Иващенко А.П. 1
1 Камышинский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО Волгоградский Государственный технический университет
В статье приведены результаты определения напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов вала-шестерни массой чуть более 9 кг как объемной конструкции с учётом пространственного приложения усилий с оценкой статической прочности по относительным эквивалентным напряжениям, которые определялись согласно IV теории прочности с помощью модуля T-Flex CAD Анализ, встроенного в учебную версию программы T-Flex CAD. В основу решения положен известный метод оценки прочности, который подразумевает рассматривание зацепления зубьев как сжатие двух цилиндров по выделенным контактным площадкам. Такие площадки и были выделены при расчете на взаимодействующих боковых поверхностях зубьев шестерни. Общий запас статической прочности шестерни составил 1,162, что больше минимально допустимого 1,1. Максимальные эквивалентные напряжения при расчете статической прочности вала-шестерни в зоне взаимодействующих зубьев шестерни на 25?% меньше, чем максимальные контактные напряжения, которые определяются стандартными методами, приведенными в известной литературе. При моделировании, хоть и использовались идеализирующие условия работы, но, несмотря на это, такой метод оценки статической прочности можно использовать на этапе проектного расчета, так как это позволяет минимизировать ошибки проектирования. Причем использование CAE модулей в расчетах прочности зубчатых передач в дополнение к стандартным методикам, позволяет снизить затраты опытно-конструкторских работ.
0 KB
шестерня
вал-шестерня
оценка статической прочности
метод конечных элементов
T-Flex CAD Анализ
1. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: учебник для студентов высших технических учебных заведений. М.: Абрис, 2013. 407 с.
2. T-Flex CAD. Справка. 2020. [Электронный ресурс]. URL: http://www.tflexcad.ru/help/cad/16/ (дата обращения: 15.10.2020).
3. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1993. 639 с.
4. ГОСТ 21354–87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1993. 130 с.
5. Вельгодская Т.В., Иванов В.В., Гаджиев И.А. Анализ напряженно-деформированного состояния шестерни тягового редуктора локомотива 2ТЭ10Л // Международный научно-исследовательский журнал. 2012. № 5 (5). С. 82–85.
6. Mihailidis A., Korbetis G., Drivakos N., Nerantzis I. Finite Element Method Based Analysis of Planetary Gear Systems Considering Backlash and Manufacturing Deviations. Power Transmission Engineering. June 2018. Р. 46–50.
7. Смагулова А.С., Кияшова А.М. Расчет зубчатых передач с применением конечно-элементного анализа в рамках пакета ANSYS WB // Наука и техника Казахстана. 2018. № 3. С. 39–47.
8. Петренко А.Ф., Бурлакова Д.Е., Савенков В.Н. Напряженное состояние колес зубчатых передач в зоне контакта зубьев // Материалы научной конференции студентов, молодых ученых и преподавателей. 2010. Ч. 1. [Электронный ресурс]. URL: http://masters.donntu.org/2013/fmf/ burlakova/library/2.htm (дата обращения: 15.10.2020).
9. Каратушин С.И., Бильдюк Н.А., Плешанова Ю.А., Бокучава П.Н. Проверочный силовой расчет в ANSYS зубчатого зацепления // Известия высших технических заведений. Машиностроение. 2015. № 3 (660). С. 27–34.
10. KISSsoft. 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://www.kisssoft.com/ru (дата обращения: 15.10.2020).
11. Иващенко А.П., Неумоина Н.Г. Расчет цилиндрических зубчатых передач в среде Microsoft Office // Свидетельство о регистрации программы на ЭВМ. № 2015660682. 2016.
12. T-Flex CAD Анализ. 2020. [Электронный ресурс]. URL: http://www.tflex.ru/products/raschet/analiz/ (дата обращения: 15.10.2020).
Библиографическая ссылка
Иващенко А.П. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ШЕСТЕРНИ, ВХОДЯЩЕЙ В СОСТАВ ВАЛА-ШЕСТЕРНИ // Современные наукоемкие технологии. 2020. № 11-1. С. 31-36;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38294 (дата обращения: 22.06.2026).