Проектирование механизмов подъемно-транспортных машин на основе спироидных передач с учетом теплового режима работы

• Автор: Ковальков, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Основные обозначения

1. Состояние вопроса. Задачи работы

1.1. Основные особенности работы механизмов ПТМ и применяемых в них зубчатых передач

1.2. Предпосылки применения спироидных передач в механизмах ПТМ

1.3. Виды отказов передач червячного класса

1.4. Задачи работы

2. Экспериментальные исследования теплонапряженного состояния спироидных

редукторов
2.1. Анализ существующих конструкций стендов, предназначенных для исследования эксплуатационных показателей передач червячного класса

2.2. Конструкция испытательного стенда

2.3. Программа и методика исследований

2.3.1. Программа натурных исследований спироидных редукторов
2.3.2. Подготовка редукторов к испытаниям и их обкатка
2.3.3. Методика исследований и определения КПД спироидных редукторов
2.4. Исследование температурного состояния редукторов при различных нагруз-

2.5. Исследование распределения температуры по элементам редуктора
Выводы
3. Оценка КПД спироидного зацепления при помощи метода роликовой аналогии
3.1. Обоснование применения метода роликовой аналогии для определения коэффициента трения в спироидном зацеплении
3.2. Расчет параметров узла трения при моделировании
3.3. Конструкция роликового стенда

3.4. Методика проведения экспериментальных исследований и обработки их результатов
3.5. Оценка КПД и коэффициента трения спироидного зацепления по результатам проведенных экспериментов

Выводы
4. Разработка метода теплового расчета спироидных редукторов
4.1. Определение сил в зацеплении спироидной цилиндрической передачи
4.2. Основные положения теплового расчета спироидных редукторов
4.2.1. Коэффициент теплопередачи корпуса спироидного редуктора
4.2.2. КПД спироидного редуктора
Выводы
5. Конструктивные приемы, обеспечивающие снижение потерь мощности в редукторах со спироидными передачами
5.1 Устройства для подачи жидкой смазки в зацепление передачи
5.2 Устройство для подачи твердой смазки в зацепление передачи

Выводы
Заключение
Список литературы

Основные обозначения
а„ - межосевое расстояние передачи;
К - коэффициент теплопередачи корпуса редуктора; у - делительный угол подъёма линии витка червяка; р - приведённый угол трения; т) - коэффициент полезного действия (КПД);
- площадь полной наружной поверхности корпуса редуктора; тп - модуль в нормальном сечении;
Т,(Т2)~ вращающие моменты на валу червяка (колеса) спироидной передачи; 21 - число заходов червяка; г2 - число зубьев колеса;
/- коэффициент трения в зацеплении;
рпр - приведённый радиус кривизны зацепляющихся поверхностей; и12 (и21) ■ передаточное число редуктора; с/; - делительный диаметр червяка;
4,/ - диаметр вершин витков червяка; с?// - диаметр впадин червяка; с/,2 - внутренний диаметр венца колеса; с1е2 - внешний диаметр венца колеса;
*0 - температура окружающего воздуха;
1М - объёмная температура масла в редукторе; и/ (п2) - частота вращения червяка (колеса) передачи;
®/ («2) - угловая скорость червяка (колеса) передачи;
Р1 - подводимая к редуктору мощность;
Рт - термическая мощность редуктора;
Ь] - длина нарезанной части червяка;
Ь2 - ширина зубчатого венца спироидного колеса; а - делительный угол профиля витка червяка в его осевом сечении;
Ху, - коэффициент теплопроводности материала;

Эти методы применяли в разное время для изучения процессов трения и изнашивания Генкин М.Д. [18], Дроздов Ю.Н. [31 - 32], Кудрявцев В.Н. [51], Райко М.В. [66], Соколов И.И. [74], Часовников Л.Д. [82] и другие исследователи.
Роликовая аналогия, представляющая собой метод физического моделирования, базируется на общности физико-механических процессов, происходящих в зоне контакта звеньев передачи и экспериментальных образцов. В этом случае коэффициент трения определяется экспериментально с учетом силовых и геометрокинематических показателей спироидного зацепления, а также применяемых конструкционных и смазочных материалов, твердости и шероховатости контактирующих поверхностей. Имея такие данные, возможно с большей точностью производить расчеты КПД и действующих в передаче сил. Использование метода позволяет повысить производительность исследований, снизить материальные затраты, изучить влияние отдельных параметров на коэффициент трения в зацеплении спироидных передач [8,41].
3.2 Расчет параметров узла трения при моделировании
Основными параметрами моделируемого узла трения являются: нагрузка, приходящаяся на единицу длины линии контакта, окружные скорости звеньев передачи Г/, У2 и скорость скольжения У$, расположение линии контакта по отношению к скорости скольжения и приведённый радиус кривизны р' контактирующих поверхностей. Так как параметры узла трения при физическом моделировании находятся в тесной взаимосвязи с условиями контакта взаимодействующих в зацеплении активных поверхностей зубьев передачи, перед нами стояла задача подобрать схему, наиболее полно моделирующую спироидное зацепление.
В таблице 3.2 приведены схемы узлов трения роликовых машин, применяемых для исследования процесса трения на моделях [8]. Также здесь изложены данные о предпочтительных областях применения (предпочтительные виды передач) тех или иных схем и их недостатки.