автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация функционального проектирования коробок передач автомобилей и тракторов

e t

I' г U vEfcTHTJT ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ АКДДЭаИИ НШ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

15 поп №

на правах рукописи

СТЕЕВЕЮВСШ Сергей Васильевич

УДК 631.31 - 629.114.2

АВТОШКЗЯ$!Я ФУННЦИОНАЛЬЖГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ KDPGSDK ПЕРЕДАЧ АЗТОМОШЕЯ И ТРАКТОРОВ

05.13.12 - Сййтеш яатоматизгцки проектирования

А-втореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 2 1993

Работа выполнена в Могилевсхом машиностроительном институте

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Тарасик В.П.

Официальные оппонента: доктор технических наук,

С.8.С. Красмевский Л.Г.

кандидат технических наук.

с.п.с- Лсвал Г.К. Ведувее предприятие - ГСКБ 1ГГЗ, г. Цинск

Зааата состоится " 2 " гээз Г> в "30

на га се 5а на и специализированного совета Д006.24.01 в Институте технической кибернетики Академия наук республики Беларусь по адресу:' 220012, г.Минск, ул. Сурганова, 6.

С диссертацией мехно ознакомиться в библиотеке института. Ваши отзывы на автореферат в 2-я экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по указанному адресу.

1

Автореферат разослан " 7,3" г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук / ' Г.И.Алексеев

Подписано к- печати "(О- (вЛЪ Заказ Н 3 Тираж Í60 экз.

Об-ъен 1,0 усл.печ.л. Печать офсетная.

Отпечатано на ротапринте Ш4Н..212005, г. Цогнлеэ, ул.Ленина, 70.

czzs-.2 !:лрлктегпст1гка paso?и

Л"*"Г-2~ы?асть теки. Интелспзног развитие работ по создяшт и инедренитз из мзгимостронтегыад:: предприятиях систем автоматизированного проектирования (САПР) сзкзано с прсврг»пснком методов авто-матнзиропаиного проектирования з мощное средстпо ускорения чзучно-тедктгчсского прот-р^сса. С развитием САПР тз маггиностроении сзязппа-к?т решение его глапнеГ:г:еЯ з-ад?.чи- кардинального сокращения сроков создании новоГ* тс гни:: г-:, son л огдздн^еЯ прогрессиен:,'::? то хно.тогнч , гнсгократко iior.j'-^^ir^í: проиезолите-лькость трг/'-а и обладакпеЯ более гисено^ иадегностыо, 5 о.:; ее низкой катеркдлоенкостыэ и зчерго-е^тсостьу по ср-апнек::*? с crrrecTr¿rn-:H;-H:

Дпто^сЗпдс- и тракторостроение япд лютел одними кз падуги я отт?. с* ci'; маги;?-остр сенил. Б сз::зи с зт ул бояьгзое значение приобретает рг.зр,-'-5от:са и соз.'.^ние Sozc-.e прогрессиегил: изде^нГ; дптстра:;тср::оП те^инни, еопсггенстзсззние т:о::стг;:-г'-'Г": arpera теп, ::г е^енлгдт.гд::' ohhv:: кан гстн. Generen, достигнутое s последние дссетидзтпд и ? í дакопта дыгл s к прикладник наугад, нон'.е гсг::сгкости дд.т тегшггесхого уровня

tirjTC'!CiT:î-Te."; г: трзктороз. 17р;:меиеннг по зисягет ускорить

::ои струите.-; си: е гас-'-т?:, ocv^ctt: htl. г^теп.атггчзскос ноделнрозапкз сдс~?г"т: :.-испиес":::". неги?ссое, рнитигм тъ енанительно большее чисто \ пгн р^с-тгтзп;, л, слслсгзтедьно, более о-^остгопа нно г;\,,гГр7'

конетг "кти;?'"' е кг. г а::г.---.и г.роек г:"т>ус:-'ого издали::.

г т гссигг-тгекенеч ""л^ин- г. се го пргнесге

пг'н-тстггегенне а 2 ктракторе ::-п отдельного у'-:.** а »

v-:e с С " о л,—» i тарнтъ Г сг-тид на ^итсн^тнзанк:'; нрепо ore тн^кд.^енз :>его преектирензн::;:. то есть того на которс-

коннсгзнгз гтр ее уснете о^-ьек та. сcyz.?ci и".г--' ее крогнознрег-- низ нлкбогее и Срл,гт ovo т п:н:ггесксго р'-г-енн- (TP;

И структ;т-иого построение, с.г er:т^тси его ос::с:п;::е пара: гетр:.*.

т.;."-:: -гость радении vaе л-vn: гнхтеклет не того, ттто к а иестно :тр не,; ekir; з: ï ' с:е и ' : Г. г. • ■ • 'те.т ^îr;' степени опреге.тнет с:4 а

оанниг err.дни:; г~1-;1'зтиг: про ' ре::ei1 т." .

Л'.-'л.'.г рлоггв.тп^тгл р^зр^Пот;::» г; р".е.гме^п^е з:етолнз;и 4>Vin:ru:oîfa;:Mïoro прозктгропзгнш KOPOÍTOK передав (J:iî) г. зтот-оСнгеГ: г •.•тзкторе" п с:-еде C.1?, псск Tv-rrnriccrого рееен:нт.

