Разработка методик оценки нагруженности и долговечности передачи с арочными зубьями с новой геометрией

• Автор: Варшавский, Максим Романович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Курган
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ способов формообразования арочных зубьев цилиндрических колес и методов исследования геометрии зацепления
1.2. Методы расчета нагруженности зацепления арочных зубьев
колес цилиндрических передач
2.ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ АРОЧНЫХ ЗУБЬЕВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИХ ЗАЦЕПЛЕНИЯ
2.1.Анализ станочного зацепления
2.1.1. Получение уравнений поверхности арочного зуба
2.1.2. Определение выражений для расчета главных кривизн поверхности арочного зуба
2.2.Определение геометро-кинематических характеристик зацепления в передаче с арочными зубьями
2.2.1. Решение обратной задачи зацепления
2.2.2. Расчет главных приведенных кривизн в зацеплении 2.2.3.Определение функции положения в цилиндрической
передаче с арочными зубьями
2.3. Основные результаты раздела
3. ОЦЕНКА НАГРУЖЕННОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕРЕДАЧ С АРОЧНЫМИ ЗУБЬЯМИ
3.1. Методика определения нагрузки в контакте арочных зубьев цилиндрических колес
3.2. Результаты исследования нагруженности контакта в передаче

с арочными зубьями
3.3. Описание алгоритма и программы расчета долговечности цилиндрической передачи с арочными зубьями
3.4. Основные результаты раздела
4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПР ЯЖЕННО- ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ АРОЧНЫХ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС
4.1. Характеристика метода численного исследования напряженно-деформированного состояния арочных зубьев
4.2. Результаты исследования напряженно-деформированного состояния прямых и арочных зубьев цилиндрических колес
4.3. Основные результаты раздела
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Основой большинства современных машин и механизмов являются цилиндрические зубчатые передачи, в значительной мере определяющие техническое состояние и надежность машин. Наиболее распространены в практике машиностроения цилиндрические передачи с прямыми и косыми зубьями, теоретический контакт в зацеплении которых происходит по линии.
Технология изготовления колес к настоящему времени достигла высокого уровня. Тем не менее, главные поверхности зубьев, полученные в процессе обработки колес, всегда отклоняются от своих номинальных положений, что в совокупности с погрешностями сборки колес в конкретном узле машины возможность реализации линейного характера касания поверхностей зубьев шестерни и колеса практически исключает. Зубчатые колеса, корпусные и другие детали трансмиссий при передаче потока мощности деформируются, что приводит к еще большему взаимному отклонению контактирующих поверхностей зубьев в зацеплении. В реальных условиях эксплуатации машин погрешности положения зубьев колес, вызываемые деформациями деталей, в отличие от технологических погрешностей, не постоянны, они зависят как от величины внешнего крутящего момента, так и от общей деформированности трансмиссии. Непрерывно вырастающая удельная нагруженность машин при ограниченной жесткости деталей, ошибках их изготовления и монтажа, приводит к резкой неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца и недостаточному ресурсу перегруженных участков поверхностей зубьев по критерию контактной выносливости. Концентрация нагрузки по длине контактных линий может являться причиной поломок зубьев, то есть лимитировать изгибную прочность зубьев цилиндрических колес. В большей степени это касается колес с твердыми поверхностями зубьев.
Эффективным путем решения проблемы обеспечения требуемого ресурса высоконагруженных цилиндрических передач энергонасыщенных машин является наделение передач свойствами адаптации к изменяющимся внешним уело-
Продолжение таблицы 2.
Элементы матрицы Акэ АК1 А|Э Дкэ
ац соз(а+ф+Дф) 1 соз(а+ф+Дф)
а12 0 0
313 51п(а+ф+Дф) 0 зт(а+ф+Дф)
а2| 0 0
322 1 1
323 0 0
аз1 -зт(а+ф+Лф) 0 -зт(а+ф+Лф)
аз 2 0 0
Дзз соз(а+ф+Дф) 1 соз(а+ф+Дф)
а[4 зт(ф+Лф)(г+хт) -1о(ф+Лф)-Нсоза -соз(а+ф+Дф)(г0(ф+Дф)+Нсоза)+ зт(ф+Дф)(г+%т)
Э23 0 0
аз4 со;;('ф 1-Д<р )(г+хт) 0 зт(а+ф+Дф)(г0(ф+Дф)+К.соза)+ зт(ф+Дф)(г+хт)