Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

Методика расчета на прочность глобоидной червячной передачи

https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-2-84-91

Полный текст:

Аннотация

Червячные передачи находят широкое применение в машиностроении. В последнее время наблюдается заметный интерес к червячным передачам с глобоидным червяком. Для повышения качественных характеристик глобоидных передач совершенствуются их геометрические размеры и параметры, а также технологии производства. Важно также иметь методику расчета на прочность, однако на данный момент она отсутствует, а государственные стандарты охватывают вопрос определения и расчета только геометрии передачи. В связи с этим разработка методики расчета на контактную и изгибную прочность глобоидной червячной передачи остается актуальной. Основными направлениями исследований являются модификация передачи, совершенствование технологий изготовления, исследование картины зацепления, математическое моделирование рабочих поверхностей, трехмерное моделирование и расчет передачи. Расчет на контактную прочность основан на формуле Герца с учетом геометрических особенностей глобоидных червячных передач. Расчет на изгибную прочность зубьев червячного колеса разработан на основе методики расчета косозубых зубчатых колес. Приведены данные о влиянии механических свойств материалов червяка и червячного колеса на контактную прочность передачи. Даны ориентировочные значения расчетных коэффициентов. Отмечено, что коэффициент динамической нагрузки может существенно увеличиться по мере изнашивания рабочих поверхностей передачи. Результаты исследования могут быть использованы для разработки методики проектировочного расчета, а также ее усовершенствования с целью учета влияния износа и рабочей температуры передачи на продолжительность работы.

Об авторах

Алексей Васильевич Суслин
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева (Самарский университет), Самара
Россия

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры основ конструирования машин 



Ильдар Сергеевич Барманов
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева (Самарский университет), Самара
Россия

кандидат технических наук, доцент кафедры основ конструирования машин 



Список литературы

1. Виноградов А.Б. Глобоидная передача с повышенной нагрузочной способностью. Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения, 2004. 263 с.

2. Виноградов А.Б. Технологическое проектирование глобоидной передачи с высокой нагрузочной способностью // Вестник развития науки и образования. 2009. № 5. С. 16–21.

3. Сутягин А.В., Малько Л.С., Трифанов И.В. Модель формирования винтовой поверхности глобоидного червяка ротационным точением принудительно вращаемым многолезвийным инструментом // Фундаментальные исследования. 2014. № 8-4. С. 823–828.

4. Сутягин А.В., Малько Л.С., Трифанов И.В. Повышение эффективности зубообработки глобоидной передачи на основе разработки прогрессивных конструкторско-технологических решений // СТИН. 2015. № 2. С. 20–25.

5. Sutyagin A.V., Mal’ko L.S., Trifanov I.V. More Efficient Machining of Globoid Worm Gears // Russian Engineering Research. 2015. Vol. 35. № 8. P. 623–627. DOI: 10.3103/S1068798X1508016X.

6. Сергеева Е.В., Сутягин А.В., Малько Л.С. Результаты апробации методики экспериментального исследования шероховатости винтовой поверхности при ротационном точении многолезвийным инструментом // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2015. Т. 2. № 11. С. 127–129.

7. Сутягин А.В., Малько Л.С., Трифанов И.В. Влияние технологических режимов на выходные параметры процесса ротационного точения винтовой поверхности глобоидного червяка // Фундаментальные исследования. 2016. № 2-1. С. 99–103.

8. Яценко А.Ю., Сутягин А.В. Испытание на точность станка 5К328А для нарезания глобоидной винтовой поверхности // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2018. Т. 2. № 4. С. 639–641.

9. Sutyagin A.V., Mal’ko L.S., Trifanov I.V. Experience and Outlook for the Development of a Technology for Generation of the Profile of the Meshed Links of a Global Gear Pair by Rotational Turning // Chemical and Petroleum Engineering. 2016. Vol. 51. № 11-12. P. 854–860. DOI: 10.1007/s10556-016-0135-3.

10. Сибирякова Д.П., Малько Л.С. Метрологическое и технологическое обеспечение процесса модернизации червячного редуктора на основе глобоидного червяка типа G1 // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2018. Т. 2. № 4. С. 617–619.

11. Mal'ko L.S., Sutyagin A.V., Trifanov I.V., Zakharova N.V., Sukhanova O.A. Gear Cutting in a Globoid Pair with an Initial Cylindrical Involute Gear // Russian Engineering Research. 2020. Vol. 40. № 12. P. 1087–1090. DOI: 10.3103/S1068798X20120400.

12. Малько Л.С., Сутягин А.В., Трифанов И.В., Захарова Н.В., Суханова О.А. Экспериментальная оценка конструкторско-технологических решений при зубообработке сопряженных звеньев глобоидной передачи с исходным цилиндрическим эвольвентным колесом // СТИН. 2020. № 10. С. 16–21.

