Напряженное состояние тяжелонагруженных открытых зубчатых передач при неполном контакте зубьев

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

Б.В.Виноградов, д-р техн. наук, проф., Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет», г. Днепропетровск, Украина, е-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; dafedin@mail.ru

Д.А.Федин, канд. техн. наук, доц., Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет», г. Днепропетровск, Украина, е-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; dafedin@mail.ru

Abstract:

Цель. Разработка методики расчета жесткости пары зубьев при однопарном зацеплении зубчатых колес методом конечных элементов и применение ее для оценки жесткости зацепления открытых зубчатых передач барабанных мельниц.

Методика. Расчет напряженно-деформированного состояния осуществляется методом конечных элементов. На первом этапе формируется расчетная схема задачи. На основании основных геометрических параметров и чертежей производится построение трехмерной геометрической модели зубчатой передачи. Задаются физические свойства конструкционных материалов. Геометрическая модель разбивается на конечные элементы. Задаются граничные условия, обеспечивающие кинематическую неизменяемость модели, и условия контакта рабочих поверхностей зубьев. Задается внешняя нагрузка в виде крутящего момента, приложенного к посадочной поверхности шестерни. Производится численное решение уравнений равновесия. Определяется минимальное перемещение вдоль контактной линии зубьев. Рассчитывается жесткость пары зубьев.

Результаты. Статья посвящена разработке методики расчета жесткости открытых зубчатых передач барабанных мельниц. Исследовано современное состояние вопроса о расчете жесткости зубчатых передач. Особое внимание уделено недостаткам существующих стандартов применительно к крупногабаритным зубчатым передачам. Показаны преимущества метода конечных элементов при расчете деформированного состояния элементов зубчатой передачи. Представлен алгоритм и методика расчета жесткости зубчатых передач с помощью метода конечных элементов, осуществлено обоснование геометрической модели и расчетной схемы. Алгоритм расчета включает построение геометрической модели передачи, задание механических свойств конструкционных материалов, разбиение геометрической модели на конечные элементы, расчет перемещений и жесткости зацепления. Произведено сравнение результатов расчета жесткости зубчатой передачи барабанной мельницы МШРГУ 4500  6000 по разработанной методике, стандартной методике и результатов экспериментального исследования. Установлено значительное расхождение результатов стандартной методики и результатов экспериментов. Показано, что разработанная методика дает более точную оценку жесткости благодаря более полному учету конструктивных особенностей венца.

Научная новизна. Установлено существенное влияние конструкции центрального диска венца на прочность зуба при изгибе. Установлено, что при неполном контакте зубьев нагрузка распределяется линейно вдоль теоретической линии контакта зубьев.

Практическая значимость. Разработан алгоритм методики расчета прочности зуба на изгиб открытых зубчатых передач барабанных мельниц методом конечных элементов. Получена количественная оценка изгибной прочности зуба открытой зубчатой передачи барабанной мельницы МШРГУ 4500х6000.

 

Список літератури / References:

1. Lin T.J., Ou H., Li R.F., 2007. A finite element method for 3D static and dynamic contact/impact analysis of gear drives. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, No. 196, pp. 1716–28.

2. Vinogradov, B.V., 2014. The irregularity of the load distribution by the contact line of the tumbling mill open gearing. Scientific Bulletin of National Mining University, No. 5, pp. 33–38.

Виноградов Б.В. Неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий открытых зубчатых передач барабанных мельниц / Б.В.Виноградов // Науковий вісник НГУ. – 2014. – № 5. – С. 33–38.

3. International Standard Organization, 2006. Standard ISO6336–1, Calculation of Load Capacity of Spur and Helical Gears, Part 1. Geneva.

4. Hui Ma, Rongze Song, Xu Pang, Bangchun Wen., 2014. Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears. Engineering Failure Analysis, No. 44, pp. 179–194.

5. Niels Leergaard Pedersen, Martin Felix Jorgensen, 2014. On gear tooth stiffness evaluation. Computers and Structures, No. 135, pp. 109–117.

6. Jose I. Pedrero, Miguel Pleguezuelos, Mariano Artes, Juan A. Antona, 2010. Load distribution model along the line of contact for involute external gears. Mechanism and Machine Theory, No. 45, pp. 780–794.

7. Hui Ma, Rongze Song, Xu Pang, BangchunWen, 2014. Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears. Engineering Failure Analysis, No. 44, pp. 179–194.

8. Marunić, Gordana, 2006. Comparison of Solid Spur Gear Face Load Factors. Proc. of the 16th European Conference of Fracture “Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures”, Dordrecht, Springer, pp. 1229–1230.

9. Hui Ma, Rongze Song, Xu Pang, Bangchun Wen, 2014. Time-varying mesh stiffness calculation of cracked spur gears. Engineering Failure Analysis, No. 44, pp. 179–194.

10. Vinogradov, B.V., Sladkovskiy S.A., 2001. The stress state of the tumbling mill open gearing. Metallurgical and Mining Industry, No. 3, pp. 63–65.

 

Виноградов Б.В. Напряженное состояние зубьев открытых передач барабанных мельниц / Б.В.Виноградов, Ю.А.Сладковский // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2001. – №3. – С. 63–65.

Files:
03_2016_Vinogradov
Date 2016-07-29 Filesize 586.71 KB Download 374

Следующие статьи из текущего раздела:

Посетители

3312095
Сегодня
За месяц
Всего
175
8319
3312095

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2016 Содержание №3 2016 Геотехническая и горная механика, машиностроение Напряженное состояние тяжелонагруженных открытых зубчатых передач при неполном контакте зубьев