Научные основы проектирования эксцентриковых механизмов свободного хода повышенной нагрузочной способности

• Автор: Шарков, Олег Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 388 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СИМВОЛЬНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО МЕХАНИЗМАМ СВОБОДНОГО ХОДА

11 Общие сведения о механизмах свободного хода

1.2 Обзор и анализ конструкций механизмов свободного хода

1.2.1 Конструкции механизмов свободного хода фрикционного типа

1.2.2 Конструкции механизмов свободного хода нефрикционного типа

1.2.3 Конструкции эксцентриковых механизмов свободного хода

1.3 Анализ теоретических и экспериментальных исследований по механизмам свободного хода
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА НЕФРИКЦИОННОГО ТИПА
2.1 Общая характеристика эксцентриковых механизмов свободного хода нефрикционного типа
2.2 Основы теории мелкомодульного храпового зацепления для эксцентриковых механизмов свободного хода нефрикционного типа
2.2.1 Определение геометрических параметров профиля мелкомодульных храповых зубьев
2.2.2 Анализ методов изготовления мелкомодульных храповых зубьев
2.2.3 Определение теоретического исходного контура инструментальной рейки для нарезания мелкомодульных храповых зубьев
2.2.4 Определение теоретического исходного контура долбяка для нарезания мелкомодульных храповых зубьев
2.2.5 Определение рационального профиля мелкомодульных храповых зубьев при нарезании инструментальной рейкой

2.2.6 Определение рационального профиля мелкомодульных храповых зубьев при нарезании долбяком
2.2.7 Определение качественных показателей мелкомодульного храпового зацепления
2.2.8 Проектирование исходного контура инструментальной рейки и долбяка
2.3 Нагрузочная способность, прочность и жесткость эксцентриковых механизмов свободного хода нефрикционного типа
2.3.1 Общие положения
2.3.2 Напряженно-деформированное состояние и нагрузочная способность мелкомодульных храповых зубьев
2.3.3 Напряженно-деформированное состояние внешней обоймы эксцентриковых механизмов свободного хода нефрикционного типа
2.3.4 Влияние геометрических параметров внешней обоймы эксцентриковых механизмов свободного хода нефрикционного типа на напряженно-деформированное состояние
3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА ФРИКЦИОННОГО ТИПА
3.1 Общая характеристика эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа
3.2 Триботехнические характеристики эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа в период заклинивания
3.2.1 Анализ обеспечения условия заклинивания эксцентриковых механизмов свободного хода
3.2.2 Определение приведенных коэффициентов трения в контакте рабочих поверхностей эксцентриковых механизмов свободного хода
3.3 Нагрузочная способность, прочность и жесткость эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа
3.3.1 Расчетная модель эксцентрикового кольца
3.3.2 Нагрузочная способность эксцентриковых колец

3.3.3 Напряженно-деформированное состояние эксцентриковых колец
3.3.4 Влияние геометрических параметров эксцентриковых колец на их напряженное состояние
3.3.5 Напряженно-деформированное состояние внешней обоймы эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа
3.3.6 Влияние геометрических параметров внешней обоймы эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа на напряженно-деформированное состояние
3.4....Определение относительного поворота рабочих элементов эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа в период заклинивания
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОЬОДПОГО ХОДА
4.1 Определение показателей надежности эксцентриковых механизмов свободного хода
4.2 Определение характеристик жесткости эксцентриковых механизмов свободного хода
4.2.1 Определение угла относительно поворота элементов эксцентриковых механизмов свободного хода
4.2.2 Определение радиальной деформации элементов эксцентриковых механизмов свободного хода фрикционного типа
4.3 Определение приведенных коэффициентов трения в эксцентриковых механизмах свободного хода фрикционного типа
4.4 Оценка износостойкости эксцентриковых механизмов свободного хода
4.5 Оценка работоспособности эксцентриковых механизмов свободного хода в импульсных приводах машин
4.6 Оценка влияния типа эксцентриковых механизмов свободного хода на кинематическую характеристику импульсных приводов машин
4.7 Определение шумовых характеристик приводов машин с эксцентриковыми механизмами свободного хода

4 освобождается, обойма 1 совместно с кольцом 3 и эксцентриком 2 движутся независимо, при этом клин 4 оказывается все время поджатым к поверхностям кольца 3 и обоймы 1.
К настоящему времени проф. A.A. Благонравовым и другими учеными предложен ряд конструктивных схем таких механизмов [17-21, 39, 132, 227], которые можно считать наиболее совершенными из клиновых МСХ. Согласно принятой классификации рассмотренные механизмы можно отнести к эксцентрико-клиновым.
Принципиальным отличием эксцентрико-клиновых МСХ является то, что заклинивающие элементы располагаются между деталями, относительное вращение которых исключено. Вследствие этого они сближаются, сжимая клин, и обеспечивают заклинивание без относительного скольжения рабочих поверхностей.
Вместе с тем некоторые авторы считают, что конструкция клинового МСХ с дополнительной кинематической связью не имеет существенных преимуществ перед другими конструктивными схемами [71].
Основным достоинством клиновых МСХ является высокая нагрузочная способность за счет контакта рабочих элементов по поверхности [39, 59, 142, 150].
К основным недостаткам клиновых МСХ следует отнести: неравномерность распределения нагрузки по поверхности контакта; сложность изготовления основных элементов механизма; постоянный контакт клиньев и обоймы в период свободного хода; ограничение по частоте включения механизма и др. [39, 59, 132, 142, 150, 259].
Неравномерность распределения нагрузки по поверхности контакта определяется комплексом характерных особенностей клиновых МСХ: рабочие элементы механизма контактируют по криволинейным поверхностям, которые геометрически совпадают только в недеформированном состоянии; положение областей первоначального контакта зависит от точности изготовления элементов и носит случайный характер; между контактирующими поверхностями находятся участки малых начальных зазоров, имеющие порядок упругих деформаций [63].
Впервые задача о неравномерности распределения нагрузки по длине контактирующих элементов была теоретически решена проф. Н.К. Куликовым [142]. Было показано, что для клиновых МСХ со звездочкой прямолинейного профиля