г::бо? стгукТ/Т'.! -:.г:гснатнтгесг:ол п опрсдел^ь'Н'"' о сн or.ни г

пдр.е';строи ?;срсС?:н переда", уу поснотг'сократить ирен.енн:1з еатгати н.е г;рсект:-:ропан"е .

Едучнас новизна диссертации закхх>чаетсл п разработке оригинальной методики поиска техцнческого рсосиия, реалнзусаего заданный принцип действия и Функция коробки передач, на основе сформированного обобиенного П-РЛН-дереса и в разработке методики выборр структуры кинематической схемы и определения основных параметров коробки передач ка основе декомпозиции критериев эффективности и поэтапной последовательной оценки альтернативных вариантов.

Но зецнту быпосетсс гледувгзие основные научные результаты работы:

методика поиска технического репениа коробки передач, по.чволяяапя осуществлять синтез допустимых технических реаенкй, проводить их анализ, оценку и выбор каихучиего варианта:

методика набора структуры кинематической схемы на основе проведения многокритериальной структурной оптимизации, выполняемой в два этапа: на первом этапе выделяются допустимые структура по критериям сложности и нагругениости, на сторож- производится выбор наилучыего варианта по критериям киникука потерь моаности и габаритов . КП, относительным показателям безотказности к долговечности фрикционных куфт;

алгоритмы автоматизированного поиска технического реоеннз н выбора структура кин.-катнческоЯ схемы КП:

подсистема СЙПР функционального проектирования КП. реализующая разработан!ше методики н пдгориткы. .

Лрсстгческап ценность. Па основе предложенной методики разработаны информационное и программное обеспечения для автоматизации пояска технического реаенля н выбора структуры кинематической схемы коробки передач в процессе ее фупгшионального лроекткро-ьапля. Высокая эффективность разработки заключается в ток. что она позволяет за короткое время проа11ализнровать большое .количество вариантов схем, осуществить выбор оптимального варианта структуры кинематической схемы и определить основные параметры ее элементов. Описанные в работе методика и рекомендации по выбору рациональной структуры могут быть использованы для сравнительной оценки нескольких альтернативных вариантов схем КП по различным критериям. Разработанная подсистема СЙПР функционального проектирования КП применялась при исследовании структурного построения коробок передач сельскохозяйственных тракторов и,больпегрузных автомобилей.

Реализации работ. Созданная подсистема СД1Ц" для функционального проектирования КП автомобилей и тракторов внедрена на Пинском тракторной заводе.

Лпробдцяя работы. Основная полохвнип и результата рлботч докладмвались ч обсучяались га Вгагоянпи и республиканских научно-технических конференциях з периол 1Я89-1ЭЯ1 г. г. л опубликованы s сборниказ тсзисоа докладов. Hitррнали иегд^ломани;! ИСПОЛЬЗУЮТСЯ 3 учебном ПРОЦИСО! ¡1 ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ГТУдеЧЧ<"ГЯ!!1 f<H.J

л IfornaencKOM машиностроительной институт«.

47убликацн.ч. По тпис диссертации опубЛ51косаг;з !Я рабст. Структура я объем работа. Диссертация состоит из гьслс-.чия, 5-ти глав, списка использованной ляткратурм» siis-nrai'm If-; наименовании. и прилотппил, документы о г 17Л ьт:т> *

глботи и внедрении. Не рукопис?. годер-нт страниц itJEnnn-

::нсного текста, 25 страниц иллюстраций, гттмнуи: прилоленнЛ.

С0Д2Р.7ЛШ1К РЯБОТН

3 псрноЯ глазе пгепггден анализ су-ествукзих рапт:о"отск по автоматизации проектирования объектов .чаакноетропаия, обоснована нссблод::мостъ исследований, определен круг реггаегах проблем.

3 процессе проектирования керсСки передач можно видвяать ФуккциоиалькиЯ и конструкторский аспекта. При функциональном проектировании осуществляется разработка концепции н поиск рлшю-палглюго технического рсаения !СП, вкбор структура кинематической с а и определение оснозпиз параметров элементов. Конструкторски аспект вкл:очает разработку ■ компоновки 1СЯ. расчеты на прочног?:. и долговечность, разработку и офсгрилеПие технической документации.

проектирование является наиболее т-у :т.о формализуемая, что связано с непозмохноетт.п дать то-тм^:-? количественную слепку тему или иноку техническому реиени» :гз этом уровне проектирования. Па основании анализа супествуппих разработок в области автоматизация Функциональногопроектирования ГСП автомобилей и тракторов нохно сделать слеаутгзие г.чводч:

иясяииеся методики поиска технического резения сяознюй технической систем« недостаточно эффективна, так как либо ориентированы на традиционной немаяиннсе проектирование. либо носят частний характер и hr позволяет "ГГ'Л за рамки ограниченного класса объектов проектирования: публикация, сзпзанм.ч.ч с автоматизацией поиска технического репепия аптонобядьнч.т ч тракторных коробок передач п научно;! литературе на найдено:

известные методики выбора структуры кинематической елг.чч осяовагпл, как. правило, на натг?отнческон описании г!*:л;.,ог':

