Программный комплекс для расчета прямозубых конических передач с локализованным контактом

Авторы

  • Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва
  • ОАО «Электростальский завод тяжелого машиностроения», г. Электросталь
  • Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-3-77-84

Ключевые слова:

программный комплекс, задача условной оптимизации, контактное давление, прямозубая коническая передача

Аннотация

Разработан программный комплекс для проектирования прямозубых конических передач с локализованным контактом. Предложена методика построения 3D-моделей активных поверхностей зубьев, обеспечивающая получение требуемой локализации контакта. Одно из колес передачи выполнено с эвольвентными прямыми зубьями. Выбор боковых поверхностей зубьев сопряженного колеса для реализации локализованного контакта осуществляется на основе решения задачи условной оптимизации. Представлен алгоритм оценки характеристик зацепления и контакта в модифицированной передаче. Целевой функцией, подлежащей минимизации, является максимальное контактное давление в период работы одной пары зубьев. Варьируемыми являются параметры синтеза, определяющие положение центра локализованного пятна контакта и его размеры. Ограничением при решении задачи выступает предотвращение кромочного контакта. Предложен итерационный эвристический алгоритм для решения задачи минимизации целевой функции. В начале работы алгоритма выбирается начальная точка. На каждой итерации с некоторым шагом рассчитываются несколько точек кандидатов для следующего начального приближения. Переход совершается в ту точку с наименьшим значением целевой функции, где отсутствует кромочный контакт. При невозможности перехода уменьшается шаг для расчета точек-кандидатов. Алгоритм завершает работу при невозможности найти подходящую точку или слишком малом шаге. Дан пример расчета.

Библиографические ссылки

Сегаль М. Г. Влияние погрешностей на условия контакта пространственной зубчатой передачи // Машиноведение. 1975. № 5. С. 49–54.

Litvin F.L. Development of Gear Technology and Theory of Gearing. NASA Reference Publication 1406, ARL-TR-1500, 1998, 124 p.

Лагутин С. А., Долотов С. В. Технологический синтез червячных передач с локализованным контактом // Вестник машиностроения. 2005. № 4. С. 10–14.

Baxter M.L. Basic Geometry and Tooth Contact of Hypoid Gears // Industrial Mathematics, 1961. Vol. 11. Part 2. Рp.19-42.

Литвин Ф. Л. Теория зубчатых зацеплений. М. : Наука, 1968. 584 с.

Лопато Г. А., Кабатов Н. Ф., Сегаль М. Г. Конические и гипоидные передачи с круговыми зубьями. М. : Машиностроение, 1977. 423 с.

Шевелева Г. И. Теория формообразования и контакта движущихся тел : монография. М. : Станкин, 1999. 494 с.

Сызранцев В. Н., Ратманов Э. В., Котликова В. Я. Оценка возможности изготовления конических и гипоидных пар в условиях жестких технологических ограничений // Техника машиностроения. 2001. № 2. С. 52–56.

Medvedev V.I., Volkov A.E. Synthesis of Spiral Bevel Gear Transmissions with a Small Shaft Angle // Journal of Mechanical Design, 2007. Vol. 129, no. 9. Pp. 949-959.

Lagutin S.A. Predesigned Function of Transmission Errors for Double Modified Helical Gearing // Proc. 9-th Nat. Congr. Theor. Appl. Mech. Vol. 1, Varna, Bulgaria, 2001. Pp. 253-261.

Колчин Н. И. Аналитический расчет плоских и пространственных зацеплений (с приложением к профилированию режущего инструмента и расчету погрешностей в зацеплениях). М. ; Л. : Машгиз, 1949. С. 19–95.

Волков А. Э., Медведев В. И., Бирюков С. С. Построение поверхности отштампованного прямого зуба конического колеса с учетом припуска под финишную обработку // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. № 10. С. 25–31.

Волков А. Э., Медведев В. И., Бирюков С. С. Алгоритмы синтеза и анализа зацепления эвольвентных прямозубых конических колес с локализованным контактом // Вестник МГТУ «Станкин». 2019. № 1 (48). С. 98–105.

Шевелева Г. И., Волков А. Э., Медведев В. И. Алгоритм геометрокинематического анализа зацепления зубчатых колес // Вестник машиностроения. 2004. № 8.

Волков А. Э., Медведев В. И. Прочностной расчет спирально-конических зубчатых передач // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2006. № 3. С. 44–50.

Medvedev V. I., Matveenkov D. S., Volkov A. E. Reduction of Contact and Bending Stresses in the Bevel Gear Teeth While Maintaining the Same Overall Dimensions // «Advanced in Mechanical Engineering», Lecture Notes in Mechanical Engineering 51, Springer Nature Switzerland AG, 2019, pp. 35-52.

Опубликован

2020-11-17

Выпуск

Раздел

Статьи