Анализ компенсаторных возможностей зубчатых колес, составленных из отдельных дисков

Авторы

  • Г. Ю. Волков Курганский государственный университет
  • К. В. Безгодов Курганский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-4-4-13

Ключевые слова:

спицы зубчатого колеса, фрикционные диски, ЗУБЧАТЫЕ ДИСКИ, адаптивная передача, составное зубчатое колесо

Аннотация

Одной из причин, ограничивающих нагрузочную способность зубчатых передач, является неполное прилегание зубьев, вызванное неточностью изготовления и деформацией деталей редуктора. Равномерное распределение контакта зубьев по всей ширине венца обеспечивают колеса, составленные из отдельных зубчатых дисков. Адаптивность зубчатого венца составного колеса достигается преодолением сил трения или упругой податливостью специальных элементов. В статье приводятся базовые конструкции составных колес с дополнительными фрикционными дисками и зубчатыми дисками, имеющими спицы. Целью исследования является количественная оценка компенсаторных возможностей составных зубчатых колес. Важнейшим параметром, определяющим адаптивность колеса, является толщина составляющих его зубчатых дисков. Рассматривается влияние на нагрузочную способность тонких зубчатых дисков: краевого эффекта при распределении контактных напряжений; устойчивости зуба как консольной балки. Исследование выполнялось с использованием аппарата сопротивления материалов и метода конечных элементов. Установлено, что лимитирующим фактором является устойчивость зуба. Без риска снижения относительной нагрузочной способности зацепления толщину зубчатого диска можно уменьшать вплоть до 0,1 модуля. Поломка зуба из-за неравномерности распределения нагрузки вдоль его оси в колесах, составленных из многих дисков, практически исключается. Неравномерность распределения контактной нагрузки снижается обратно пропорционально числу зубчатых дисков. Конструкции составных зубчатых колес с упругими элементами, в частности со спицами, по предельным углам перекоса осей зубьев несколько уступают системам, в которых используются фрикционные элементы. Тем не менее их компенсаторные возможности на порядок выше, чем у монолитных зубчатых колес.

Биографии авторов

Г. Ю. Волков, Курганский государственный университет

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры машиностроения

К. В. Безгодов, Курганский государственный университет

аспирант

Библиографические ссылки

Wei Li, Wenqiang Han & Jie Zhou (2021) The Influence of Gear Modification Based on Thermoelastic Deformation on Tooth Surface Temperature Field. Journal of Failure Analysis and Prevention, vol. 21, pp. 1739-1751. DOI: 10.1007/s11668-021-01229-0

Kanghua Zhang, Jixin Wang, Yonghua Ban, Chengxi Sun, Peijun Gao & Di Jin (2020) Multi-field Coupling Simulation of Gear: A Review. Journal of Failure Analysis and Prevention, vol. 20, pp. 1323-1332. DOI: 10.1007/s11668-020-00938-2

Xing Tian, Tao Qing, Ziyuan Li, Wenqiang Han & Wei Li (2023) Study on the Influence of Heat on Deformation and Stressof Planetary Gear Transmission. Journal of Failure Analysis and Prevention, vol. 23, pp. 399-413. DOI: 10.1007/s11668-022-01587-3

Беляев Н. М. Сопротивление материалов. М. : Наука, 1976. 608 с.

Волков Г. Ю., Безгодов К. В. Анализ факторов, определяющих возможность предельного снижения ширины венцов зубчатых колес // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2024. № 03. С. 128-132.

Учаев П. Н., Райник М. В. К вопросу изготовления цилиндрических зубчатых колес лазером // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2013. № 1. С. 66-70.

Элманов А. Б., Кенгбоев С. А., Сафаров Н. М. Математическая модель резки зубчатых колес из сталей лазерными лучами // Universum: технические науки [Электронный ресурс]. 2024. № 2 (119). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16824 (дата обращения: 30.08.2024). DOI: 10.32743/UniTech.2024.119.2.16824

Буров Н. В., Игнатов А. Г. Рынок лазеров в России и странах СНГ // Ритм машиностроения. 2019. № 5. С. 32-43.

Теоретические основы адаптированных зубчатых передач при работе в условиях перекоса / Ф. Г. Нахатакян, А. К. Пузакина, Д. Ф. Нахатакян, Д. С. Блинов, Я. П. Зенкина // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2023. № 3. С. 33-39.

Сызранцев В. Н., Сызранцева К. В. Формообразование арочных зубьев цилиндрических колес и геометро-кинематические характеристики их зацеплений : монография. Тюмень : ТИУ, 2023. 174 с. ISBN 978-5-9961-3079-5

Сызранцев В. Н., Сызранцева К. В. Цилиндрические передачи с арочными зубьями, прочность, надежность : монография. Тюмень : ТИУ, 2020. 171 с. ISBN 978-5-9961-2378-0

Сызранцев В. Н., Стариков А. И. Повышение надежности работы арочных цилиндрических передач на основе определения граничных величин смещения, обеспечивающих касание колес // Вестник МГТУ «Станкин». 2023. № 4 (67). С. 93-102. DOI: 10.47617/2072-3172_2023_4_

Сызранцев В. Н., Стариков А. И. Синтез адаптивной цилиндрической передачи с арочными зубьями с двумя зонами контакта // Омский научный вестник. 2023. № 4 (188). С. 38-45. DOI: 10/25206/1813-8225-2023-188-38-45

Короткин В. И., Колосова Е. М., Онишков Н. П. Прогнозирование контактной выносливости упрочненных зубьев и нагрузочной способности эвольвентных зубчатых передач по критерию предельного состояния материала // Вестник машиностроения. 2021. № 12. С. 35-37.

Лебедев С. Ю. Анализ методик расчета глубинной контактной выносливости // Омский научный вестник. 2022. № 2 (182). С. 43-47. DOI: 10.25206/1813-8225-2022-182-43-47

Руденко С. П., Валько А. Л. Контактная усталость зубчатых колес трансмиссий энергонасыщенныхмашин : монография. Минск : Белорусская наука, 2014. 127 с. ISBN 978-985-08-1694-8

Нахатакян Ф. Г., Нахатакян Д. Ф. Оценка величины допускаемого угла перекоса в зубчатом зацеплении // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. № 1. С. 45-49.

Нахатакян Ф. Г., Плеханов Ф. И. Исследование напряженно-деформированного состояния зубьев колес // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 4. С. 10-17. DOI: 10.31857/S023571192104009

Нахатакян Ф. Г., Нахатакян Д. Ф. Расчет контактной деформации зубьев зубчатых колес // Вестник машиностроения. 2024. № 7. С. 540-543. DOI: 10.36652/0042-4633-2024-103-7-540-543

Нахатакян Ф. Г., Нахатакян Д. Ф. Оценка величины допускаемого угла перекоса в зубчатом зацеплении // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. № 3, С. 45-49. DOI: 10.31857/S0235711922030099

Загрузки

Опубликован

27.12.2024

Как цитировать

Волков, Г. Ю., & Безгодов, К. В. (2024). Анализ компенсаторных возможностей зубчатых колес, составленных из отдельных дисков. Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 27(4), 4–13. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-4-4-13

Выпуск

Раздел

Статьи