автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Повышение работоспособности привода ротационных косилок

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ6 ОД 2 6 ДПР Ш

На правах рукописи

'•УД1С 631.352,4:621.833.002(04)

Николюкин Борис Евгеньевич ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРИВОДИ РОТАДИОШЩ КОСИЛО!!

05.20.04 - Сельскохозяйственные и гидромелиоративные

машины

Автореферат

диссертации на соискание Ученой степени кандидата технических яаук

Ростов-на-Дону-1993

Донской государственный технический университет

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор

Грошев Л.М.

- доктор технических наук, профессор

Спиченков В.В;

- кандидат•технических наук, доцент

Каштанов А.И.

Ведущее предприятие - ГСКБ Люберецкого Произ-

водственного Объединения завода им. Ухтомского

Защита состоится 1993 г. в 10 часов

на заседании специализированного совета Д 063.27.02 при Донском, государственном техническом университете: 344708,' г.Ростов-на-Дону, ГСП-8, пл. Гагарина ДГТУ, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского-на-Дону Донского государственного технического университета.

Отзыв в 2-х экземплярах, заверенный печатью,, просим выслать в специализированный сорет по указанному адресу.

Автореферат разослан

•■{ОпМдРгдгж

Ученый секретарь специализированного совет д.т.н., професс<

Ю.И.Ермольоо

Т. Общая характеристика работы

Актуальность темы. В сельскохозяйственных машинах получили распространение зубчатые передачи, которые являются элементами несущих конструкций. Эти передачи испытывают упругие деформации, корпуса, Примером таких передач является режущий брус ротационной, косилки КРН-2,1.

Несмотря на то, что ротационный реяущий аппарат косилок с вертикальной осью вращения ножей устойчиво выполняет процесс скашивания высокоурожайного и полеглого травостоя,'его конструкция обладает пониженной надежностью, что приводит к частым поломкам зубьев зубчатых колес привода роторов. Простои техники, вызванные устранением отказов, приводят к затягиванию агротехнических сроков проведения полевых работ и приносят убытки хозяйству.

Для эффективной борьбы с этими явлениями необходимо знать характер и закономерности колебательных процессов в динамической системе трактор-ротационная косилка.

Поэтому повышение надежности зубчатых передач в упруго деформируемых корпусах сельскохозяйственных машин и ротационного режущего аппарата косилок в- частности является актуальным и имеет как теоретическое, так и практическое значение.

Цель исследований. Исследование колебаний системы, динамических нагрузок на режущий брус ротационной косилки, характера его деформаций, исследование.влияния этих деформаций на работоспособность привада роторов, а также изыскание путей повышения $го надежности и долговечности.

Зада^ц доследования:. I. Теоретическое ти экспериментальноз исследование^динамики агрегата трактор-косилка.

'¿. Теоретической и экспериментальное исследование привода ротационных рабочих органов.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование деформаций режущего бруса, анализ возможных перемещений зубчатых пар режущего бруса.

4. Уточнение методики расчета зубчатых передач с нежестким корпусом.

5. Разработка методов конструктивного совершенствования привода режущего бруса ротационной косилки с целью повышения

показателей надежности.

Объектом исследования является навесная ротационная косйлка НРН-2,1, агрегатируемая с трактором МТЗ-50.

Методы, используемые при исследовании. Работа выполнена с применением как аналитических, так и экспериментальных методов. Теоретические исследования базировались на основных положениях теоретической механики, теории колебаний, математической статистики, теории случайных функций, прикладной математики. Измерения в экспериментальных исследованиях производились методом преобразования неэлектрических величин в электрические с помощью тензо-датчиков. Решение задач анализа колебательных систем осуществлялось на ЭВМ. По приведенным в работе алгоритмам составлен пакет прикладных программ. Программы были реализованы на ЭВМ "Электроника ДЗ-28", ДВК-ЗМ.

Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях на агрегате специально оборудованном тензометрической аппаратурой и преобразователями.

Научная новизна. Определено влияние низкочастотных колебаний сельскохозяйственного агрегата трактор-ротационная косилка, вызванных движением по неровностям поля, на работоспособность зубчатого привода роторов. Впервые изучена работоспособность зубчатых передач в упруго деформируемых корпусах сельскохозяйственных машин. Разработана методика, уточняющая расчет на прочность зубчатых пар работающих в упруго деформируемом корпусе, с учетом изменяющегося во времени закона распределения нагрузки по длине контактных линий зубьев.

