Разработка уточненного метода расчета цилиндрической эвольвентной передачи на прочность на основе решения пространственной задачи теории упругости

• Автор: Борисенков, Валерий Андреевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 259 c. : ил

СОДЕРЖАНИЙ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Напряженно-деформированное состояние зубьев эво.львентных колес

1.2. Распределение нагрузки в- эвольвентном зацеплении

1.3. Методы теории упругости, применяемые для решения

пространственной задачи изгиба зуба

1.4. Постановка задачи

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О НАПРЖЕННО-ДЕТОРМИ-РОВАННОМ СОСТОЯНИИ ЗУБЬЕВ МЕТОДОМ ГРАНИЧНЫХ

КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2*1. Основные, допущения

2.2. Составление системы, уравнений
2.3. Разложение нагрузки на симметричную и антисимметричную
2.4. Напряжения и перемещения в упругом пространстве
2.5. Граничные элементы
2.6. Учет ограниченных размеров зубьев
2.7. Численное решение задачи о действии на зуб сосредоточенной силы
2.8. Выводы по. главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О РАСПРЕДЕЛЕНИИ УДЕЛЬНЫХ КОНТАКТНЫХ НАГРУЗОК В ЭВОЛЬВЕНТНОМ
ЗАЦЕПЛЕНИИ
3.1. Методика, теоретического исследования
3.2. Составление, системы уравнений совместности перемещений

3.3. Решение задачи о распределении нагрузки, в эвальвентнсж зацеплении
3.4. Жесткость эвольвентного зацепления
3*5. Выводы по главе 3
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗУБЬЕВ
4.1. Методика экспериментального исследования
4.2. Экспериментальные, образцы
4.3. Оборудование, аппаратура и приборы для экспериментальных исследований
4.4. Распределение напряжений изгиба у основания прямых
зубьев
4.5. Влияние винтовой формы зуба на его. напряженное состояние
4.6. Влияние формы торца косозубого колеса на напряженное состояние зубьев
4.7. Распределение нагрузки по линиям контакта
4.8. Жесткость эвольвентного зацепления
4.9. Напряженно-деформированное состояние зубьев при заданном законе изменения зазора вдоль контактных линий
4.10. Выводы: по главе 4
5. УТОЧНЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ЗУБЬЯХ ЩЛИНДРИЧЕОКИХ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПЕРЕДАЧ
5.1. Проектировочный расчет .
5.2. Проверочный расчет по программе ZUB3
5.3. Пример расчета зубчатых пар редуктора Ц2У-160
5.4. Выводы по главе 5
6. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Литература
Приложения

В соответствии а решениями ХХУ1 съезда КПСС важнейшей задачей машиностроения является дальнейшее повышение эффективности оборудования путем, увеличения единичных мощностей агрегатов, улучшения качества и надежности. Снижение веса и габаритов, машин при одновременном увеличении долговечности являются важнейшими условиями дальнейшего прогресса в машиностроении. Поэтому повышаются требования к весо-габаритным характеристикам и надежности механических передач.
Важнейшими мероприятиями, направленными: к снижению, габаритов и веса зубчатых передач, являются повышение несущей способности зацепления и использование эффекта многопоточности. Такое повышение: достигается за счет мероприятий, позволяющих увеличить допускаемые контактные и изгибные напряжения, а также использования более рациональной геометрии зацепления. Применение более качественных материалов, использование эффективных упрочнений рабочих поверхностей, приводящих к увеличению их твердости, способствует существенному снижению габаритов и веса.
При использовании улучшенных колес определяющей была контактная прочность. При применении зубчатых колес с повышенной твердостью рабочих поверхностей, удельный вес которых в настоящее время растет, допускаемая нагрузка из расчета на контактную прочность резко повысилась. Возросла вероятность поломок зубьев, вызванных чаще всего неравномерным распределением нагрузки вдоль контактных линий, особое значение при этом приобретает достоверный расчет на излом ввиду возможности внезапного аварийного со-

л о пт(с'а) с**) о-г(с'а)Р(с'а)С?>-0(С,а> /
5 / 2Ц-$Ъ ^ 5 Ptfp » (2.14)
где 7*^ - среднее напряжение направления 7" на элементе от действия в точке поверхности зуба Гили внутри него) исходной единичной силы Р , нагружающей зуб
TzLjt^s>? ~ среднее напряжение направления ~Ь на элементе 5^
от действия в центре элемента единичных сил
направления £ ;
Рг^ * Р^*? - компоненты "фиктивной" нагрузки на элементе I / или ^
- площадь элемента ;
г9 & 1% » <5^ - символы Кронекера.
В результате, при построении решения для симметричного объекта в виде суперпозиции решений от элементарных симметричных и антисимметричных нагрузок, появилась возможность также, как и в / 97 /, ограничиться рассмотрением 1/4 части поверхности зуба, а следовательно, значительно сократить объем вычислений.
2,4. Напряжения и перемещения в упругом пространстве
2.4.1. Сила приложена в некоторой точке бесконечного тела
Пусть область, занятая упругим телом, простирается безгранично по всем направлениям; в начале координат к этому телу приложена сосредоточенная единичная сила Р . Компонентами тензора напряжений в этой системе координат являются девять напряжений