Оптимальне проєктування за масою трансмісії гусеничного транспортератягача МТ-ЛБ: математична модель, алгоритм, числовий експеримент

Abstract

Розв'язання задачі оптимізації трансмісії легкого багатоцільового гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ є перспективним напрямком досліджень, тому що дає змогу поліпшити масові характеристики машини, забезпечити навантажувальну здатність та довговічність трансмісії при модернізації. Побудовано математичну модель оптимізації трансмісії за масою, а саме: побудовано цільову функцію оптимізації трансмісії за масою, яка досить коректно враховує основні показники трансмісії; визначені змінні проєктування, у якості яких обрані основні геометричні параметри зачеплень (модулі та числа зубців); сформовано систему обмежень на змінні проєктування та запропоновано методику динамічного змінення обмежень на числа зубців коробки передач. Запропоновано послідовність перевірки обмежень, яка дозволить зменшити обсяг та час розрахунків для знаходження найкращого розв'язку. Розв'язання виконується на основі зондування простору параметрів, де у якості пробних точок в одиничному багатомірному кубі використовуються точки ЛПτ-послідовності. Також було розроблено прикладну методику та докладний алгоритм оптимального проєктування трансмісії. Вони враховують конструктивні, технічні та технологічні особливості останньої, а також дають змогу підвищити точність розрахунків за рахунок керування похибками обчислень передавальних відношень та рівності міжосьових відстаней зачеплень коробки передач та додаткового редуктора трансмісії. Були проведені числові експерименти для базового двигуна та інших 4 двигунів. Аналіз результатів дає змогу зробити висновок, що досягнуто суттєвого зменшення маси та габаритів трансмісії порівняно з базовою при навантаженнях, відповідних для типових режимів руху.

Solving the problem of optimizing for transmission of light multipurpose tracked load-carrier/prime mover MT-LB is a perspective area of research because it improves the mass characteristics of the machine, to ensure the load capacity and durability of transmission at upgrading. Mathematical model of transmission optimization by mass was constructed, namely: optimization objective function of transmission by weight was built, which is quite correct transmission models, it takes into account the geometry, dimensions, weight and strength properties of the main parts and aggregates; variables planning are defined, which selected as basic geometric parameters of gearings (modules and number of teeth); a system of constraints on the variables planning was constructed, a technique for dynamically changing the constraints on the teeth number for gearbox was proposed. A sequence of constraint checking is proposed, which will reduce the amount and time of calculations to find the best solution. The solution is based on sensing the parameter space, where points of the LPτ-sequence are used as test points in a single multidimensional cube. Also, the applied methodology and detailed algorithm for optimal design of the transmission has been developed. They take into account the constructive, technical and technological features. They also allow to reduce the error of the calculations due to the error-control of the calculations of gear ratios and the equality of the axes distance for gearbox and additional reducer meshing's. A number of numerical experiments were carried out for the base engine and the other 4 engines. The analysis of the results makes it possible to conclude that a significant reduction in the weight and dimensions of the transmission has been achieved compared to the basic one at loads corresponding to typical driving modes.