КПОЗЕСТВа (кОНТИНУУКа) . псах Е0ЛМО1Ш1 СТРУКТУРНЫХ гхнн с последующим созданием истока построения всех зт«5 схем и их анализа. Однако все они ориентированы па проектирование планетарных коробок передач автомобилей и тракторов и многоступенчатых станочьых редукторов и только после значительной доработки я детализации могут быть приняты в качестве основы лля создания эОфсктавноя автоматизированной системы выбора структуры КЧНеМ."1ТИЧКСКОЙ схемы любой, в том ЧИСЛЯ 1! мльной коробки ПСРОДЛЧ В этой связи определены задачи данной диссертации■ разработать методику поиска технического решения КП. позвол!шяу;о на основе использования обобщенного И-ШШ-лерева осуществлять сиитез допустимых технических рспеннй, проводить их анализ, опенку и выбор наилучшего варианта;

разработал» иетодику выбора структура кинематической схемы К17 на основе провидения поэтапной структурной оптимизации:

разработать алгор5:тна синтеза возиегшля структур

кинематических схем КП, удовлетворениях задании« требования!!:

обосновать сценочкае критерии выбора сптшьаоГ;

структура из числа возпозних:

создать ¡:а основе разработан!:!!^ :5етод1'-: и алгорптлез подсистему СЛЛР V1 у г: г. пс: I а л ы з с г о проектировании . коробск передач, используй ксторпз, конструктор Мэг Си З'Г'Рехтпсно осуществлять поиск тех:г/г.*еского решения и выбор структура 1:чие?:атнческ.;Л схе^и КН. оперируя традиционными представления::!! об обтдзкте проектирования.

Во второй глзс описана этап- автоматизированного выбора технического ремеапд передач.

Под тсхп^чсскин рег, с:;хем понимается совокупность взаимосвязанных конструктивных элементов и ид признаков. рсадпзуЕких за-даицнн пг-;;:;цпп действия н Функция технической систему. Лля выбора ТР истзс л '.* стся подход, осносантлй на постепенно« иск лечо ни:: элементе: ез обобщенной избыточной структуры, представленной графе:;, название К-ИЛИ-дерева. Берлина:::: гра^а являдтся

элег'снти ТЕ' и их признаки, а дуги показывает их соподчииеяность. Особенность» И-ИЛИ-дерева является то, что оно попило г.зрипи П. образужих различные структуры отдельных ТР. содержит вергаини ШИ. объединявшие альтернативные элементы и признаки,'характеризуюаие индивидуальные особенности каждого ТР. Таким образом, И-КЛИ-дерево содержит информацию о множестве вознохных технических репений.

Традиционные методы поиска ТР основаны на том. что вначале производится сценивание^ по определенной шкале висячих вершин

дерева (верякн. не кмегпих преемников), затем выполняется рлечпт оценок вивестояяих верпин путем свегтхи показателей их преемников. Это позволяет получить оценку каждого из возможных вариантов Tí' я выбрать наилучпее реяение. Основной недостаток зтих методов -допущение о том, что опенка верпнны и ее совместимость с лртггнми верпкнями не зависит от того, в состав какого ТР входит верггинэ .

РезуXbTATOU работ над диссертацией явилось создание специального объектно-ориентированного алгоритма. реализующего метод поиска рациональных .ТР коробки передач с использованием И-ПЛН-де-рева рсзеикП. Ссобеиности этого алгоритма заключаются в конкретизации способа построения И-ИЛЯ-дерева., разработки моделей и критериев сценки технических рспений, Суть предлагаемого метода состоит s том, что вибер технического резения осуществляется в два этапа, 1'а первом этзпе все множество ТР разбивается на отдельные подкнотестг.а и из всех подмножеств взбираются перспективные, удовлетворяли;!? требованиям технического зада пил. Второй этщ-опениванис каткого допустимого ТР по злдашши техническим требованиям, Т'^"*1 ~в.тге к ПП , :? *>*,'бог> г-г рм? и та , t-n н.ту t

удов7.-ттлор:т):'л.'2го требовав'ггм.

Г'-ИЛЛ-Д'Треро у до'".«! о нзсбргт-атъ rpat'"/ecKH. Ирм этгм принято

:С?: ~ГО i:?

•ли к-2М1 *» , из?zости , у ; г.'-Í'üí;,-1;:

эргоно: нческие, патентно-правовые, -экономичного игпо^ьюплч'/я материалов и энергии, технологичности.

Для осуществления автоматизированного выбора щияоиальни» ТР необходимо установить соответствие между вершинами обдего И-ИЛН-дерева н значениями списка технических требований. Самой уаопипл формой описания взаимосвязи между вервинами И-ИЛИ-дереяа и техническими требованиями является матрица соответствий. стро-с:( которой соответствуют названиям элементов и их признаков, а столбцы- ипчр-рам технических требований. Каждая оценка степени соответствия верейки й-ИДИ-дерева предъявляемым требованиям записывается кях Кц . где I - номер строки Свераины). - номер столбил (технического требования). В диссертационной работе при формировании матрицы соответствий оценивается только преемники ИЛИ-веряип. Используется 2-балльная икала оценок: О- техническое ревеня« объекта проектирования при вклвченки в него данной ветчины не соответствует указанному требованию или бесперспективно: I- техническое реяение при включении в него 'данной веринны не противоречит требованию и иожет быть принято для дальнейвего .анализа. Такой способ построения матрицы соответствий позволяет значительно сузить область поиска- оптимального ТР. Матрица соответствий составляется непосредственно пользователем либо экспертами.