Практическая ценность. Результаты исследований нашлй отражение в методике определения контактных и изгибных напряжений в прямых и бочкообразных зубьях в зубчатых передачах с нежесткими корпусами и ьыбор рациональных параметров передачи. Эта методика принята к использованию в ГС10Б Люберецкого Производственного Объединения завода имени Ухтомского.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на: Всесоюзной научно-технической конференции "Конструирование и производство сельскохозяйственных машин (г.Ростов-на-Дону, РИСХМ, 1965 г Л;

Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение качества и надежности продукции, программного обеспечения ЭВМ и технических средств обучения" (г, Куйбышев, КПИ, 1989 г.), на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава РИОХМ.

Содержание работы отражено в семи публикациях.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, общих выводов и рекомендаций, содержит 10 таблиц, 64 рисунков, 150 наименований литературных источников советских и зарубежных'авторов и приложения.

Введение содержит обоснование актуальности темы, изложены основные результаты и положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе приведен обзор работ по теме исследования, поставлена цель и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены вопросы моделирования колебательной двухмассовой системы трактор-ротационная косилка и двух-массовой системы привода'ротационных рабочих органов режущего бруса косилки.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований колебательных процессов агрегата трактор-ротационная косилка. Проведен спектральный анализ колебаний элементов агрегата.

В четвертой главе определены собственные частоты, угловые перемещения зубчатых колес привода ро ационных рабочих органов •режущего бруса. Приведено обоснование выбора расчетной модели. Разработана методика расчета зубьев зубчатых колес привода ротационных рабочих органов косилки на прочность и долговечность в упруго деформируемых корпусах, уточняющую методику расчета до ГОСТ 21354-87.

Обобщение основных результатов исследования дано в выводах по главам, а также в общих выводах работы,

2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Общие принципы решения задач динамики сельскохозяйственных машин и агрег^ов, анализ протекающих в них колебательных процессов и их влияние на надежность и долговечность . аложены

в работах С.П.Тимошенко, Я.Г.Пановко, И.А.Долгова, Л.М.Грошева, В.П.Жарова, А.Б.Дурье, А.А.Яблонского, И.М.Бабакова, 4.6.Ананьева, В.В.Спиченкова, 0.А.Подушкина, А.А.Андронова и других авторов.

Анализ исследований, связанных с колебательными системами, вопросами конструирования и эксплуатации ротационных косилок, проведенный патентный поиск, позволил установить:

не исследованы вопросы колебаний трактора и ротационной косилки с учетом системы навески при движении от неровностей поля;

не разработана колебательная модель привода ротационных рабочих органов режущего аппарата;

практически не изучен вопрос угловых перемещений осей зубчатых колес за счет упругих деформаций корпуса передачи и вызванное этим повышение контактных <эн и изгйбных бр напряжений в зубьях;

нет методики расчета зубьев зубчатых передач с нежесткими корпусами и мероприятий по повышению их надежности и долговечности.

Изложенное, с учетом актуальности этих вопросов для производства сельскохозяйственных машин обусловило выбор цели и задач исследования настоящей работы.

Данная работа является составной частью плана государственной и отраслевой стандартизации в области технологии и производства по Минживмащу (часть Ш), согласно темы 30/6140-82 по хоз. договору № 136.00.01 по теме' "Научные основы и методы расчета на долговечность деталей и сборочных единиц машин для животновод-, ства и кормопроизводства" РИСХМа совместно с ГСКБ Люберецкого ПО завода имени Ухтомского.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ИССЛВДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В АГРЕГАТЕ ТРАКТОР-РОТАЦИОННАЯ КОСИЛКА

Навесная ротационная косилка, агрегатируемая трактором, представляет собой сложную колебательную систему. Для анализа динамических процессов в такой системе была построена двух-мапсовоя модель, преобразующая пходныо воздействия от микропрофиля нолей п выходные параметры системы, схема которой пред-стпвлопа на рис. I.

Колебательная система состоит из массы трактора и навогки

,71 г , и двумя степенями свободы вертикальными Ут, и угловыми <*г перемещениями центра тяжести трактора, и массы режущего оруса т/; с двумя степенями свободы, вертикальными У* и угловыми ¿к перемещениями центра: тяжести режущего оруса косилки. Колеса трактора имеют упругие характеристики Ст и коэффициенты неупругого сопротивления ?т • Трактор и режущий брус связаны пружинами с упругими характеристиками С\ и С г (в вертикальном и горизонтальном направлениях) и коэффициентами неупругого сопротивления 1* и 1 г .

