Підвищення навантажувальної здатності й надійності зубчастих передач методами оптимізації параметрів евольвентного зачеплення

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.195092

Ключові слова:

кульовий млин, знос зубців, евольвентне зачеплення, модифікація зубців, лінія профілю зубців

Анотація

Великий об’єм гірських порід із вмістом цінних мінералів переробляється на гірничо-збагачувальних комбінатах у Казахстані. Кульові і стрижневі млини використовуються для їх подрібнення і подальшої переробки в м. Балхаш Жезказганської області.

Кульові млини із зубчастими кільцями в барабанах зазнають інтенсивного зносу зубців через важкий режим роботи млина. Тому це вимагає їх частої заміни і тривалого простою млина. Шестерні приводу кульового млина зазнають сильної ударної напруги, що знижує ресурс їхньої роботи і млина загалом через зношування.

У статті представлено дослідження з розробки раціональних параметрів евольвентного зачеплення, спрямованих на підвищення вантажопідйомності редуктора, а також на зменшення габаритних розмірів, шуму і вібрації. Для вирішення поставлених завдань моделюються динамічні процеси, пропонується модифікація зубців, а завдання з проектування початкового контуру сітки вирішується, коли лінія профілю зубця злегка відхиляється від евольвентної кривої його поверхні.

Виявлено кінематичні й динамічні параметри зубчастої передачі, що впливають на зносостійкість зубців, а також визначено вплив вантажопідйомності в умовах стабільного змащення.

Через складність модифікації веденого зубчастого колеса великого діаметру пропонується модифікувати тільки зубці ведучого колеса, як на їхніх верхівках, так і на ніжках

Біографії авторів

Irina Issayeva, Satbayev University Satpayeva str., 22, Almaty, Republic of Kazakhstan, 050013

Doctoral Student

Department of Industrial Engineering

Vitaly Povetkin, Al-Farabi Kazakh National University al-Farabi ave., 71, Almaty, Republic of Kazakhstan, 050040

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Thermal Physics and Technical Physics

Azamat Alpeisov, Satbayev University Satpayeva str., 22, Almaty, Republic of Kazakhstan, 050013

PhD, Associate ProfessorDepartment of Industrial Engineering

Amina Bukayeva, Yessenov University 32 microdistricts, Aktau, Republic of Kazakhstan, 130003

Lecturer

Department of Mechanical Engineering and Transport

Dinara Arinova, М. Auezov South Kazakhstan State University Tauke Khan str., 5, Shymkent, Republic of Kazakhstan, 160012

