012 11. Drewniak, J., Garlicka, P., Kolber (2016) Design for the bi-planetary gear train. Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport. 91, 5–17. https://doi.org/10.20858/sjsutst.2016.91.1 12. Li Jianying, Hu Qingchun, Zong Changfu, Zhu Tianjun Power Analysis and Efficiency Calculation of Multistage Micro-planetary Transmission. Energy Procedia, 2017. 141, 654–659. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.11.088 13. Wenjian Yang, Huafeng Ding Automatic detection of degenerate planetary gear trains with different degree of freedoms. Applied Mathematical Modelling, 2018, 64, 320–332. https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.07.038 14. Esmail, E. L., Pennestrì, E., Hussein Juber A. Power losses in two-degrees-of-freedom planetary gear trains: A critical analysis of Radzimovsky’s formulas, Mechanism and Machine Theory, 2018. Vol. 128, pp. 191–204. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.015 15. Dankov, A. M. Planetary Continuously Adjustable Gear Train With Force Closure Of Planet Gear And Central Gear: From Idea To Design. Science & Technique, 2018. 17 (3), 228–237. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-228-237 16. Dobariya Mahesh Design of Compound Planetary Gear Train, International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 2018, vol. 6, iss. 4, 3179–3184. https://doi.org/10.22214/ijraset.2018.4527 17. Стрілець О. Р. Малащенко В. О., Пасіка В. Р., Стрілець В. М. Динамічна модель керування швидкості через епіцикл привода із зубчастою диференціальною передачею. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». «Динаміка, міцність та проектування машин і приладів». 2019. № 911. С. 63–67. 18. Стрілець О. Р. Малащенко В. О., Стрілець В. М. Динаміка пристрою для керування змінами швидкості з зубчастою диференціальною передачею і замкнутою гідросистемою через сонячне зубчасте колесо. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР. 2020. № 1. С. 93–98. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091 19. Стрілець О. Р. Малащенко В. О., Стрілець В. М. Динаміка пристрою для керування змінами швидкості з зубчастою диференціальною передачею і замкнутою гідросистемою через водило. Науковий вісник ХДМУ. 2020. № 2 (7). С. 176–182. 20. Стрілець О. Р. Малащенко В. О., Стрілець В. М. (2020) Визначення зведених обертальних моментів рівнянь динаміки пристроїв зміни швидкості через зубчасті диференціали з замкнутими гідросистемами. Вісник Хмельницького національного університету. Науковий журнал. Технічні науки. 2020. Вип. 4. С. 18–23. 21. 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. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091 22. Малащенко В. О., Стрілець О. Р., Стрілець В. М. (2016) Керування швидкістю руху машин багатоступеневою зубчастою диференціальною передачею через епіцикл. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». «Динаміка, міцність та проектування машин і приладів». 2016. № 838. С. 57–63. |
References: | 1. Malashchenko V. О., Strilets O. R., Strilets V. М. Klasyfikatsiya sposobiv i prystroyiv keruvannya protsesom zminy shvydkosti u tekhnitsi. Pidyomno-transportna tekhnika. Odesa: ONPU, 2015, no. 1. P. 70–78. [In Ukrainian]. 2. Mаlashchenkо, V., Strilets, О., Strilets, V. Determining performance efficiency of the differential in a device for speed change through ring gear. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2017, 6 (7 (90)), 51–57. http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110683 3. 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. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.018 4. Qilin, H., Yong, W., Zhipu, H., Yudong, X. Nonlinear Dynamic Analysis and Optimization of Closed- Form Planetary Gear System. Mathematical Problems in Engineering, 2013, vol. 2013, 12 p. https://doi.org/10.1155/2013/149046 5. Salgado, D. R., Castillo, J. M. Analysis of the transmission ratio and efficiency ranges of the four-, five-, and six-link planetary gear trains, Mechanism and Machine Theory, 2014, Vol. 73, pp. 218–243, https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.11.001 6. Grzegorz, P. Verification Of Gear Dynamic Model In Different Operating Conditions, Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport, 2014, 84, 99–104. 7. Fuchun, Y., Jianxiong, F., Hongcai, Zh. Power flow and efficiency analysis of multi-flow planetary gear trains. Mechanism and Machine Theory, 2015, Vol. 92, 86–99. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2015.05.003 8. 