Науковий вісник НГУ

Напружений стан важконавантажених відкритих зубчастих передач при неповному контакті зубів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 04 серпня 2016

Опубліковано: 04 серпня 2016

Перегляди: 3628

Authors:

Б.В.Виноградов, д-р техн. наук, проф., Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д.О.Федін, канд. техн. наук, доц., Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Розробка методики розрахунку максимальної жорсткості пари зубів при однопарному зачепленні зубчастих коліс методом кінцевих елементів та її використання для оцінки жорсткості зачеплення відкритих зубчастих передач барабанних млинів.

Методика. Розрахунок напружено-деформованого стану здійснюється методом кінцевих елементів. На першому етапі формується розрахункова схема задачі. На базі геометричних параметрів та креслень здійснюється побудування тривимірної геометричної моделі зубчастого зачеплення. Задаються фізичні характеристики конструкційних матеріалів. Геометрична модель розбивається на кінцеві елементи. Задаються граничні умови, що забезпечують кінематичну незмінність моделі, та умови контакту робочих поверхонь зубів. Задається зовнішнє навантаження у вигляді крутного моменту, що прикладений до шестерні. Здійснюється чисельне розв’язання рівнянь рівноваги. Визначається мінімальне переміщення вздовж контактної лінії зубів. Обчислюється жорсткість пари зубів.

Результати. Стаття присвячена розробці методики розрахунку жорсткості відкритих зубчастих передач барабанних млинів. Досліджено сучасний стан питання про розрахунок жорсткості зубчастих передач. Особливу увагу приділено недолікам існуючих стандартів стосовно великогабаритних зубчастих передач. Показані переваги методу кінцевих елементів при розрахунку деформованого стану елементів зубчастої передачі. Представлено алгоритм і методику розрахунку жорсткості зубчастих передач за допомогою методу кінцевих елементів, здійснено обґрунтування геометричної моделі та розрахункової схеми. Алгоритм розрахунку включає побудову геометричної моделі передачі, завдання механічних властивостей конструкційних матеріалів, розбиття геометричній моделі на кінцеві елементи, розрахунок переміщень і жорсткості зачеплення. Зроблене порівняння результатів розрахунку жорсткості зубчастої передачі барабанної млини МШРГУ 4500 × 6000 за розробленою методикою, стандартною методикою та результатів експериментального дослідження. Встановлено значне розходження результатів стандартної методики та результатів експериментів. Показано, що розроблена методика дає більш точну оцінку жорсткості завдяки повнішому врахуванню конструктивних особливостей вінця.

Наукова новизна. Встановлено істотний вплив конструкції центрального диска вінця на міцність зуба при згинанні. Встановлено, що при неповному контакті зубів навантаження розподіляється лінійно уздовж теоретичної лінії контакту зубів.

Практична значимість. Розроблено алгоритм методики розрахунку жорсткості відкритих зубчастих передач барабанних млинів методом кінцевих елементів. Отримана кількісна оцінка згинальної міцності зуба відкритої зубчастої передачі барабанного млина МШРГУ 4500  6000.

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.

03_2016_Vinogradov
2016-07-29  586.71 KB  770

• Наступна >