Риц.Х. Колебательная модель системц трактор-ротационная косилка

На режущий брус действуют четыре входных воздействия ,

- со стороны неровностей поля. При этом, допускаем, что режущий брус работает в режиме копирования Ук-^ и

Дифференциальные уравнения, описывающие вынужденны^ колебания системы трактор-рспационная косилка в матричной форме имеют вид:,

» . | А^н^ААЛО

А22А21А20В22В21В20|

Ут

Чт Ут

<*7

С11С10Д11Д10ЕПЕЮ С21С2СГ12Т%е21е20

где А12 -Жг; А11; *14+ЧЪг ; А10 ■ Сх +ЧСТ }

в12 - о; вп - • в10 — С,(£;

сп ; с10 = с г; % - С7. ;

%ОяСт5 ЕП — 7т'< ЕЮ в Гн-=~г,(еи);А22 = 0; А2Г-?,(-£+е)',

В22 "Л*; В21

в20 СгЬг; С21 —| ; "ж'2Сг>

Да-^г ; е21

/< - колея трактора;

$ - расстояние от центра правого колеса трактора до левого крайнего бсшмака режущего бруса ротационной косилки; - расстояние между центррм масс бруса до крайнего правого башмака бруса;

с/ -расстояние от крайнего левого башмака бруса до центра тяжести бруса;

X - момент инерции трактора относительно продольной централь-

ной оси;

Ь - расстояние от бгипмаков до верхней точки крепления пружин; Их - расстояние, между центром тяжести трактора и верхней точкой системы горизонтальногг уравновешивания режущего

са'.

Переходя от оригиналов к изображениям церемейных по Лапласу и имея в виду, Ч'уо г. матрица частотных функций

(2)

Матрица спектральных плотностей вертикальных Уг и углевых сАт° перемещений центра тяжести трактора имеет вид:

5,

ЧМт)

(иО)

чаш)

Зе^(Ю)

(3)

где \А/(I и)) 1 матрица сопряженная с матрицей частотных функций - транспонированная матрица; г матрица спектральная плотностей 4x4 некоррелированных воздействий.

Спектр частот вертикальных.| $ у | и угловых I | перемещений центра тяжести трактора при движении агрегата в режиме копирования распределен в интервале иУ-0-1 и значительно удален от собственной частоты системы иГ з 26,7 с"' при которой вертикальные перемещения центра тяжести трактора составляют 1УТ(СV)! 0,28м и угловые ит(и))\ 3 0,48 рад.

Если среднеквадратичные отклонения случайных

аргументов Чт,<£т,Я-ч Ч'ч и они некоррелированы, то среднеквад-

ратичные отклонения реакции (?< и ^ , действующие на башмаки режущего бруса будут (рис. 2)

п-ОА

[Чг+<к)-

СгЬ^еАЬ

где ^хг ~ момент инерции режущего бруса;

- среднеквадратичные отклонения вторых производных * от % и ^ .

У

Рис. 2. Расчетная сх<-.ма для определения перемещений режущего бруса

Режущий брус ротационной косилки опирается на крайние башмаки и представляет балку на двух опорах с распределенной нагрузкой ъ на опорах

е+сС ' Уг е+и

Среднеквадратичные отклонения вертикальных У • и угловых 0 перемещений режущего бруса при копировании

Л-ХГ ^ ЯгКг.г*1 ^

Г " \I7di20Y <5>

{ ' г ей з ч ]

Установлено, что максимальные динамические реакции Я-3/? на башмаках ре;кущего бруса могут достигать значений,в 23кН и более в зависимости от рельефа поля и скорости движения агрегата, максимальный прогиб в середине пролета режущего бруса доходит до значений 8 мм и более.

Представим привод роторов ротационной косилки двухмассовой динамической моделью, учитывающей упругость ремней клиноременной передачи и наличие обгонной муфты в приводе (рис.3). Обгонная муфта (ОМ) смонтирована на валу ведущего шкива и предназначена для обеспечения холостого хода роторов в момент выключения вала отбора мощности трактора

Рис. 3. Динамическая модель привода

Наличие обгонной муфты в приводе обуславливает характеристику жесткости, показанную на рис. 4, когда крутящий момент от двигателя М^ положительного знака замыкает муфту и закрум-

О ' -Г.2 Ь

Рис. 5. Угловые скорости'вращения масс !.!„ трактора ы/г и М косплки О!^.

