раздел 2; 3400122 87871841 (825-2), Н/З 170 - 487; Н.88.2.097; Н.89.2.30; Н.91.2.004; в качестве ответственного исполнителя тем: Н.92.1.3.008; Н.2002.1.3.033; Н.2005.1.2.004; с ВНУ им. В. Даля, Н.2006.1.3.003.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - создание высоконагруженных передач с ГЗ и ПТК, обеспечивающих повышение эксплуатационных показателей и технического уровня редукторов тяжёлого машиностроения в широком диапазоне передаточных отношений.
Осуществление этой цели достигается путем решения следующих задач:
- исследование вопросов современного развития приводной техники и выбор перспективных направлений совершенствования высоконагруженных механических передач;
- разработка теории геометрического анализа и синтеза зацеплений высоконагруженных механических передач с ГЗ и ПТК;
- разработка математических моделей кинематического и силового анализа высших кинематических пар;
- разработка методик оценки напряженно - деформированного состояния (НДС) несущих элементов высоконагруженных передач с ГЗ и ПТК;
- решение контактной задачи выпукло - вогнутых поверхностей тел близкой кривизны;
- определение к.п.д. высоконагруженных механических передач с ГЗ и ПТК;
- подтверждение адекватности математических моделей результатами экспериментальных исследований и промышленных испытаний
Объект исследования - процессы, протекающие при упругом взаимодействии несущих элементов высоконагруженных ВЗП и ПП.
Предмет исследования - функциональная взаимосвязь геометрических, кинематических, силовых и прочностных показателей, определяющих технико - эксплуатационные характеристики высоконагруженных механических передач с ГЗ и ПТК.
Методы исследований. Методы математического моделирования и математического анализа использованы при разработке математической модели качения жесткого диска по гибкому колесу. Теория инженерного эксперимента, подобия, размерностей, методы моделирования и тензометрии использованы при моделировании процесса взаимодействия зубьев, исследовании распределения нагрузки в зацеплении, определении осевых сил и энергетических потерь в ВЗП. Методами скоростной киносъемки и тензометрии определялось число зубьев в зацеплении. Теория зубчатого зацепления применена в процессе геометрического синтеза зацепления и устранении интерференции. Задачи НДС гибкого колеса, дисков, кругового зуба, контактной задачи - решены методами теории упругости.
Совокупность теоретических и экспериментальных методов исследования позволила установить адекватность разработанных математических моделей исследуемым процессам. Погрешность результатов не превышает 2?8 %.
Научная новизна полученных результатов. Разработаны научно - теоретические основы создания высоконагруженных механических передач с ГЗ и ПТК, обеспечивающих эффективную работу и высокие технические показатели редукторов тяжёлого машиностроения в широком диапазоне передаточных отношений. При этом впервые:
1. Предложены новые теоретические подходы к моделированию процессов протекающих при упругом взаимодействии несущих элементов высоконагруженных ВЗП:
а) построена обобщенная математическая модель, учитывающая упругое взаимодействие зубьев. Полученные на основе модели результаты позволили: установить зависимость распределения нагрузкипо длине зуба от фазы генератора волн ; определить зоны интерференции и условия проскока зубьев; определить энергетические потери в зубчатом зацеплении крупногабаритных ВЗП;
б) с учётом конструктивных особенностей, кинематических и силовых факторов разработана математическая модель качения диска по краю оболочки, реализация которой позволила: определить энергетические потери в области генератора волн; установить причины возникновения и величину осевых сил .
2. Разработана теория геометрического синтеза кругового зубчатого зацепления с ПТК, где сопряжённые звенья не связаны взаимоогибанием рабочих профилей. Апробация этой теории позволила:
а) компенсировать флуктуации передаточного отношения радиальной податливостью упругих роликов и многопарностью зацепления;
б) определить границы существования зубчатого зацепления, где области отсутствия интерференции зубьев представлены зависимостями в форме неравенств
в) определить величину начального зазора в зацеплении в соответствии с равенством
г) получить аналитические зависимости к.п.д. в зубчатом зацеплении и механизме параллельных кривошипов от геометрических параметров передач с ПТК.
3. Получили дальнейшее развитие методы решения контактных задач теории упругости выпукло - вогнутых тел близкой кривизны. Это позволило:
а) уточнить распределение компонент тензора контактных напряжений в массиве зуба, в том числе на его граничных поверхностях;
б) получить решения обратной задачи о контактном взаимодействии упругих тел для различной толщины стенки полого цилиндра;
в) построить эпюры контактных напряжений в сечениях зуба и ролика для различных соотношений параметров контактирующих поверхностей.
г) установить зависимость углов , определяющих ширину площадки контакта, от максимальных давлений .
4. Получены новые результаты решения задач оценки НДС гибкого колеса и дисков генератора волн, учитывающие функциональную взаимосвязь геометрических, силовых и прочностных показателей ВЗП, что позволило:
а) уточнить нагрузки в зубчатом зацеплении;
б) повысить точность полученного решения на 25 ? 30 %.
5. Предложено теоретическое решение задачи оценки НДС круговых зубьев с аппроксимацией контуров расчетных моделей координатными линиями биполярной системы координат. Это позволило:
а) упростить вывод уравнений теории упругости;
б) учесть распределение нагрузки по профилю зуба;
в) повысить точность решения граничной задачи прочностного расчета зуба на 20 ... 25 %.
Практическое значение полученных результатов. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований, разработаны практическ
- Киев+380960830922