z tt! l'lıı.'!rnıı'rıyı-':`, Mı`sko!c`. HI. Sorozat, Gépészet, 28. (I 981) kötet. 7.5--90.
Ill- NI SERMÜ HAJTÓMÜVÉNEK DINAMIKÁJA ÉS ANNAK OPTIMALIZALÁSA POREBSKA MARIA-WARSZYÉSKI MARIAN
l lj objektum tervezésekor optimizációs szempontok figyelembevétele mindenkép,„z„ zıııkseges. Nagyon bonyolult feltételeknél igen nehéz a célfüggvény matematikai fellt 4...., av ııélıa ez lehetetlen is. Ekkor a legjobb variáns kiválasztását az ismert megoldások |zzfı'|Ill.'ı't)IlıÍtáSábŐl
El M
GM
K
ÍÍ./2
KI
az L-J"` G
KZ
1. ábra
lz-len munkában az 1. ábrán vázlatosan látható hengermű hajtóművének optimizáıazzıvzıl kapcsolatos problémáról lesz szó. Optimizálás a hajtómű ı'= nM{nW = 1 áttétele „A „Im ese érdekében történik, a következő feltételek figyelembevételével: I költség;
.' zı forgó tömegű dinamikai rendszer vizsgálata; l zı rendszer megbizhatósága. lmı lálozások a következő okok miatt lépnek föl: ıı lıeııgerlés feltétele - az MW nyomaték és a tengely nw fordulatszáma állantltli lu lıı: MARIA P()RI.ŠBSKA t= »al „iv uv, .lııgiellofıskie 8. llzzz
.lı Iııılı. mi. MARIAN WARSZYNSKÍ
F ı-ıl-ııu
Kllllllt'|lt'|(;ı 8
75
- különböző formájú reduktorok (hajtóművek), amelyek a motor nM fordulatszámával változnak; -- az áttétel miatt egyfokozatú 1'max áttételű reduktort vizsgálunk; - a fogak hajlítási szilárdsága miatt állandó dW átmérőjű kereket tételezünk föl; - az áttételtől függetlenül állandó hosszúságú (Ed) reduktort vizsgálunk. Optimalizálás a költség oldaláról A hajtómű költsége [1] a - KM motor, - KK tengelykapcsoló, - KG reduktor költségeiből tevődik össze. Mivel a hengerlési nyomaték állandó, a költségösszetevők az _ nM motor-fordulatszám 1- nw _ hajtótengely-fordulatszám áttételtől függnek. Következésképp a hajtómű költsége az áttétel függvényeként írható föl: K(,)=KM(;)+KK(;)+KG(,) .
(1)
Ha i = l esetén a hajtómű költsége K0 = 1, akkor a viszonyított költség:
K KMm _~--(Ü_m Ko
K
K
+g__ç
.+k_í(2
KGO
KKO
KMO
,
(2)
ahol m + g + k = 1, ill. 1' = l, és m, g, k a motorhoz, a reduktorhoz és a tengelykapcsoló hoz tartozó fajlagos költséget jelenti. A közös költség a hajtómű alkotórészei költségeinek összegéből tevődik össze. A motor költsége közelítőleg egyenes arányban van a csavaró nyomaték változásának négyzetgyökével, amely az i-től a következőképpen függ: ` f
z
1 :I--1/2
_
(3)
KMO A reduktor költsége a konstrukciótól az alábbiak szerint függ: a 2a ábrán vázolt reduktor (állandó dgw hajtott kerékkel) i = 1 esetén optimális. A dGM kerékátmérő 1/1'-vel arányosan változik i # 1 esetben. Ha az MW hengerlési nyomaték állandó, akkor a kerületi erő és a kerék vastagsága a fog haljítási egyenletéből adódóan szintén állandó. Feltételezve, hogy a ház és a csapágyak költsége a fogaskerék költségével arányos, továbbá ennek költsége a súlyerővel arányos, felírható a következő:
Ha a reduktor a 2b. ábra szerinti, akkor ez azt jelenti, hogy függetlenül az áttételtől a kerekek átmérőj ének összege állandó (Ed = konst), és 1' = 1 esetén dm, = dwo, vagyis dM
dM+dW=2dW0Š
HW
1
__
dw-nM-1.'-11;
dM = Zdwo (1 + z')“1 .
(4a)
Szilárdsági szempontokat figyelembe véve a két kerék súlyereje:
G = c,bdš,_,(1 + 12) ;
G0 = 2c,b„d“w„ ,
(4b)
b = c1MWd } ;
bo = c,MWdí)0;
(4b
ahol
továbbá cl és c, arányossági tényező; b, bo a kerék szélessége;MW az állandónak vett hengerlési nyomaték. . A behelyettesítések és átalakítások után a reduktor súlyerej ének viszonyított értéke az i = 1-ből kapott G0-hoz képest:
G
1+i2
G0 ˇ z`(1+z`)
'
(5)
Ebből a reduktor része a költségben az alábbiak szerint fejezhető ki:
K607
1+1'
KG., ˇ z`(z`+ 1) '
(6)
A tengelykapcsolo' költsége - amint a motor költsége is - 1 li-vel arányosan változik, és ezért
ŠĂQ z z-1 _ KKO
(7)
A 2a. ábra szerinti reduktor-rendszer közös költségét fel lehet írni, mint az z' áttétel függvényét: K0 __ 1 1 __ ÍÍ=mım+gí[l+;,;_]+kı1 .