Рис. 4.Характеристика жесткости обгонной цуфты

ваит ременную передачу, а момент М^ отрицательного знакэ. размыкает систему и масса Мк , показанная на рис. 3, движется неза-iwichmo от массы Мт.

График угловых скоростей вращающихся масс трактора Ufr и косилки ейк , представленный на рис* 5, иллюстрирует-работу модели. Если предположить, что = , то в момент времени t< происходит замыкание обгонной муфты и на отрезке времени t3.-t2.~tt массы Мт и Мк упруго соединены между соОдй и совершают крутильные колебания совместно. В момент времени происходит размыка-

ние обгонной муфты и на отрезке времени tp-ti-ti масса Мк совершает движение независимо от Мт>

Дифференциальное уравнение движения (крутильных колебаний)

двухмассовой системы имеет вид:

+ , (б)

где - угол поворота ведущего шкива ßOM приведенного к ведомому шкиву косилки; Ч'н - угол поворота ведомого шкива косилки; 0 - приведенный угол закручивания ременной передачи; С - крутильная жесткость клиноременной передачи; К - коэффициент затухания колебаний в ременной передаче; X и - момент инерции вращающихся масс трактора и косилки, приведенные к валу приемного шкива косилки; - момент, создаваемый двигателем трактора, динамическую составляющую которого при установившемся движении считаем равной нулю; М/>№) - момент от сил сопротивления резания растений.

Модуль крутящого момента, действующий на входном валу конического.редуктора

д.--==-'(■

где о - постоянная величина;

и! - частота.

Собственная частота привода роторов составляет Ш =82 и вся энергия колебаний сосредоточена вблизи собственной частоты ОТ « 81 - 83 с"1.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬШЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ РЕЖИМОВ ПРИВОДА И КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА РЕЩЕГО БРУСА НА ПРИЗЕРЕ РОТАЦИОННОЙ КОСИЛКИ КРН-2,1 В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

В разделе приведены результаты исследований силовых режимов привода и колебаний корпуса режущего бруса ротационной косилки КРН-2,1, навешенной'на трактор МТЗ-50, в полевых условиях.

Целью проведения исследований являлось определение параметров нагружения зубчатых передач режущего бруса ротационной косилки при различных условиях эксплуатации.

Программа экспериментальных исследований предусматривала решение следующих задач: исследование характера изменения крутя щего момента в приводе; исследование усилий в тягах механизма уравновешивания режущего бруса косилки; исследование напряжении в корпусе режущего бруса; исследование вертикальных ускорений режущего бруса; исследование неровностей микропрофиля поля вызывающих вертикальные колебяния_ режущего бруса.

Регистрация' вышеприведенных величин проводилась с помощью тензометрического усилителя "Топаз" запись осциллограмм оощест-рлялась на светолучевом осциллографе марки Н-041. В качестве источника питания использовались четыре кислотных аккумуляторы. При проведении полевых испытаний аппаратура и исто-тник питания устанавливались на специально разработанном приспособлении, которое крепилось к лонжеронам трактора (с двух сторон от двигателя) .

Косилка КРН-2,1 является весьма неудобным объектом для проведения тенэомотрических исследований. Ото обусловлена том, что провода и тснзореэисторы находятся в зоне взаимодействия косилки с грунтом, влагой, травой _дпижущ<»йся с высокой скоростьм. Эти факторы потребовали создания специальных эац:!тш:х покрытий тензорозпеторов » проводов, выполненных с помощьи тианн, опок-

свдной смолы, защитных стальных щитков. Использовались тензоре-зисторы марки ПКБ-20-200, акселгрыотры конструкции ВИСХОМ '(АТ-1), торцевой токосъемник ТРАК-6.

Для обработки экспериментальной информации использовалась ЭВМ ДЗ-28.и ДВК-ЗМ, позволяющие производить преобразование экспериментальной информации в цифровую форм/, спектральный ее анализ. Основные.результаты экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Спектральная плотность входных воздействий •

на систему трактор-ротационная косилка находится в интервале частот йГ = 0-7с~*.