Исходной информацией для автоматизированного поиска ТР является техническое задание, содерхаиее список требований, предъявляемых к искомому ТР, и характеризующее необходимый уровень соответствия проектируемого объекта заданным требованиям. При составлении технического задания пользователь в диалоговом режиме выбирает из полного списка те требования, которые отвечают целям проектирования. Для каждого выбранного требования указывается минимально допустимая оценка в соответствии со следуюией вкзлой: 1- изделие может не соответствовать требованию: 2- изделие может плохо соответствовать требованию: 3- изделие может удовлетворительно соответствовать требованию: 4- изделие должно хорошо соответствовать требованию: 5- изделие должно отлично соответствовать требованию. Каждому требованию должен быть присвоен весовой коэффициент в зависимости от его вклада п обеспечение необходимого уровня качества проектируемого объекта

Порядок решения задачи поиска оптимального технического решения: пользователь с помошью обоего списка требований, вызванного на экран дисплея, формирует техническое задание: перечень требова ний к искомому ТР. . их оценки в соответствии с оценочной :»

значения носов требования, отрагаюгие и* относительную важность. Па основании введенного задания и разработанной модели оценки вершин в виде матрицы соответствий от И-ИЛИ-дерева отсекаются верви-ны, которые заведомо не могут входить в состав рациональных ТР. К нни относятся вершины, оцененные болыяинством экспертов в о баллов, а также все их преемники. Таких образом, область выбора ТР сухается. Поиск рациональных ТР ведется на усеченном й-ИЛИ-лерепе. Каждый новый вариант структуры коробки передач генерируется путем последовательного перебора вариантов. Просмотрев на экране дисплея или распечатав на принтере описание очередного ТР. пользователь либо признает ТР неперспективным и отбраковывает. либо признает перспективным и назначает ему оценки по кахдоиу техническому требованию, используя 6-тибалльную шкалу: О- ТР не оценивается по данному требованию, но является допустимым: 1- ТР не соответствует данному требовании н является недопустимы«: 2- ТР плохо соответствует требования: 3- ТР удовлетворительно соответствует требованию: Л- ТР хорошо соответствует требованию: 5- ТР отлично соответствует требованию. В качестве целевой функции, подлежащей наксимизании, принята суммарная оценка отдельного синтезированного ТР по всем требованиям с учетом их весов при. условии.- что требования технического задания хдовлетворенн. Выполняя синтез рациональных ТР и анализируя их суммарные оценки, проектирссзнк иогет выбрать один или несколько наилучяих вариантов.

■Третья глава посвядена вопросам синтеза структур« кинематической схема коробки передач-

Для формализованного представления структура кинематической схемы ступенчатых КП используются иерархические графы. На рис. 2

[АН

шя

ф*

га

вкп

щ

ПИ'

ру

Ир. £1

~г

с а

Рис. 2

привел кинематическая схема диапазонной fCH с тремя степенями свободы н ее граф. КП состоит ил двух многоступенчатых механических зубчатых двухстепенных трансформаторов: базовой коробки передач (Г.Х11 > и редуктора умножителя (РУТ. Каждый ярус иерархического графа (рис. 2,6) соответствует одному иа трансформаторов КП. а его уровень- месту расположения трансформатора в кннематичегкой цепи между двигателем и ведущими колесами. Вершины графа отождествляются гг> ступенями передаточных чисел. а их расположения на горизонтальных линиях ярусов характеризуют значения передаточных чисел. Ветви графа отождествляются с элементами механических трансформаторов (ЭНТ), а наклон ветвей характеризует их пресбразутаие свойства. Таким образом, граф кинематической схемы дает полное представлении о ее структуре, определяет элементный состав и топологии, а элемента графа- ветви и верпины- отражают численные значения параметров кинематической схемы. Графическое представление кинематической схемы КП дает возможность выполнить предварительную оценку ее структуры по двум критериям: сложности структуры и нагруженности элементов.

Сложность структуры оценивается относительным количеством сложных элементов механически* трансформаторов

y-i-AUr.« /KU-, ч. m

где Мэмгед- количество сложных ЭНТ: N^mt ~ о6иРЯ количество ЛНТ, пхгдпгаих в состав КП. К сложным будем относить элемен- ч ме аичческих трансформаторов с передаточными числами или

LtJffT>3 так как такие значения передаточных чисел не могут быть получены с Mi пользованием лвухзвенного пропорционального трансформатора. Сложными также являются ЭНТ. обеспечивавшие репер -

Стремление снизить нагруженность элементоз КП вызнано тем. что снижение нагруженности валов коробки передач ведет к уменгпению их массы, а в том случае, если в КП имеются Фрикционные элементы управления, уменьшение величины передаваемого ими крутпяего момента позволяет снизить их габариты и повысить надежность. Уровень нагруженности элементов коробки передач оценивается плавностью возрастания нагруженности ЭМТ. Для получения этой опенки используются максимальные передаточные числа L/,„;_ на различных не-

лл тал.

рархических уровнях графа структуры, которые пропорциональны величине изменения крутящего момента на выходе(W)ro трансформатора по сравнению с моментом на входе КП. Для уменьшения уровня иагружен-ности элементов КП величины U-n.ima«-'по иеРе снижения уровня иерархии должны возрастать как можно плавнее. Наибольшими преобразуя-

ними свойствами должны обладать ЭКТ нижнего уровня. Критерий оценки плавности возрастания нагруженности ЭКТ можно записать в виде в /

где I -номер иерархического уровня графа структуры; и-,втЛве/- значение максимального передаточного числа' коробки передач; £ -число степеней свободы. Снижение нагруженности элементов КП достигается за счет увеличения передаточных чисел на нижних иерархических уровнях графа, что может привести к увеличению массы вестерен КП, поэтому данный критерий следует учитывать только при проектировании сложных КП с фрикционными элементами управления, которые могут бить расположены на промежуточных валах, и, наоборот, не учитывать, если заведомо не ясно, приведет ди снижение уровня нагруженности элементов КП к улучшению ее качества. Учет степени влияния критерия осуществляется путем назначения ему соответствующего весового коэффициента при формировании целевой функции.

