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: 03.12.2024).