2. Максимальные напряжения в сечениях режущего бруса могут достигать .значений вЯОМПа, которое наиболее нагружено у заделки его с коническим редуктором в режиме копирования, а резонансные частоты распределены в интервале (й = 0-35с~* *

3. С увеличением скорости движения агрегата трактор-ротационная косилка копирующая способность крайнего правого башмака режущего бруса снижается.

5. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ РЕЖУЩЕГО БРУСА И ВОПРОСЫ' СОВЕРШЕНСТВОВАНИЙ ЕГО КОНСТРУКЦИИ

Основным несущим элементом роторной косилки является режущий брус коробчатого 'сечения, на котором размещены рабочие органы, состоящие из четырех роторов. Роторы приводятся в движение с помощью системы зубчатых передач, расположенных внутри бруса.

В зависимости от рельефа поля режущий брус роторной косилки может занимать три различные варианта опирания:

I. Брус опирается всеми пятью башмаками на почву.

1. Брус опирается на почву двумя крайними башмаками (принят в качестве основного варианта).

3. Брус, соединенный с коническим редуктором, представляет защемленную консольную балку.

Эти положения режущего бруса влияют на:

- прогиби и угловые перемещения сечений бруса;

- собственные частоты;

- относитзлиние угловые перемещения осей зубчатых колес,

напряжения в зубьях, а следовательно ; и на работоспособность Передачи.

В руководствах и справочниках по зубчатым передачам за основной источник угловых перемещений принимают: деформации валов, несущих зубчатые колеса;' реже зазоры и упругие перемещения в подшипниках качения и соверизнно не учитывают угловые перемещения от деформации нежестких корпусов. Такую оцзнку перекоса можно считать удовлетворительной для зубчатых передач, отдельно стоящих редукторов, корпусы которых воспринимают силы только реакций опор валов, причем деформации таких корпусов невелики, а угловые перемещения в зубчатых передачах не превышает как правило 0,0001 рад. Что касается-получивших распространение встроенных редукторных^узлов, являющихся элементами несущих конструкций сельскохозяйственных машин, примером которых является режущий брус ротационной косилки КРН-2,1, корпусные Детали которого, кроме усилий от опор валов воспринимают не связанные с зубчатыми передачами реакции на башмаках корпуса при движении агрегата трактор-косилка от рельефа поля. Эти -реакции во много раз больше, вследствие чего и деформации оказываются существенно большими. В таких случаях приходится считаться с возможностью углов перекоса 0,002-0,006 рад.

Это привело к созданию уточненной методики расчета коэффициентов Н'н/1 , учитывающих неравномерность распределения нагрузи ки вдоль контактных чиний в начальный период работы передачи с учетом Деформации корпуса.

к- .,+OMiwc'-cosси Ь* 4-f'hо,HIM ) (8)

л" я 'я

где /Ну = + ~ фактическое отклонение' положения

контактных линий в начальный период работы передачи, мкм; - 'отклонение положения контактных линий вследствие упругой деформации и зазора в подшипниках,мкм; 4кг = Otji F/¡ - отклонение положения контактных линчП из-за погрлшностеП изготовления, мкм;

dji - коэффициент, учитывающий статистическое распределение погрешностей и критерии допустимого поарстдения

активных поверхностей зубьев; - допуск на направление яуба, ыкм;

- отклонение лолсиения контактных линий из-э& упругой деформации корпуса пбредачи, мим; рС^ - угол зацепления;

Д - расстояние', на которое отходят колеса от своего первоначального положения из-за упругой деформации корпуса передачи и определяется по относительным угловым перемещениям

ь-

Результаты расчета по новой методике, уточняющей ГОСТ 21354-87, вероятности безотказной работы зубьев зубчатых колес от повышения контактных 6н и изгибных <зр напряжений в зубьях зубчатых колес и их снижение за счет введения бочкообразной формы, представлены на рис. 6 и рис. 7 от квантили нормального распределения Ор.

А. и.

