Расчет сил в спироидном зацеплении с использованием результатов физического моделирования
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-2-77-84Ключевые слова:
спироидная передача, физическое моделирование, расчет сил, коэффициент тренияАннотация
Рассмотрены результаты физического моделирования контакта в спироидном зацеплении, позволившие установить адекватные реальным условиям значения коэффициентов трения скольжения в зацеплении. Рассмотрены две модели для расчета действующих в зацеплении сил. В первой модели предполагается, что нагрузка распределяется по участкам линий сопряженного контакта, сама модель пригодна для реализации в программе автоматизированного расчета передачи. Вторая модель, предназначенная главным образом для расчета «вручную», предусматривает передачу всего вращающего момента в условной средней точке поля зацепления. Приведена оценка ее точности, показавшая, в частности, что она вполне приемлема для стандартно спроектированных однозаходных спироидных передач. Даны результаты расчета сил в спироидном зацеплении при различных значениях коэффициента трения скольжения, полученных при физическом моделировании при различных скоростях скольжения и заданном контактном напряжении в зацеплении. По результатам представлены графики осевых, радиальных и окружных сил, действующих на звенья и необходимых для расчета валов и их опор. Исследование показало, что использование результатов физического моделирования контакта при расчете сил, действующих в спироидном зацеплении, дает возможность более адекватно рассчитать силы, действующие на звенья передачи и необходимые для расчета валов и их опор. Особенно это важно для осевой и окружной (тангенциальной) составляющих силы, действующей на червяк, и для радиальной составляющей силы, действующей на колесо. Полученные результаты также дали дополнительные доводы в пользу спироидных передач по сравнению с червячными при низких скоростях вращения звеньев и при малых передаточных отношениях.Библиографические ссылки
Liou Joe J., Stefan Rakuf. The Development of Worm Drives. Power Transmission Engineering, February, 2018, pp. 37-43.
Octrue M. Evolution of Worm Gear Standards and their Consequences on Load Capacity Calculation Approach. Power Transmission Engineering, September, 2014, pp. 36-43.
Stahl K., Höhn B.-R., Otto M., Monz A. Load Capacity and Efficiency of Grease-Lubricated Worm Gears. Power Transmission Engineering, September, 2014, pp. 50-53.
Plekhanov F., Goldfarb V., Vychuzhanina E. Load Distribution in Meshing of Planetary Gearwheels and Its Influence on the Technical and Economic Performance of the Mechanism. Advanced Gear Engineering, Mechanism and Machine Science 51, Springer Nature Switzerland AG 2018, pp. 117-137. ISBN: 978-3-319-60398-8; https://doi.org/10.1007/978-3-319-60399-5_6.
Mahr B., Pogacnik A., Langheinrich A. Derivation of tooth synthesis of asymmetric gears for loaded tooth contact analysis. Proceedings of the International Conference on Gears 2019, FZG, Garching/Munich, Germany, September 18-20, VDI-Berichte 2355, Düsseldorf: VDI-Verlag, 2019, pp. 185-192. ISSN: 0083-5560; ISBN 978-3-18-092355-0.
Plekhanov F., Goldfarb V., Vychuzhanina E. Load Distribution in Meshing of Planetary Gearwheels and Its Influence on the Technical and Economic Performance of the Mechanism. Advanced Gear Engineering, Mechanism and Machine Science 51, Springer Nature Switzerland AG 2018, pp. 117-137. ISBN: 978-3-319-60398-8; https://doi.org/10.1007/978-3-319-60399-5_6.
Mahr B., Pogacnik A., Langheinrich A. Derivation of tooth synthesis of asymmetric gears for loaded tooth contact analysis. Proc. of the International Conference on Gears 2019, FZG, Garching/Munich, Germany, September 18-20, VDI-Berichte 2355, Düsseldorf : VDI-Verlag, 2019, pp. 185-192. ISSN 0083-5560; ISBN 978-3-18-092355-0.
Gosselin Claude. Advanced computer-aided gear design, analysis and manufacturing. New approaches to gear design and production, Mechanism and Machine Science 81, Springer Nature Switzerland AG 2020, pp. 71-113. ISBN: 978-3-030-34944-8; https://doi.org/ 10.1007/978-3-030-34945_3.
Pedrero José I., Pleguezuelos Miguel, Sanches Myriam B. Analytical Simulation of the Tooth Contact of Spur Gears. New approaches to gear design and production, Mechanism and Machine Science 81, Springer Nature Switzerland AG 2020, pp. 115-131. ISBN: 978-3-030-34944-8; https://doi.org/10.1007/978-3-030-34945_4.
Mieth F., Schlecht B. Loaded tooth contact analysis of bevel gears with complex gear body. Proc. of the International Conference on Gears 2019, FZG, Garching/ Munich, Germany, September 18-20, VDI-Berichte 2355, Düsseldorf : VDI-Verlag, 2019, pp. 937-947. ISSN: 0083-5560; ISBN: 978-3-18-092355-0.
Рациональный выбор параметров зацепления червячных цилиндрических передач / И. П. Бернацкий, Н. И. Вьюшкин, Б. К. Герасимов, В. Н. Комков // Зубчатые и червячные передачи. Л. : Машиностроение, 1974. С. 193-210.
Лукин Е. В., Пузанов В. Ю. Особенности конструирования подшипниковых опор червяков спироидных и неортогональных червячных редукторов приводов трубопроводной арматуры // Интеллектуальные системы в производстве. 2011. № 2. С. 126-135.
Спироидные редукторы трубопроводной арматуры : монография / В. И. Гольдфарб, Д. В. Главатских [и др.]. М. : Вече, 2011. 234 с.
Проблемы и методы проектирования современных спироидных редукторов трубопроводной арматуры / А. С. Кузнецов, Е. В. Лукин, А. М. Санников, Т. В. Савельева // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 1 (23). С. 47-52.
Nelson W. D. Spiroid gearing. Machine Design, 1961, vol. 33, no. 4, pp. 136-144; no. 5, pp. 93-100; no. 6, pp. 165-171.