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  | 
			
			 
			  | 
			
			 Объект: 2 частей Вид: Геометрический  | 
		||||
| 
			 Название нагрузки  | 
			
			 Изображение  | 
			
			 Информация  | 
		||||
| 
			 Исследование 1  | 
			
			 
			  | 
			
			 Объект: 3 шт  | 
		||||
| 
			 Значение: 22000  | 
		||||||
| 
			 Единицы: psi  | 
		||||||
| 
			 Исследование 2  | 
			
			 
			  | 
			
			 Объект: 3 шт  | 
		||||
| 
			 Значение: 40000  | 
		||||||
| 
			 Единицы: psi  | 
		||||||
| 
			 Исследование 3  | 
			
			 
			  | 
			
			 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  | 
		||
| 
			 
			  | 
		|||||
| 
			 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  | 
		||
| 
			 
			  | 
		|||||
| 
			 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  | 
		||
| 
			 
			  | 
		|||||
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: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=8427 (дата обращения: 04.11.2025).