Отобранные в результате предварительного анализа по критериям сложности структуры и нагруженности элементов варианты структур, представленные в виде взвешенных иерархических графов, преобразуются. в дальнейшем в кинематические схемы. Для определения показателей качества формируемых схем необходимо выполнить их кинематический анализ и- определить параметры всех ЭМТ, в ход паи х в состав КП. При этом на результаты решения задачи накладываются ограничения, заключающиеся в обеспечении заданных передаточных чисел КП. В качестве ЭМТ принимают двухзвенный пропорциональный трансформатор (ПТ), если передаточное число И^т^З. в противном случае необходимо выбрать многозвенный ПТ, обеспечивая при этом необходимое преобразование направления вравения выходного вала.

Основные размеры и■ масса .КП определяются главным образом размерами зубчатых колес. Предварительно параметры зубчатых колес определяются на • основе метода аналогии в использования статистических данных. Затем они уточняются по результатам проверочных расчетов и испытаний.

На этапе функционального проектирования необходимо получить оценочные характеристики геометрических и кинематических параметров анализируемых вариантов КП, а также оценить долговечность, безотказность и потери нояности в них. Для репениз этих задач достаточно предварительного определения параметров КП. Суаествует больяое разнообразие эмпирических Формул, позволяжлаих с той или иной степенью точности определить параметры отдельных элементов

тт

КП, однако нет единой методики, позволяхгаей достаточно бистро оценить характеристики всех ее элементов, включая такие сложные элементы, как фрикционные муфты. Подобраны расчетные формулы, собранные из различных литературных источников и в совокупности своей составляюдие методику получения оценочных характеристик проектируемой коробки передач. '

Порядок репения задачи выбора структуры кинематической схемы коробки передач: пользователь в режиме пассивного диалога с ЭВМ Формирует техническое задание на построение кинематической схемы КП и выполняет синтез всех возможных структур. Затем производится отбор перспективных вариантов по критериям сложности структуры и нагружеииости элементов на основе минимизации целевой Функции

где С<, С-ь- весовые коэффициенты.

Для каждого из выбранных вариантов проектировиик, используя графический режим работы компьютера, дает более детальное описание КП, выполняет расчет основных геометрических н кинематических параметров. Отбраковиваются схемы, для Которых величина относительной угловой, скорости дисков разомкнутой Фрикционной куфты может превышать допустимую. Затем выполняется оценка потерь ноености и габаритов КП, долговечности и безотказности Фрикционных муфт. Рассчитываются потерн мощности в элементах механических трансформаторов, фрикционных элементах управления и на привод слстега!' управлении. Габаритные размеры оцениваются. исходя из предварительно определенных параметров элементов, входяютх в состав КП, Долговечность и безотказность фрикционных муфт определятся средневзвепенной удельной работой трения и максимальной удельной мояностьв трения. Для окончательной конструкторский.проработки выбирается вариант, имепннй кгялучпие показатели качества.

В четвертой главе показаны особенности практической реализации подсистема СДЛР, рассматриваются этапы разработки программного обеспечения. ;

Разработано два пакета прикладных прогреми, каждый из которых имеет своп управляли?» часть и обрабатывагаяую часть, представлеи-яуи набором функциональных модулей. Содержание базы данных составляют отдельные массивы, понесенные в Файлы . на магнитном диске и загружаемые в память ЭВМ во время выпблнения программы.

Поскольку процесс функционального проектирования коробкн пе-; редач не может быть полностью Формализован, разработаны средства, обеспечиваюаие диалоговый режим проектирования. Инициатором диало-

га выступает скстпна. В заранее определенных точках выполнении программ предусматривается возможность прерывания вычислительного процесса и обрапения к пользователи. Работа строится таким образок, что от пользователя требуется выбор отпета из заданного меню или ввод дашшх н ответ на запрос систем». Лля Формирования различных меню, ввода символ :>ноЯ в числовой информации, выполи результатов на экран дисплея нспользуятся процедуры пакета Turbo Professional. одним из пренмупкетв которого яг.ляетсл предусмотренная проверка корректности вводимых данных. Работу по^ьэовдтелл облегчает вывод на экран дисплпя промежуточных результатов проектирования и необходимых подсказок.

Реаенис задачи выбора технического реппнкя начинается с инициализации управляющей программы HAIH. которая строит на экране дисплея основное меню для выбора одного на следуяенх режимов работы: Формирование П-КЛИ-дерева;

формирование массива технических требований: формирование матрицы соответствий: формирование технического залаш;;;: ELJCOP технического ре^ецхц. В кагдом ре-имс ctpoûtciï enca i-ícnw. позг.о.длг<г.еп г-иПрать кля исполнения тс или niiue проектные процедуры. по окончани:: работы которых осуг.естг.лпото: возврат в основное кию. Порядок работы лроектр.рошуака определяете*: г.араргто:; r.uGor-a т (■ - а г ;; or о решении, i : -vs. случае, если Г; у ;; т j\ о ; ¡ у:'С!:;: отступлаапя от иа;...,);/та. i:a э::-ра г. сг:-. ::: г.;;ьс;;;'тс.~ coorr;;TCTr,Vi'L:::n праг.упрегг.еш.;;.