Senior Lecturer

Department of Mechanics and Mechanical Engineering

Посилання

  1. Bolotovskiy, I. A. (1997). Spravochnik po geometricheskomu raschetu evol'ventnyh zubchatyh i chervyachnyh peredach. Moscow: Mashinostroenie, 448.
  2. Vulgakov, E. B., Dorofeev, B. L. (2002). Komp'yuternoe proektirovanie evol'ventnyh zubchatyh peredach v obobshchayushchih parametrah. Konversiya v mashinostroenii, 6, 148–151.
  3. Kapelevich, A. L., Shekhtman, Y. V. (2009). Tooth Fillet Profile Optimization for Gears with Symmetric and Asymmetric Teeth. Gear Technology, 73–79.
  4. Kapelevich, A. L., Shekhtman, Y. V. (2016). Rating of asymmetric tooth gears. Power transmissing, 40–45.
  5. Zorko, D., Tavčar, J., Duhovnik, J. (2018). The influence of the tooth profile shape on the stress-strain state in the gear. International Scientific Journal «Machines. Technologies. Materials.», 12 (4), 153–156.
  6. Jelaska, D. (2012). Gears and Gear Drives. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9781118392393
  7. Križan, B. (1995). Numerical procedure for obtaining the gears' addendum modification coefficients based on the sliding friction loss minimum. In International Congress "Gear Transmissions".
  8. Klein, B. (1988). Ubertragungseigenschaften von Verzahnungsgeometrien. Technica, 37 (5), 15–24.
  9. Povetkin, V. V., Kerimzhanova, M. F., Isaeva, I. N., Orlova, E. P. (2016). Kachestvo izgotovleniya tyazhelonagruzhennyh zubchatyh peredach i ego vliyanie na iznosostoykost'. Promyshlennost' Kazahstana, 6 (99), 52–54.
  10. Tayts, B. A., Markov, N. N. (1978). Tochnost' i kontrol' zubchatyh peredach. Leningrad: Mashinostroenie, 136.
  11. Timofeev, B. P., Abramchuk, M. V. (2010). Normy tochnosti zubchatyh koles i peredach: nuzhen noviy standart. Standarty i kachestvo, 5, 60–63.
  12. Dorofeev, V. L., Golovanov, V. V., Dorofeev, D. V. (2013). Sistema modelirovaniya "AEROFLANK" & pryamoy sintez iznosostoykih i maloshumnyh zubchatyh peredach. Visnyk NTU "KhPI". Serya: Problemy mekhanichnoho pryvodu, 40 (1013), 40–49.
  13. Tiwari, S. K., Joshi, U. K. (2012). Stress Analysis of mating involute spur gear teeth. International Journal of Engineering Research and Technology, 1 (9).
  14. Unksov, E. P., Dzhonson, U., Kolmogorov, V. L. et. al.; Unksov, E. P., Ovchinnikov, A. G. (Ed.) (1983). Teoriya plasticheskih deformatsiy metallov. Moscow: Mashinostroenie, 598.
  15. Shi, J., Gou, X., Zhu, L. (2019). Modeling and analysis of a spur gear pair considering multi-state mesh with time-varying parameters and backlash. Mechanism and Machine Theory, 134, 582–603. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.01.018
  16. Huang, K., Xiong, Y., Wang, T., Chen, Q. (2017). Research on the dynamic response of high-contact-ratio spur gears influenced by surface roughness under EHL condition. Applied Surface Science, 392, 8–18. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.09.009
  17. Karpat, F., Yuce, C., Doğan, O. (2020). Experimental measurement and numerical validation of single tooth stiffness for involute spur gears. Measurement, 150, 107043. doi: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2019.107043
  18. Thirumurugan, R., Gnanasekar, N. (2019). Investigation of the effect of load distribution along the face width and load sharing between the pairs in contact on the fracture parameters of the spur gear tooth with root crack. Engineering Failure Analysis, 97, 518–533. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.051
  19. Artoni, A. (2019). A methodology for simulation-based, multiobjective gear design optimization. Mechanism and Machine Theory, 133, 95–111. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.11.013
  20. Sánchez, M. B., Pleguezuelos, M., Pedrero, J. I. (2019). Influence of profile modifications on meshing stiffness, load sharing, and trasnsmission error of involute spur gears. Mechanism and Machine Theory, 139, 506–525. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.05.014
  21. Luo, Y., Baddour, N., Liang, M. (2019). Dynamical modeling and experimental validation for tooth pitting and spalling in spur gears. Mechanical Systems and Signal Processing, 119, 155–181. doi: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2018.09.027
  22. Dorofeev, V., Dorofeev, D., Zhuravlev, V., Edinovich, A. (2015). The use of the software complex AEROFLANK for calculating the load distribution across the width of the teeth, the deflection of the shafts and of the forces acting on the supports. Progressivnye tehnologii i sistemy mashinostroeniya, 1 (51), 56–62.
  23. Timofeev, B. P., Abramchuk, M. V. (2007). Sravnenie tablichnyh znacheniy parametrov tochnosti zubchatyh koles i peredach v standartah: ISO 1328 i GOST 1643-81. Zubchatye peredachi. Available at: http://tmm.spbstu.ru/9/timofeev-9.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-02-29

Як цитувати

Issayeva, I., Povetkin, V., Alpeisov, A., Bukayeva, A., & Arinova, D. (2020). Підвищення навантажувальної здатності й надійності зубчастих передач методами оптимізації параметрів евольвентного зачеплення. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (103), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.195092

Номер

Том 1 № 7 (103) (2020): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Irina Issayeva, Vitaly Povetkin, Azamat Alpeisov, Amina Bukayeva, Dinara Arinova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.