Исследование и методика расчета напряженного состояния сопрягаемых деталей несоосных винтовых механизмов

• Автор: Лодыгина, Нина Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования
1.1. Общие сведения и классификация винтовых
механизмов НВМ
1.2. Постановка задачи исследования
1.3. Методы расчета напряженного состояния
винтовых поверхностей
1.4. Цель исследования
Выводы
2. Разработка общей методики расчета напряженного состояния винтовых поверхностей сопрягаемых
деталей НВМ
2.1. Разработка общей методики расчета напряженного
состояния деталей НВМ
2.2. Определение напряжений в сечениях винта
2.3. Напряженное состояние витков деталей НВМ
2.4. Расчет контактных напряжений
2.5. Определение линейных и угловых перемещений
ступенчатого винта
2.6. Алгоритм расчета напряженного состояния
произвольной точки деталей НВМ
Выводы
3. Разработка математической модели напряженного состояния винтовых поверхностей
3.1. Силы, действующие в пятне контакта
сопрягаемых деталей НВМ
3.2. Влияние неравномерности распределения нагрузки

на напряженное состояние ходового винта
3.3. Математическая модель напряженного состояния
витков деталей НВМ
Выводы
4. Экспериментальное исследование напряженного состояния винтовых поверхностей
4.1. Исследование напряженного состояния в сечении
витка поляризационно-оптическим методом
4.2. Определение напряжений тела винта НВМ
методом электротензометрии
4.3. Алгоритм и пример расчета напряженного состояния
червяка промежуточного привода
Выводы
Общие выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время все более широкое применение находят несоосные винтовые механизмы (НВМ), к которым относятся и планетарные передачи винт-гайка качения с резьбовыми роликами (РВП). Детали НВМ имеют несущие винтовые поверхности специального профиля, к которым предъявляются высокие требования по геометрической точности, контактной жесткости, усталостной прочности и долговечности.
Расчет основных конструктивных размеров НВМ производится на основании расчетов деталей на нагрузочную способность, определяемую для НВМ прочностью по критериям контактной и изгибной выносливости, износостойкости. Существующие методики расчета заимствованы из теории зубчатых передач, что не позволяет учесть важные особенности контактного взаимодействия сопрягаемых деталей НВМ.
Одной из актуальных проблем современного машиностроения является проблема повышения долговечности элементов машин по критериям прочности при одновременном снижении их металлоемкости. Непрерывное увеличение мощностей, скоростей, грузоподъемности и других параметров машин и связанный с этим рост напряженности элементов приводят к тому, что указанную проблему можно решить лишь при использовании в процессе конструирования и расчета новейших достижений науки о прочности. По мере развития методов расчета на прочность при одновременном снижении запасов прочности и материалоемкости деталей машин и конструкций традиционные инженерные расчеты по напряжениям (преимущественно номинальным) необходимо дополнять или заменять расчетами по энергетическим критериям прочности.
Поэтому стоит вопрос о разработке метода расчета напряженного состояния сопряженных деталей НВМ, который позволил бы проводить

пления винта рассматриваем каждую схему отдельно с внешней нагрузкой, приложенной в 1-ых точках контакта по/-ым виткам.
Определяем реакции опор для схемы I. Оба конца винта закреплены шарнирно. При определении напряжений достаточно определить реакции только левой опоры: , лр/ ,ЛР/ ,ЛР/ . При оп-
ределении реакций опор пользуемся принципом независимости действия сил. Рассматриваем отдельно каждую составляющую сил давления
и трения Л? ,ру, Л у , раскладывая их по координатным осям Х,¥,г. Из уравнения равновесия определяем реакции опор в горизонтальной Х2 и вертикальной Уг плоскостях.
Схема И имеет одну жесткую опору, в которой действуют реакции
опор- ЛР* Лр‘ Кр' Мр° Мр‘ мр' Лр° яр‘ лр' Мр° Мр‘ Мр'
и|,иг- лах >лах ’1У1ау >1УЛау >+УЛау ’ лау ’лау ’лау >1п ах ’1У1ах >ш ах
Зная внешние силы и применяя принцип независимости действия сил из уравнения равновесия определяем реакции опор для схемы II.
Схемы I и II являются статически определимыми системами, так как реакции опор можно определить из уравнения равновесия. В схемах III и IV значения реакции опор нельзя определить из уравнения равновесия, потому что они являются статически неопределимыми системами. Схема III статически неопределена один раз, схема IV - трижды статически неопределима. Реакции опор для схем III и IV берутся из работы [95] с учетом многочисленных точек нагружения. В табл. 2.1 приведены реакции левых опор для четырех схем крепления винтов.
Для определения напряжений в любой точке винта построены эпюры внутренних силовых факторов для данных четырех схем (рис. 2.8-2.11). При построении эпюр учитываются все силовые факторы (ТУ,
<2у, мх, мр мкр).