:; >4',гты..; г.роа^тарог.аа'.са тлкг^а a тг:.г- г; -;'к .

гг.агаа:* r.a;-v а а р'О сра структур;; кааааа- га г ¡: .ааа ..-а: га-.ре.-.ач í'ítí tîi.j;:г :">огра?:ы бара;:p.vет л;г-а:ка-т

-.caaanoa rea а л::;: l'-a'Oopa perra.an paGcTu:

сеадааас ^азсаора !.абсра стр;.' гаг;~р l гм.тг агремана,-1:: аарархааас;:::;. гр:~о:.;

kííppcktiiposka ctpíkti'p, аааср iíspcí.ckt¡:u:i.;i. i-jw.'ïutoô4; ч-с; i;¡;?o¡.jiia= детального cr.acaniaa i:i:i:;:.;c:t!!'¡í'Cí:¡; s c::e:¡; т..:к' ааааа îiaaaacraa'i в сааеаааа ¡aa-" :

рчасаат оснегага:; паранатрса. ';'<■'::::::-. аааааа. ;ааааааа: i: гаСаратор IX, дэ.^гсаачпоатн и Осас-тгазаости арнацноааих .

i-'бор ег.рг.'.х;;та (снг.спатичсгаоа схска. ^

Карар;гт pcaataa: аа;. ааа пазаоааат ï:poa::T;'Poanary в ui.aлсгоаса pa.-,aa;e осyp.acTiaiTL синтез г-ат ;:or. стр:;;;тур

гла:с::атгагасг.::.Г. сütaa: i; соответствен с Tc:aaiчсс.:ц: ааг.аааса ил

проем ■ рованис, т^-полнитъ расчет из основныз параметров, срз .¡;<-1т;, струк' урн по различи::« показателям качества и выбрать нанлуч-.иД зариа.:г. Преду смотрена возмо -ность получения на каддсм зтане проектирования чсей информации о ине^аиясл результата л расчетов, а такзе необходимой справочмоЛ информации (а тяпор-эпмсра* дисков фрикционных нуфт, стандартных 71срнзды:ых модулях. иезосевыд расстояниях и т.п.). При выполнении .тябого -этапа маршрута проектирования пользователь нок:т прекратить расчет и вернуться к иорре.^тировке структур, представлении:! иерархическими графами, или к изменении детального описания кинематических схем. Для создании или изменения графического описания схем разработаны специальные процедура формирования типовых графических изображений (ТПП. ".•бор ТГП ::::.:.•;•;.?. ст в себя рзздичгд.'е гнди .^естсрс.ч лодзилних, :естерзн ::епоязнгкыа, участков вала, опор вала, расточек для соссмс.-о соединения гзлоз. с::.ч^рон:'.:аторсв, зубчатих :-г/Фт, куфт, сбгсшагя нуфт, тортюзоз, планетартз ТЯЛ.

3 пптсЯ г.ыгг исследовано влияние структуры кинематической схе;гы на показателя гачестз?. кероб::и передач.

ГТ^ог.еден??::.! анализ стру-турпого построения дязаазошш! коробе-: с^льскодсзггГ.стпз^.ч'лз тракторов показал, что

наиболее целесообразным с точ'.гл зречнл уг'ситгпяя габагчтел и с::::~сз::з иег.:з.эет:! ггзлггзте" такое построение с труктур^

::::не:!<-т1песхс:; сгеми, прч кот'ТС- 'л /-ауфты переключения

передач расзэ.тстсчч с^нс:: палу с гелу™'/:::: тчестерня.чи. Угтлнозка фрнкционкыд ;:л>т на од:-:-.1:! залу с п«дси:.:ми шестернями приводит к угедяч габаритен ХП погптгеякэ потерь »сз.чост:». одваяо

у.ччаает т^хие лопзптезя ее «здезаоста, как доягсгзчностт, ■! безотг^:з:=';еть : ;:л^ муфт.

При прсь-зден:::! оценки надежности фрикаиснниз му;т большегрузных агтсиобилей необходимо учитывать не только ре— переключения передач, но и резин трогани.ч с не ста, так как при трегании автомобиля удельная мощность трения Фрикционных дисков а 2-1, а удельная работа трения в 1,5-5' раз больсе, чем при переключении передач. Исследования показывает, что установка фрикционной куфты переключения передач на одном валу с ведомой пестерней при больпом значении передаточного числа (больяем 1.51 ведет к еннзенил максимальной удельной мепностн трения, по при этом увеличивается время буксования и величина удельной работы трения. При небольлсм значении передаточного числа (близком к 3).

наоборот, возрастает максимальная модность трения, но уменьпаетгя время буксования и величина удельной работы трения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основной результат диссертационной работы- новое реяение актуальной научной задачи в области САПР, состопяое в разработке методик автоматизированного поиска технического рсоения я выбора структуры кинематической схема коробки передач, позволяющих сократить временные затраты, снизить стоимость и повысить качество проектных работ за счет анализа всего возмохгного множества вариантов технических реаений и структурных композиций кинематической схемы и, в результате. обеспечить выбор варианта, наилучшим образом отвечаюаего техническим требованиям к объекту проектирования.