13. Федотов Б.Ф., Думилин С.В., Щегольков Н.Н., Беляков В.Н. Совершенствование технологии нарезания модифицированных глобоидных передач с локализованным пятном контакта // Известия МГТУ МАМИ. 2014. Т. 2. № 1. С. 96–99.

14. Рязанов С.А., Решетников М.К. Расчет координат модифицированного профиля производящей поверхности зуборезного инструмента // Геометрия и графика. 2020. Т. 8. № 4. С. 35–46. DOI: 10.12737/2308-4898-2021-8-4-35-46.

15. Seol I.H., Litvin F.L. Computerized Design, Generation and Simulation of Meshing and Contact of Worm-Gear Drives with Improved Geometry // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1996. Vol. 138. № 1-4. P. 73–103.

16. Yu T., Dong K., Wang S., Qian Y. Mesh Analysis and Realization of Gear Honing with Globoid Honing Worms on Gear Hobbing Machine // Applied Mechanics and Materials. 2010. № 37-38. P. 643–647. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.37-38.643.

17. Argyris J., De Donno M., Litvin F.L. Computer Program in Visual Basic Language for Simulation of Meshing and Contact of Gear Drives and Its Application for Design of Worm Gear Drive // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2000. Vol. 189. № 2. P. 595–612.

18. Litvin F.L., Argentieri G., De Donno M., Hawkins M. Computerized Design, Generation and Simulation of Meshing and Contact of Face Worm-Gear Drives // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2000. Vol. 189. № 3. P. 785–801.

19. Kheifetc A.L. Geometrically Accurate Computer 3D Models of Gear Drives and Hob Cutters // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 1098–1106. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.220.

20. Sobolak M., Jagiełowicz P.E. The Methods of Globoid Surface Modeling in CAD // Archives of Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 81. № 2. P. 76–84. DOI: 10.5604/01.3001.0009.7102.

21. Połowniak P., Sobolak M. Mathematical Description of Tooth Flank Surface of Globoidal Worm Gear with Straight Axial Tooth Profile // Open Engineering. 2017. Vol. 7. № 1. P. 407–415. DOI: 10.1515/eng-2017-0047.

22. Połowniak P., Sobolak M., Marciniec A. Double Enveloping Worm Gear Modelling Using CAD Environment // Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences. 2021. Vol. 69. № 2. Article number e136736. DOI: 10.24425/bpasts.2021.136736.

23. Popa D., Popa C.M. The Generation of the Worm and Wheel Gears in a CAD Soft // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 564. № 1. Article number 012064. DOI: 10.1088/1757-899X/564/1/012064.

24. Starzhinsky V.E., Shil’ko S.V., Shalobaev E.V., Kapelevich A.L., Algin V.B., Petrokovets E.M. Classification of Gear Pairs with Fixed Axes. Review // Mechanisms and Machine Science. 2021. Vol. 101. P. 85–106. DOI: 10.1007/978-3-030-73022-2_4.

25. Мушкин О.В., Николаева Н.Д., Труханов В.М. Исследование существующих методов автоматизированного расчета червячных редукторов и разработка САПР червячного редуктора // Научное обозрение. Технические науки. 2016. № 3. С. 72–74.

26. Матушкин О.П. Оптимизация параметров проектируемой червячной передачи // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов наука и образование. 2014. Т. 1. № 12. С. 114–115.

27. Васильков Д.В., Александров А.С., Голикова В.В. Потери на трение в элементах механических систем привода металлорежущих станков // Системный анализ и аналитика. 2020. № 1. С. 25–35.

28. Павлов В.Г., Попов П.К., Селиверстов Е.Ю., Семидоцкий Н.В. Ресурс работы червячной передачи по условию предельно допустимого износа // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2007. № 5. С. 21–25.

29. Анферов В.Н., Зайцев А.В. К расчету зубчатых и червячных передач при переменных режимах нагружения // Вестник сибирского государственного университета путей сообщения. 2016. № 4. С. 40–46.

30. Андриенко Л.А., Вязников В.А. Влияние изнашивания на динамические нагрузки в червячной передаче // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2011. № 9. С. 18–22.


Рецензия

Для цитирования:


Суслин А.В., Барманов И.С. Методика расчета на прочность глобоидной червячной передачи. Frontier Materials & Technologies. 2022;(2):84-91. https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-2-84-91

For citation:


Suslin A.V., Barmanov I.S. The technique for calculating the strength of a globoid worm gear. Frontier Materials & Technologies. 2022;(2):84-91. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-2-84-91

Просмотров: 50


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)