РАЦІОНАЛЬНІ ЗМІЩЕННЯ ТВІРНОГО КОНТУРУ КОЛІС ЦИЛІНДРИЧНОЇ ПРЯМОЗУБОЇ ПЕРЕДАЧІ ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ ЗНОШУВАННЯ ЗУБІВ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-3-71Ключові слова:
евольвентна зубчаста передача, циліндричне прямозубе колесо, зношений шар, коефіцієнт зміщення твірного контуру.Анотація
Мета роботи. Створити методику визначення таких коефіцієнтів зміщення твірного контуру для ведучого та веденого коліс циліндричної прямозубої передачі, за яких на найбільш підданих до зношування ділянках евольвентних поверхонь зубів буде мінімальною швидкість зношування поверхневого шару з часом роботи цієї передачі.
Методи дослідження базуються на комплексному застосуванні теорії евольвентної зубчастої передачі та закономірностей трибології; для мінімізації функції було застосовано метод золотого перерізу.
Отримані результати. Отримано безрозмірну величину, яка є функцією від коефіцієнтів зміщення твірного контуру для ведучого та веденого коліс циліндричної прямозубої передачі. Значення цієї функції пропорційні найбільшій серед швидкостей зношування в околі характерних точок на евольвентних профілях зубів цих коліс. Створено методику визначення раціональних коефіцієнтів зміщення твірного контуру, які мінімізують отриману безрозмірну функцію, та за яких буде максимальною тривалість роботи прямозубої передачі до того, коли найбільша товщина зношеного шару на активних поверхнях зубів досягне гранично допустимої величини.
Наукова новизна. Обґрунтовано, що збільшення товщини зношеного шару з часом роботи прямозубої передачі буде відбуватись найшвидше в околі певних характерних точок на евольвентних профілях зубів коліс. Розроблено розрахункову модель для визначення товщин зношеного шару в околі крайніх активних точок профілів зубів пари циліндричних прямозубих коліс та в околі нижніх і верхніх граничних точок однопарного зачеплення. У цій моделі враховано вплив питомих ковзань і чисел зубів коліс та твердостей їхнього поверхневого шару на швидкості зношування у характерних точках на профілях зубів. Крім того, враховано розподіл повної сили взаємодії цих коліс між двома парами зубів при двопарному зачепленні, а також зміну сили, яку передає одна пара зубів, при її вході або виході з однопарного зачеплення.
Практична цінність. Створену методику визначення коефіцієнтів зміщення твірного контуру доцільно застосовувати при проектуванні циліндричних прямозубих передач для машин і обладнання, що функціонують в умовах, за яких можливе потрапляння абразивних часток у зону зачеплення зубів. Наведено приклад застосування цієї методики у проектувальному розрахунку циліндричної прямозубої передачі.
Посилання
Kragelsky, I. V., Dobychin, M. N.,
Kombalov V. S. (1982). Friction and Wear. Calculation Methods. Oxford : Pergamon Press, 464.
https://doi.org/10.1016/C2013-0-03333-6
Kogaev V. P. Drozdov, Yu. N. (1991). Prochnost’ i iznosostoikost’ detaley mashin [Strength and Wear Resistance of Machine Parts]. Moscow : Vysshaya Shkola, 319.
Hills, D. A., Nowell, D., Sackfield A. (1993). Mechanics of Elastic Contacts. Oxford : Butterworth-Heinemann, 496.
https://doi.org/10.1016/C2009-0-24029-3
Bragin, V. V., Reshetov, D. N. (1991). Proektirovanie vysokonapryazhennykh tsilindricheskikh zubchatykh peredach [Design of Highly Loaded Cylindrical Gears]. Moscow : Mashinostroenie, 224.
Popovych, A. G., Shevchenko, V. G. (2023). Koryhuvannya pary tsylindrychnykh kosozubykh kolis dlya zmenshennya znoshuvannya evolventnykh poverkhon’ zubiv [Correction of the cylindrical helical-gear wheel pair for wear decrease of teeth’ involute surfaces]. New materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering, (4), 40–49.
Popovych, A. G., Shevchenko, V. G. (2015). Metodika rascheta coeffitsientov smescheniya dlya koles reversivnoy evolventnoy zubchatoy peredachi [The technique of profile shift coefficients calculation for wheels of a reverse involute gearing]. Herald of Aero-engine-building, (1), 8–14.
Chernets, M. V., Chernets, Ju. M. (2014). Doslidzhennya umov zacheplennya zubiv tsylindrychnoyi evolventnoyi peredachi na kontaktnu mitsnist’, znoshuvannya i dovgovichnist’. Chastyna 1. Postiyni umovy vzayemodiyi u nekoryhovanomu zacheplenni. [Investigation of teeth engagement conditions of cylindrical involute gear on contact strength, wear and durability. Part 1. Constant interaction conditions in non-corrected engagement] Problems of Tribology, 3, 22–27.
Chernets, M. V., Chernets, Ju. M. (2014). Doslidzhennya umov zacheplennya zubiv tsylindrychnoyi evolventnoyi peredachi na kontaktnu mitsnist’, znoshuvannya i dovgovichnist’. Chastyna 2. Postiyni umovy vzayemodiyi u koryhovanomu zacheplenni [Investigation of teeth engagement conditions of cylindrical involute gear on contact strength, wear and durability. Part 2. Constant interaction conditions in corrected engagement]. Problems of Tribology, 4, 6–16.
Bolotovskiy, I. A., Bezrukov, V. I., Vasilieva, O. F., et al. Spravochnik po geometricheskomu raschetu evolventnykh zubchatykh i chervyachnykh peredach [Handbook for Geometrical Design of Involute Toothed and Worm Gears]. Moscow: Mashinostroenie, 448.
Linke, H., Borner, J., Heb, R. (2016). Cylindrical Gears. Calculation, Materials, Manufacturing. Munich: Carl Hanser Verlag, 848.
https://doi.org/10.3139/9781569904909
Sanchez, M. B., Pleguezuelos, M., Pedrero, J. I. (2017). Approximate equations for the meshing stiffness and the load sharing ratio of spur gears including hertzian effects. Mechanism and Machine Theory, 109, 231–249. http://dx.doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2016.11.014
Flodin, A., Andersson, S. (1997). Simulation of mild wear in spur gears. Wear, 207, 16–23.
https://doi.org/10.1016/S0043-1648(96)07467-4
Ivanov, M. N. (1991). Detali mashin [Machine Parts]. Moscow : Vysshaya Shkola, 383.
Pavlysche, V. T. (2003). Osnovy konstruyuvannya ta rozrakhunok detaley mashyn [Fundamentals of design and calculation of machine parts]. Lviv, Ukraine : Afisha, 560.
Frolov, K. V., Popov, S. A., Musatov, A. K., Timofeyev, H. A., Nikonorov, V. A. (2003). Teoriya mekhanizmov i mekhanika mashyn [Mechanism Theory and Machine Mechanics]. Moscow, Russia : Vysshaya Shkola, 496.
Zhaldak, M. I., Tryus, Yu. V. (2005). Osnovy Teoriyi i Metodiv Optymizatsiyi [Fundamentals of the Optimization Theory and Methods]. Cherkasy, Ukraine : Brama-Ukrayina, 608.
##submission.downloads##
Опубліковано
Версії
- 2024-11-11 (4)
- 2024-11-11 (3)
- 2024-11-04 (2)
- 2024-10-31 (1)
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