В диссертация получены поъие научные результаты: 1. Разработана методика поиска топического репекия коробки передач, цеклпчагаздя неодпозначаость, возпш.-акзу» при оценивании синтезируемых технических реосппй, заключающаяся в последовательной удалении элементов из с^баеиного П-ИЛИ-дерева технических реиеций с помоаьй матрица соответствий н последующем анализе г.срспсктиб-их вариантов на основе оценки степени соответствия технических решений задашаш технически:! требованиям.

2. Разработаны критерии опенки и методика выбора структуры кинематической cxcr.u коробки передач, предуснатривааяая поэтапное регтенис задачи па основе декомпозиция критериев качества: на первом этапе по критериям сложности структуры и нагрузенпости элементов коробки передач из всего множества структур кшшнатпчос.ч-их схем отбираются перспективные варианты, затем спрсдся-.--'.'.ттл вариант, обладакаий наилучлики оценкани показателей габаритных . г".:змеров и потерь мощности КП, долговечности и безотказности фрикционных нуФт.

о. Сформировано обобаегаюс И-ЮГО-дерево технических реаеняй механической ступенчатой коробки передач, охватываяиее 35422920 рсвений. Такое компактное представление информации о множестве технических реаений позволяет» экономить память ЭВМ и осуществлять целенаправленное сокрапение множества путем выделения только перспективных вариантов решений.

■I. Разработаны споссйи графического представления схем K3-jo6;:h передач па экране дисплея, путем Формирования из типовых

графических элементов, что позволяет пользователи оперировать традиционными графическими представлениями объекта проектирования.

5. Разработанные методики реализованы в виде подсистемы САПР функционального проектирования коробок передач автомобилей и тракторов, которая использовалась при анализе структурного построения коробок передач сельскохозяйственных тракторов и больпегрузиых автомобилей.

С. Исследованиями установлено, что расположение фрикционных муфт переключения передач на одном палу с ведомыми пестериями приводит не только к разуннфикации фрикционных муфт, ко и, гак правило, к увеличению габаритов коробки передач и повышений потерь модности, однако, ' при этом во многих случаях улучиается долговечность и безотказность фрикционных муфт.

Эффективность созданной подсистемы САПР Функционального проектирования коробок передэч автомобилей и тракторов состоит в тем, что она позволяет при поиске технического решения просмотреть все возмог1ныг решения и отобрать техническое репение, наилучяич образом отвечавшее требованиям функционального назначения коробки передач. Качественное репение задачи выбора структуры кинематической схегед обеспечивается за счет суиественного (в 10-20 раз) сохранения времени на проведение анализа и оценки одного Езр::аята структура кянемат1пес::ой схемы, что создает реальную возможность выполнения структурной опткмизкцкн коробки передач.

Основные наупгые результаты опубликованы п работах

1. Стеч'иловский С.В.Сопег-"чстпОЕакие методов функционального проектирования коробок передач.'/Ресурсосберегающие технологии 'и оборудование в кааинострозкпи, гвзрочноя производстве и строительстве: Сб.науч.тр.-Кн. :БелЛШТЛТ::, 1391 .-П. II.-с.251-255.

2. В.П.Тараси::, С.В.Стенгтсвский.Поиск рациональных технических реакций при. автс!1атизировзнном проектировании коробок передач автомобилей и тракторов//Нзвзстил сысзих учебных заведений.Машиностроение.!! 1-3,1392г.-с.41-44.

3. Тараскк В.П.,Стенилозскпй С.В.Лвтомэтнзирогакязя система функционального проектирования иехашг.еских ступенчатых коробок передач//!:атериалы международного науч.-техн. семинара "Автоматизированное проектирование механических трансмиссий. СЛПР ИТ", 35 декабря 13Э1г., -Ижевск.1Э91-с.64-Б5. .

Л. Саклрцес С.H. .Ясвкович Э.И..Стенилопский С.П. .Ллппешгт Л. t. Интерактивное проектирование иапин на пергонахьннх ЭВЫ//Тез. докл. науч .-техн. сеилнарз "Опит работа г персональмичи ЗШГ ,2<-25окт. 3589г. -Волгоград. 198Я.-с. 39-20

5. Тарасик В . II. . ПтснилонгкнП С.И. .Лапцсвнч Л.Б.Проектирование автонобихя в условник СППР//1св.докл.Регион.науч.-истод.конф. пу-зог. Урала и Сибири,7-9 Фсср.193Яг.-Челябинск.ЗЯВЯс.71-72.

G. Стенилопский C.B. .Дапцевич Л.П.Программное обеспечений расчета г.;'. пзбм основных параметров деталей транскисси;; ûïito.îoGh-дя//Тез. докл. пост. действующего семинара "Программное обсгпочс.ниг: Г.Г. ЭПК.ПЭВН п кскплсксоз ПР!!". 21-23 ноябри 3 ЙЗЭг. -Ги.чся . 3 ЗВЯ . -с.120-121.

7. Фролоп lt. Е'. , Cz С.К. Прсграгцнсз обеспечение для

синтеза тсепичсскш: pt.-i:cîu:ii цорсбс-с перзд-.ч сас.^.ЛтсИ н трасто-рсг,//Тсз. до:;л. Гсгсрсспуйдикаиской иауч .-тс ï.u. r.t- г... тьорческоч колодези" Актуальные про5лсг.и :.чсское, 1:рс1-раккное и информационное обеспечение" , 2-6 апреля lïSOr. -!Г;:нск, 3220.-с270-273 .

