Влияние податливости опоры на динамику зубчатой передачи

Authors:

Б. В. Виноградов, доктор технических наук, профессор, orcid.org/0000-0002-9600-0739, State Higher Educational Institution “Ukrainian State University of Chemical Technology”, Dnipro, Ukraine, 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.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Д. А. Федин, кандидат  технических  наук, доцент, orcid.org/0000-0001-6037-1178, State Higher Educational Institution “Ukrainian State University of Chemical Technology”, Dnipro, Ukraine, 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.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. В. Ведь, orcid.org/0000-0002-2391-6463, State Higher Educational Institution “Ukrainian State University of Chemical Technology”, Dnipro, Ukraine, 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.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Abstract:

Цель. Разработка модели зубчатой передачи, которая учитывает податливость опоры шестерни, для исследования влияния поперечных колебаний на динамику зубчатой передачи в целом.

Методика. Расчетная схема составлена с помощью метода сосредоточенных параметров.Исследование динамики системы осуществляется методами теории колебаний систем с двумя степенями свободы. С использованием приближенных методов теории колебаний и алгебры определены амплитуды колебаний системы. Результаты численного интегрирования уравнений динамики сопоставляются с экспериментальными данными.

Результаты. Исследовано современное состояние вопроса касательно моделей зубчатых передач, учитывающих взаимное влияние крутильных и поперечных колебаний. С помощью метода сосредоточенных параметров создана расчетная схема для расчета динамики зубчатой передачи на податливой опоре. Исследована амплитудно-частотная характеристика открытой зубчатой передачи барабанной мельницы МШРГУ 4500 × 6000 с учетом податливости вала-шестерни и подшипников. Показано, что крутильные колебания шестерни и поперечные колебания приводного узла имеют взаимное влияние. Модели динамики высоконагруженных зубчатых передач дают значения собственных частот со значительной погрешностью. Определены области возможного силового резонанса в приводном узле открытой зубчатой передачи барабанной мельницы. Определены причины повышенной виброактивности механических систем приводов некоторых мельниц и причины роста виброактивности во время эксплуатации. Показано, что повышение виброактивности приводного узла мельницы вследствие периодического действия сил, действующих с зубчатой частотой, маловероятно. Определены рациональные способы уменьшения виброактивности существующих мельниц за счет смазывания и повышения твердости рабочих поверхностей зубьев шестерен.

Научная новизна. Разработана методика определения резонансных областей зубчатых передач с учетом взаимного влияния крутильных колебаний шестерни и поперечных колебаний опоры шестерни.

Практическая значимость. Определены области возможного силового резонанса в приводном узле открытой зубчатой передачи барабанной мельницы МШРГУ 4500 6000.

References.

1. Shpachuk, V.P. (2016). Effect of mutually amplifying action two coordinate shock loading in problems of dynamics of knots of machines. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, 89-94.

2. Schwibinger, P., & Nordmann, R. (n.d.). Optimization of a Reduced Torsional Model Using a Parameter Identification Procedure. Application of System Identification in Engineering, 525-542. DOI:10.1007/978-3-7091-2628-8_16.

3. Seshendra Kumar Venkat Karri, & Sree Krishna Sundara Siva Rao Bollapragada (2012). Influence of lateral vibrations on the whirling characteristics of gear-pinion rotor system. Journal of Vibration and Control, 18(11), 1624-1630. DOI: 10.1177/1077546311423064.

4. Xue, S., & Howard, I. (2016). Dynamic modelling of flexibly supported gears using iterative convergence of tooth mesh stiffness. Mech. Syst. Signal Process., 1-25. DOI: 10.1016/j.ymssp.2016.04.030.

5. Kurushin, M., Balyakin, V., & Ossiala, V. (2017). Investigation of the dynamics of gear systems with consideration of a pinion support flexibility. Procedia Engineering, 176, 25-36. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.269.

6. Fedin, D.O., & Vinogradov, B.V. (2018). Mechanical system dynamics of tumbling mill drives under steady-state operation. Scientific Journal of Silesian University of Technology, 99, 43-52. DOI: 10.20858/sjsutst.2018.99.4.

7. Timoshenko, S. (n.d.). Vibrations in engineering. Retrieved from http://booksshare.net/books/physics/timoshenko-sp/ 1985/files/kolebaniyavinjenernomdele1985.pdf.

8. Beizelman, R., Tsypkin, B.V., & Perel, L.Ya. (n.d.). Antifriction bearings. Retrieved from https://www.twirpx.com/file/963853/

9. Ma, H., Pang, X., Feng, R., Song, R., & Wen, B. (2015). Fault features analysis of cracked gear considering the effects of the extended tooth contact. Engineering Failure Analysis, 48, 105-120. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2014.11.018.

10. Temis, Y., Kozharinov, E., & Kalinin, D. (2015). Simulation of Gear Systems with Dynamic Analysis. In Materials of The 14^th IFToMM World Congress, Taipei, Taiwan. DOI: 10.6567/IFToMM.14TH.WC.OS6.029.

 повний текст / full article