0,5 «АЧ №

У1 /

у /

/

800 1000 (Ш С^1,МРа

рн иР

доз- 2

0,153 i

0

АЛ- \

0,911 -г

т -э

У

ч

/

Рис,б.Вероятность безот-казний работы ауб-г чатых колес привода агрегата трактор-ротационная косилка при расчете па контактную выносливость:

1 - прямой зуб;

2 - бочкообразный зуб

чоо ш 800 С^МПа

1-ис. 7.Вероятность безотказной работы зубчатых колес привода агрегата трактор-ротационная косилка при расчете на изгибную выносливость:

1 - прямой зуб;

2 - бочкообразный зуб

Максимальные суммарные относительные угловые перемещения осей зубчатых колес за счет технологии-изготовления зубьев, деформации валов колес, зазора в подшипниках качения оягор валов, технологии сборки'и,условий нагруженности прчвода могут составлять 3* ,= 0,002 рад., а угловые перемещения зубьев зубчатых колес за счет деформации корпуса режущего бруса могут превышать значения^ я 0,0035 рад. за счет рельефа поля и скорости движения агрегата трактор-ротационная косилка V = .1,66 - 5,28 м/с.

ОБЩЕ вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. В сельскохозяйственных машинах получили распространение, зубчатые передачи, являющиеся элементами несущих конструкций. Примером таких передач является режущий брус ротационной косилки. Специфика работы сельскохозяйственных агрегатов трактор-ротационная косилка по заготовке сена обуславливает конструктивные особенности режущего аппарата навесных ротационных косилок, ратущие брусья которых, работают прл пониженной жесткости,-

Это ведет к значительным относительным угловым перемещениям осей зубчатых колес, которые достигают значений /¿»35.10"^ рад. Они в 50 и более раз.превышают относительные угловые перемещения зубчатых колес (<Г«в 0,72.10~^рад.), возникающих в жестких корпусах редукторов общего назначения (РЦД-650), что ведет к поломкам зубьев и требует разработки методов расчета зубьев зубчатых колес с нежесисими корпусами.

2; В качестве теоретической основы для исследований динамики агрегата была использована двухмассовая динамическая модель. Эта модель позволяет исследовать динамические реакции, дей -твующие на режущий брус косилки, деформацию его корпуса с зубчатой передачей, напряжения в зубьях зубчатых колес привода, ротационных рабочих органов.

3. Собственная частота вертикальных и Угловых перемещений центра тяжести трактора находится на частоте И/ =»' 26,7 с'1", а нижняя частота собственных колебаний режущего бруса составляет СсГ в 94,4 с"1 , что значительно выше частот входных воздействий от неровностей поля (О/ «0-7 с"*).

4. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что: - среднеквадратичные отклонения динамических реакций на крайнем правом башмаке режущего бруса с увеличением ¡коростк движения агрегата возрастают медленео, чем на левом баимаяе;

1а

- среднеквадратичные "отклонения ускорений на правом башмаке в режиме копирования в два раза превышают ускорения на левом башмаке;

-резонансные частоты вертикальных ускорений левого башмака в режиме копирования с увеличением скорости движения агрегата возрастают в интервале частот Ш « 20-60 с-*, а правого башмака уменьшаются в интервале аГ => 100-20

Это свидетельствует о том, что с увеличением скорости движения агрегата трактор-ротационная косилка копирующая способность крайнего правого башмака режущего бруса снижается.

5. Экспериментальными исследованиями установлено, что среднеквадратичные отклонения нагрузок в тяге верхних пружин находятся в интервале 1,5-3,6 кН, а для тяг нижних пружин-в интервале 0,6-1,5 кН. Среднеквадратичные отклонения в сечении режущего бруса с увеличением скорости движения агрегата увеличиваете,я при копировании с 16 до 30 МПа, а при поднятом брусе с 8 до II Ща.

6„ Для анализа динамических процессов в приводе ротационных рабочих органов режущего аппарата принята двухмассовая модель. Амплитудно-частотная характеристика которой является узкополосной и вся энергия колебаний сосредоточена вблизи собственной частоты иЗ я 82 (интервал 81-83 с ).

Среднеквадратичное отклонения крутящего момента на ведущем валу конического редуктора достигает максимального значения на скорости вращения 1120 об/мин. Максимальные значения крутящего момента достигают значений в 125 Им. Резонансные частоты крутящего момента находятся в интервале 100-160 с-*'

. 7. Максимальные динамические вертикальные перемещения режущего бруса косилки в середине пролета достигают значений в 8 и , более миллиметров, а относительные угловые перемещения осей зубчатых колес принимают значения в 35.10"^ рад. и более.

Режущий брус обладает малой жесткостью И=»507,03.Ю5 МПа.

