Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,757

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Сулейменов Т.Б. 1 Балабаев О.Т. 2 Саржанов Д.К. 1 Саденова Ш.М. 1 Жакупов Т.М. 1
1 Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
2 Карагандинский государственный технический университет
В данной статье представлены результаты работ, выполненные авторами по исследованию нагруженности конических зубчатых передач. Исследование исполнены в программной среде SolidWorks и имеют серьезное прикладное значение, что, несомненно, будет интересно для инженерно-технических и научных работников, занимающихся исследованиями в области конических зубчатых передач транспортной техники.
исследование нагруженности
компьютерный инженерный анализ
конические зубчатые передачи
механические передачи
1. Лопатин Б.А., Цуканов О.Н. Цилиндро-конические зубчатые передачи // Международный журнал экспериментального образования. – 2012. – № 11. – С. 34–36.
2. Балабаев О.Т. Экспериментальные методы моделирования транспортной техники: УМКДП. – Астана: ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2014. – С. 60.

Зубчатые передачи являются составной частью транспортной техники, и способны передавать большие мощности, работать при высоких скоростях и обеспечивать высокую кинематическую точность. В сравнении с другими механическими передачами зубчатые передачи имеют меньшую массу и стоимость. Наибольшее распространение получили конические зубчатые передачи (КЗП) [1].

В связи со сложной геометрией профилей зубьев КЗП использование традиционных методов для их расчета и анализа требует значительных временных затрат и затрудняет выбор требуемых геометрических параметров передач. Многочисленные исследования в области определения рациональных конструктивных параметров КЗП показывают, что получаемые расчетные значения существенно отличаются от фактических напряжений в КЗП эксплуатируемых в транспортной технике. Во многом, это объясняется сложностью проведения обследования работающих КЗП, вследствие их труднодоступности и практически непрерывной работы. Условия работы КЗП разнообразны, это оказывает существенное влияние на требования к выбору конструктивных параметров основных элементов. В связи с этим, исследования позволяющие определять их рациональные параметры с достаточным запасом прочности, является достаточно актуальной задачей, в значительной степени, повышающей безотказную работу КЗП в условиях эксплуатации.

В 2014 году на кафедрах «Транспорт, транспортная техника и технологии» Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева (г. Астана) и «Промышленный транспорт» Карагандинского государственного технического университета (г. Караганда), выполнена работа по исследованию нагруженности КЗП. В работе при проведении исследований были использованы инструменты компьютерного инженерного анализа.

Сегодня для создания и выпуска на рынок конкурентоспособного изделия необходимо придать ему высокие потребительские качества. Для этого требуется оценить, как поведет себя будущее изделие в реальных условиях эксплуатации. Проведение испытаний на прототипах – это достаточно трудоемкое и дорогое занятие. Убедиться в работоспособности изделия, не прибегая к большим затратам времени и средств, позволит использование инструментов компьютерного инженерного анализа для решения конструкторских задач и расчета технологических процессов [2].

Одним из таких программных продуктов является SolidWorks – программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения. Работает в среде Microsoft Windows. Разработан компанией SolidWorks Corporation, ныне являющейся независимым подразделением компании Dassault Systemes (Франция). Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам, как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER. Решаемые задачи SolidWorks при конструкторской подготовки производства (КПП): 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учётом специфики изготовления; создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ-м; промышленный дизайн; реверсивный инжиниринг; проектирование коммуникаций; инженерный анализ; экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования [2].

Алгоритм проведения исследования в SolidWorks «Simulation», включает следующие основные этапы:

– моделирование первого элемента КЗП;

– моделирование второго элемента КЗП;

– моделирование соединения элементов КЗП;

– задание исходных требований (табл. 1);

– проведение исследования КЗП в SolidWorks «Simulation».

Результаты исследования КЗП в SolidWorks «Simulation» представлены в табл. 2.

Таблица 1

Исходные требования

Структура

Изображение

Информация

Структура

pic_15.tif

Объект:

2 частей

Вид:

Геометрический

Название нагрузки

Изображение

Информация

Исследование 1

pic_16.tif

Объект: 3 шт

Значение: 22000

Единицы: psi

Исследование 2

pic_17.tif

Объект: 3 шт

Значение: 40000

Единицы: psi

Исследование 3

pic_18.tif

Объект: 3 шт

Значение: 600000

Единицы: psi

Исследование 1

Компоненты

X

Y

Z

Результат

Сила реакции (N)

–3250.46

2883.32

–292.55

4354.84

Исследование 2

Компоненты

X

Y

Z

Результат

Сила реакции (N)

–5909.93

5242.4

–531.91

7917.89

Исследование 3

Компоненты

X

Y

Z

Результат

Сила реакции (N)

–88648.9

78636

–7978.64

118768

Таблица 2

Результаты исследования КЗП в SolidWorks «Simulation»

Названия

Тип

Наименьший показатель

Наибольший показатель

1

2

3

4

Исследование 1

Давление 1

VON: von Mises Давление

0 N/m^2

Узел: 11539

4.18646e + 008 N/m^2

Узел: 10084

Объем 1

URES: Resultant Объем

0 mm

Узел: 1

0.00900613 mm

Узел: 562

Нагрузка 1

ESTRN: Нагрузка

0

Элемент: 7006

0.00122414

Элемент: 5229

pic_19.tif

Исследование 2

Давление 2

VON: von Mises Stress

0 N/m^2

Узел: 11539

7.61174e + 008 N/m^2

Узел: 10084

Объем 2

URES: Resultant Объема

0 mm

Узел: 1

0.0163748 mm

Узел: 562

Нагрузка 2

ESTRN: Equivalent Нагрузка

0

Элемент: 7006

0.0022257

Элемент: 5229

pic_20.tif

Исследование 3

Давление 3

VON: von Mises Stress

0 N/m^2

Узел: 11539

1.14176e + 010 N/m^2

Узел: 10084

Объем 3

URES: Resultant Displacement

0 mm

Узел: 1

0.0130998 mm

Узел: 562

Нагрузка 3

ESTRN: Equivalent Нагрузка

0

Элемент: 7006

0.00178056

Элемент: 5229

pic_21.tif

Таким образом, исследования выполняемые в программной среде SolidWorks, на наш взгляд, имеют серьезное прикладное значение, что, несомненно будет интересно для инженерно-технических и научных работников, занимающихся исследованиями в области конических зубчатых передач.


Библиографическая ссылка

Сулейменов Т.Б., Балабаев О.Т., Саржанов Д.К., Саденова Ш.М., Жакупов Т.М. ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 11-3. – С. 370-373;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=8427 (дата обращения: 24.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074