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, 2015, Vol. 4. Iss. 6, P. 150–157. https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406025 9. Chao, Ch., Jiabin, Ch. Efficiency analysis of two degrees of freedom epicyclic gear transmission and experimental. Mechanism and Machine Theory, 2015, Vol. 87, pp. 115–130. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.017 10. Tianli, X., Jibin, H., Zengxiong, P., Chunwang, L. Synthesis of seven-speed planetary gear trains for heavy- duty commercial vehicle, Mechanism and Machine Theory, 2015, Vol. 90, pp. 230–239. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.12.012 11. Drewniak, J., Garlicka, P., Kolber Design for the bi-planetary gear train. Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport. 2016, 91, 5–17. https://doi.org/10.20858/sjsutst.2016.91.1 12. Li, J., Hu, Q., Zong, Ch., Zhu, T. Power Analysis and Efficiency Calculation of Multistage Micro-planetary Transmission. Energy Procedia, 2017, 141, 654–659. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.11.088 13. Wenjian, Y., Huafeng, D. Automatic detection of degenerate planetary gear trains with different degree of freedoms. Applied Mathematical Modelling, 2018, 64, 320–332. https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.07.038 14. Esmail, E. L., Pennestrì, E., Hussein Juber A. Power losses in two-degrees-of-freedom planetary gear trains: A critical analysis of Radzimovsky’s formulas, Mechanism and Machine Theory, 2018, Vol. 128, 191–204. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.015 15. Dankov, A. M. Planetary Continuously Adjustable Gear Train With Force Closure Of Planet Gear And Central Gear: From Idea To Design. Science & Technique, 2018, 17 (3), 228–237. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-228-237 16. Dobariya, M. Design of Compound Planetary Gear Train, International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 2018, vol. 6, iss. 4, 3179–3184. https://doi.org/10.22214/ijraset.2018.4527 17. Strilets O. R., Malashchenko V. О., Pasika V. R., Strilets V. М. Dynamichna model keruvannya shvydkosti cherez epitsykl pryvoda iz zubchastoyu dyferentsialnoyu peredacheyu. Visnyk Natsionalnoho universytetu “Lvivska politekhnika”. “Dynamika, mitsnist ta proektuvannya mashyn i pryladiv”, 2019, no. 911, pp. 63–67. [In Ukrainian]. 18. Strilets O. R., Malashchenko V. О., Strilets V. М. Dynamika prystroyu dlya keruvannya zminamy shvydkosti z zubchastoyu dyferentsialnoyu peredacheyu i zamknutoyu hidrosystemoyu cherez sonyachne zubchaste koleso. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu “KHPI”. Seriya: Mashynoznavstvo ta SAPR, 2020, no. 1’2020. P. 93–98. [In Ukrainian]. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091 19. Strilets O. R., Malashchenko V. О., Strilets V. М. Dynamika prystroyu dlya keruvannya zminamy shvydkosti z zubchastoyu dyferentsialnoyu peredacheyu i zamknutoyu hidrosystemoyu cherez vodylo. Naukovyy visnyk KhDMU, 2020, no. 2 (7), pp. 176–182. [In Ukrainian]. 20. Strilets O. R., Malashchenko V. О., Strilets V. М. Vyznachennya zvedenykh obertalnykh momentiv rivnyan dynamiky prystroyiv zminy shvydkosti cherez zubchasti dyferentsialy z zamknutymy hidrosystemamy. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Naukovyy zhurnal. Tekhnichni nauky, 2020, iss. 4, pp. 18–23. [In Ukrainian]. 21. Strilets O. R., Malashchenko V. О., Strilets V. М. Dynamic model of a closed-loop hydraulic system for speed control through gear differential. Scientific Journal of TNTU. Tern.: TNTU, 2020, vol. 98, no. 2. P. 91–98. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.091 22. Malashchenko V. О., Strilets O. R., Strilets V. М. Keruvannya shvydkistyu rukhu mashyn bahatostupenevoyu zubchastoyu dyferentsialnoyu peredacheyu cherez epitsykl. Visnyk Natsionalnoho universytetu “Lʹvivsʹka politekhnika”. “Dynamika, mitsnist ta proektuvannya mashyn i pryladiv”. 2016. No. 838. P. 57–63. [In Ukrainian]. |
Тип вмісту: | Article |
Розташовується у зібраннях: | Вісник ТНТУ, 2020, № 3 (99) |
Файли цього матеріалу:
Файл | Опис | Розмір | Формат | |
---|---|---|---|---|
TNTUSJ_2020v99n3_Strilets_O-Dynamic_model_of_speed_102-111.pdf | 3,96 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити | |
TNTUSJ_2020v99n3_Strilets_O-Dynamic_model_of_speed_102-111.djvu | 306,88 kB | DjVu | Переглянути/відкрити | |
TNTUSJ_2020v99n3_Strilets_O-Dynamic_model_of_speed_102-111__COVER.png | 1,31 MB | image/png | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.