Исследования показали, что уменьшение вертикальных и угловых перемещений режущего бруса, а следовательно и напряжений в зубьях зубчатых колес, привели к значительному увеличению веса бруса с 270 кг до 1000 кг и более, но существенного понижения этих факторов не было (10-30%).

Повысить работоспособность зубчатых передач можно путем придания продольной модификации (бочкообразной формы) зубьям.

8. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчета, уточняющая.,расчет на прочность V .лг^ говечность зубьев зубчатых цилиндрических передач по ГОСТ 21351-87, с учетом упругой деформации корпуса передачи, Корпуса которых являются элементами несущих конструкций' сельскохозяйственных машин. Расчеты по уточненной методике показали, что:

в

- коэффициенты Кщ) выше на 30-70 и более процентов, чем рассчитанных по ГОСТ 21354-87;

- контактные напряжения в зубьях выше 20-50, а напряжения при Изгибе выше на 30-60 и более процентов чем рассчитанных по ГОСТ 21354-87.

9. Использование бочкообразных зубьев повысило прочность зубьев зубчатых колес с Нежесткими корпусами. Бочкообразная форма зубьев зубчатых колес в сравнении с прямыми зубьями .позволила:

- снизить на 40-90% коэффициенты Ина •

- уменьшить на 20-40$ контактные напряжения Л в зубьях;

- уменьшить на 40-80% напряжения при изгибе Сг в зуоьях;

- увеличить вероятность безотказной работы зубьеч по критерию сопротивления 'контактной усталости Рн О 0,212-0,903 у прямых до 0,903-0,989 у бочкообразных зубьев;

- увеличить вероятность безотказной работы зубьев по критерию сопротивления усталости при изгибе Рг с 0,01-0,42 у прямых до 0,73-0,93 у бочкообразных зубьев.

Таким образам} введение продольной модификации зубьев значительно увеличивает вероятность безоказной работы зубчатых передач с нежесткими корпусами.

10. Разработанная уточненная методика расчета зубьев зубчатых колес на прочность й долговечность в'Нежестких корпусах может быть использована при расчете зубчатых передач сельскохозяйственных машин.

11. Уточненная методика принята к использованию в ГСКБ Люберецкого ПО* завода имени Ухтомского.

ОСНОВНЫЕ ШОШШ ДИССЕРТАЦИИ ОПШИЮВАШИЕ В СЛВДТОЩИХ РАБОТАХ

1. Научные основы и метода расчета на долговечность деталей и сборочных, единиц-машин для животноводства и кормопроизводства: 01'чет о НИР. Тема 136.00.01 /Ростов ин-т с.-х. ыашиностр.:Руко-водитель Л,М.Грошев. - Ростов н/Д, X982.-77с. (рукопись).

2. Исследование работы режущего бруса' ротационной косилки КРН-2,1. //Динамика и прочность сельскохозяйственных машин.-Ростов н/Д.: РИСХМ, 1986. С. 71-75 (соавтор Терликов В.В.).

3. Колебания и деформация режущего бруса ротационной косилки КРН-2,1. //Динамика узлов и агрегатов сельскохозяйственных машин: Межвуз.сб. - Ростов н/Д.: РИСХМ, 1987. - С. 48-53 (соавтора Грошев Л.Ц., Сигидиненко B.C.),

4. Исследование динамических процессов при движении ротационной косилки КРН-2,1. // Всесоюзная научно-техническая конференция "Конструирование и производство сельскохозяйственных машин": Tea. докл. - Ростов н/Д: РЙЗХМ, 1985. С. 37.

5. О влиянии деформации корпуса режущего бруса ротационной косилки на работоспособность зубчатых -передач. //Механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства: Межвуз.сб.

- Ростов н/Д: РИСХМ, 1988. С. 55-62 (соавтор Грошев Л.Ц.).

6. Повышение надежности привода ротационных рабочих органов сенокосилок. //Всесоюзная научно-техническая конференция.. "Повышение качества и надежности продукции, программного обеспечения ЭВМ и технических средств обучения": Тез.докл. -г Куйбышев: КПИ, 1989. С. I70-I7I.

7. Уточнение методики расчета зубьев зубчатых передач в упруго деформируемых корпусах. //Результаты системных исследований при проектировании сельскохозяйственных машин: Межвуз.сб.

- Ростов н/Д: РИСХМ, 1992.С 126-135.