Обеспечение качества несоосных винтовых механизмов деформационным упрочнением их сопрягаемых деталей

• Автор: Киричек, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 439 с. : ил.

- 2 -СОДЕРЖАНИЕ
Лист
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Характеристика объекта исследования
1.2. Сопрягаемые детали несоосных винтовых механизмов
1.3. Влияние параметров качества поверхностного слоя сопрягаемых
деталей на качество НВМ
1.4. Технологические резервы повышения качества поверхностного слоя
сопрягаемых деталей НВМ
1.5. Влияние глубины упрочненного слоя на эксплуатационные свойства деталей НВМ
1.6. Цель и этапы исследования
Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
СОПРЯГАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ НВМ
2.1. Метод расчета напряженного состояния деталей НВМ
2.2. Расчет напряжений, вызванных деформациями винта
2.3. Координаты точек контакта и распределение нагрузки
2.4. Расчет поправок, учитывающих влияние податливости опор
на напряженное состояние тела винта
2.5. Расчет напряженного состояния витков деталей НВМ
2.6. Расчет напряжений, вызванных контактными деформациями
2.7. Перевод значений, рассчитанных в дополнительных системах
координат, в основную систему координат
2.8. Использование критерия интенсивности напряжений в расчетах НВМ на
нагрузочную способность, долговечность, статическую и усталостную прочность
2.9. Алгоритм расчета интенсивности напряжений, коэффициентов запаса
усталостной прочности, контактной выносливости, долговечности и предъявление системы требований к несущему слою
Выводы

Лист
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОПРЯЖЕНИЯ
НА НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
3.1. Разработка системы безразмерных параметров, позволяющих провести
качественный анализ напряженного состояния
3.2. Оценка величины сил, действующих в пятне контакта
3.3. Напряженное состояние первой области ходового винта эксцентрикового НВМ
3.4. Напряженное состояние первой области ходового винта РВП
3.5. Оценка величины коэффициентов концентрации напряжений
3.6. Оценка величины коэффициентов, учитывающих влияние податливости
опор на напряженное состояние тела винта
3.7. Оценка напряжений, вызванных деформациями витка
3.8. Оценка величины контактных напряжений
3.9. Общая оценка напряженного состояния наиболее нагруженных
областей ходовых винтов НВМ
3.10. Экспериментальное исследование напряженного состояния винтовых поверхностей
Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЗЬБОНАКАТНЫХ ПРОЦЕССОВ
4.1. Классификация способов формообразования винтовых поверхностей
4.2. Анализ технологических возможностей способов формообразования
резьбы
4.3. Параметры обработки, определяющие качество поверхностного слоя
накатанной резьбы
4.4. Способы создания рабочего давления в очаге деформации
при накатывании резьбы
4.5. Расчет площади пятна контакта инструмента и заготовки
4.6. Выбор рабочего давления и величины радиального обжатия
4.7. Расчет профиля и параметров силового нагружения инструмента
4.8. Экспериментальные исследования накатывания резьбы
Выводы

Лист
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ
5.1. Характеристика и технологические возможности способов
поверхностного упрочнения
5.2. Классификация способов подвода энергии удара в очаг деформации
5.3. Модель СИО и расчет динамической составляющей нагрузки
5.4. Аналитическое исследование формы импульса, генерируемого при СИО
5.5. Экспериментальное исследование формы ударного импульса
5.6. Влияние параметров СИО на степень деформации и степень
упрочнения обрабатываемого материала
5.7. Конструкция гидропневматического генератора импульсов
5.8. Качество поверхностного слоя, упрочненного СИО
Выводы
6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ДЕФОРМАЦИОННЫМ УПРОЧНЕНИЕМ
6.1. Повышение контактной выносливости ходовых резьб деталей НВМ
поверхностным деформационным упрочнением
6.2. Рекомендуемые маршруты обработки ходовых винтов и расчет
технико-экономических показателей
6.3. Повышение эффективности производства деталей накатыванием
резьб инструментом с новой геометрией
6.4. Упрочнение деталей статико-импульсной обработкой
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Напряжения в теле ходового винта эксцентрикового НВМ
Приложение 2. Напряжения в теле ходового винта РВП
Приложение 3. Напряжения, вызванные деформацией витка резьбы
Приложение 4. Комплексная оценка эквивалентных напряжений
Приложение 5. Картины изохром
Приложение 6. Методика обработки экспериментальных данных
Приложение 7. Акты внедрения

1.4. Технологические резервы повышения качества поверхностного слоя сопрягаемых деталей НВМ
Надежность, качество и себестоимость НВМ во многом определяются технологией изготовления и упрочнения несущих поверхностей сопрягаемых деталей. В процессе изготовления достигается не только требуемая геометрическая точность, но и закладываются параметры качества несущих поверхностей сопрягаемых деталей передачи: микрогеометрия, напряженное состояние и микротвердость.
В конструкторской документации закладываются требования к точности, шероховатости и твердости, но не к напряженно-деформированному состоянию рабочих поверхностей. Несущая способность поверхностей, имеющих аналогичную твердость и одинаковые характеристики Ra и Rmax, но обработанных различными методами, разная вследствие различной высоты сглаживания микронеровностей, различия физико-механических характеристик несущего слоя [15, 47, 153].
Стремление к улучшению показателей качества НВМ за счет дальнейшего ужесточения требований к точности геометрических параметров сопрягаемых резьб малоэффективно, так как приводит к существенному росту технологических трудностей и затрат на изготовление. Для повышения жесткости и долговечности РВП необходимо использование таких методов обработки резьбы, которые позволяют обеспечить не только требуемую геометрическую точность, но и заданные параметры качества поверхностного слоя, а также способствуют уменьшению рассеивания погрешностей геометрических размеров резьбы.
Технология изготовления деталей РВП базируется на опыте изготовления деталей ШВП [24, 119, 150]. Для обеспечения заданных требований в производстве используется традиционная для редукторостроения, подшипниковой промышленности и машиностроения в целом последовательность обработки ответственных деталей, включающая механическую обработку резанием, термическую (ТО) или химикотермическую обработку (ХТО), шлифование.
Действующая технология изготовления ходовых резьб имеет существенные недостатки: высокую трудоемкость и энергоемкость производства и, как следствие, высокую производственную себестоимость изделий. По данным [150] трудоемкость изготовления ходового винта составляет до 70% трудоемкости изготовления ШВП в целом, а трудоемкость обработки резьбы винта - до 60% трудоемкости его изготовления.