0. Лапцеспч Л. I!.,Ca^apuet, С.Б. .Стекплснскпй C.B. Автоматизация расчетов основа; пдракгтров деталей трс!:ск!:сс::п//тс-з.до::;;. Кегдоеспубдккаг.скоЛ к.луч.-тех». конф.творческой колодсЕи'Г.ктуахыг.го npoSieï'.u иифорйатр.ки:!1ате::ат1гчгскос, прегр^чнте и ш-.форкапг.оппсе обеспечение". 2-G апреля 1590г. -Кккск. 3.9SO.-с. 270-279.

3. Тарасн:: Б.К . , Стс1;:;;;озс1:нГ. С. Е.Лзтс^атнзация Su'Gopa технического pe;:cj;;ir. при проег;'Гь:роса!:;;;: коробки передач свтспоСндп// 'Гсз. дог:.':.Есссс:сзкогс< се;;:п.'ага"СЛ'';Р с ¡¡а^пностроеш-л;" , 15-17 кзг. 1 S90r .-Удьякоас;:, 19Э0. - с. 100.

10. ГояооацкиЯ S.fi. ,".апцсг,г.ч Д.Б. .CajwpucE С.Б. , Стсиидоесгл::. . :;.В. ,Еа:роченко Ь.Л. .Ясскошгч 3.ÏI. ¡^тсг.атнзирсг.апнсз г.роектпрогг-;;;;с зубчзтид Г7средач//Тез.дс1:л.Четвертого всесспзиого научпо-тсх-тгчсского ccbcssiïhî: "Иннаитга п прочность автомобиля"", 25-27 сентября 3930г.-Москва,1280.-с. 59-ЕО.

33. Tapaci;:: Г..П. . Степнлсг.скнй С. Б. Автоматизированное проектирование объекте!'- наг:т10стрссни2//Тс:з. докл. 1 II ксгрсспуСаккакской ' иаучво-тезннческсн воп^ерекцг.ц "Совершепствоканг.с ср^дстг, i. ксто-доз расчета 1;зделг.1; капиностроения",2-4 октября 199ûi4-Г,олгогр^д, 1920.-c.Bl-(J3.

12. Tapaci;;; В.И. , СтенклоссгснГ: С.В.функциональное ¡¡роектирего-ине коробок передач с фрикцпошшии эл^.чентами управлепиг//1'ся .

докл. TI Республиканской научио-техтгчесгой копФерекики"Динамика прочног~ъ мобильных иавни", 13-19 октября ХОЭОг.-Кутаиси.1090.-с.14-lt.

13. Тарасик В.Я. .СтеииловсккЯ C.B. .Дзппевм'г Л.З. Программный комплекс для автоматизации проектировании объектов мапиностроеиия //Тез. докл.мезгуз.науч.-TCïH.KoîrJi. "ГТссхедовательсхая работа студентов в учебном процессе Жак способ повазенвя творческого потенциала выпускпкхов ВУЗов".1Э-21 ноября 1250г.Москва.10S0.-c.73.

14. Tapante В.П., Стеннловский C.B. Полез технических реаеннй автомобильных и тракторных коробок передач с помояьв , ЭВИ//Теэ. докл.ядуч.-техн.конф."Разработка м внедрение САПР и АСТПП в машиностроении" .20-22 ноября 1990г.Изевск. 1930.-с.137-133.

15. Тарасик В.П..Стениловсхий С.З.Автоматизация синтеза структуры кинематической схема механической ступенчатой коробки пере-дач//Тез.докл. науч.-техн.kchí>. "Учение и специалисты- пароднетту хозяйству области",15-17 мая 1391г.- Могилев,1331.-с.23.

16. Стенилсэсхмй C.B.Автоматизация выбора технического резания в процессе функционального проектирования sopcSes передач// Тез.дохл.нлуч.-техн.конф."Ученые я специазиста-вгродиета дозгЯстЕЭ области", 15-17 мая 1391г.- Логягея, 19Э1-С.34.

17. Стенизояский C.B.Автсматнзирог^нная сястеаа повеза технических реае!;ий//Тез. док.:. Республ. науч.-техн. кон$- "Сспертч-псТЕСпа-ние судаствутоих я создание новых ресурсосберегающих технология н оборудования в маоиностроении, сварочном производстве :t строительстве",23-24 октября 13Э1г.,часть II-!íorv--.eB. 1391-е. 90.

13. Тарасик В.П..Стенилочский С.В.,Дарикоз Я.П. Структурная оптимизация коробки передач в процессе ее функционального проектя-РОван,чя//Теэ. докл. Респубд. науч._-техн.копФ. "Ссверзенсгвосание СТКесгвужгих и создание новых ресурсосбере гачянх технологий я оборудования з мазнк^сгроеннм, сварочном производстве и строительстве",23-24 октября 1991г..часть И-Уогих*з,1991-е.ЭЗ.

1Э. Дапцевич Л.В..Самарцеэ С.Б..СтениловскиЯ С.В..Ягякович 5.Я. Подсистема САПР выбора основных параметров быстроходных гусеничных маэин//Тез,докл.Всесовэн.науч.-техн.гокф."Совераенстэо-sairae тракторных конструкций и узлов- ватнейзее направление 'крепления материально-технической базы АПК",11-15 ианя 1989г.-[оекза. 1939.-е. 140-141.