litceysel.ru
добавить свой файл
1 2 ... 5 6

Раздел 6. Машиностроение

Подраздел 6.1. Машиноведение и детали машин



ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОРМОЗЯЩИХ ПРОФИЛЕЙ ВНЕПОЛЮСНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ПЛАНЕТАРНЫХ САМОТОРМОЗЯЩИХСЯ ПЕРЕДАЧ


Руководитель НИР: Тимофеев Г.А.

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Работа представляет собой фундаментальное исследование в области теории механизмов, направленное на снижение массы, габаритов и себестоимости планетарных самотормозящихся редукторов за счёт совершенствования входящих в них передач.

Цель работы – создание планетарных передач нового типа, совмещающих функции передачи движения и автоматического торможения привода после выключения двигателя. Такое решение позволяет получить простую, лёгкую и компактную конструкцию и снизить себестоимость привода за счёт устранения тормоза. Применение таких редукторов особенно эффективно в авиационной промышленности, где проблема снижения массы имеет первостепенное значение.

Проведённое исследование цилиндрических передач показало, что для достижения в них самоторможения нужно использовать зацепления со значительным смещением. Поскольку в прямозубых зацеплениях возможности смещения рабочих участков профилей очень ограничены из-за опасности заострения или подреза зубьев, они заменяются косозубыми или шевронными, для которых допустимые смещения значительно больше. В косозубых передачах величина смещения рабочих участков профилей от полюса определяется в основном разницей углов наклона профилей зубьев, участвующих в зацеплении. Поэтому задача обеспечения самоторможения планетарной передачи в заданном состоянии свелась к определению необходимых для этого углов наклона зубьев во внеполюсных зацеплениях.

Поставленная задача решена для распространённых схем одно-, двух- и трёхвенцовых планетарных передач. Для каждой из схем на основе универсального критерия самоторможения, вытекающего из принципа возможных перемещений, получены условия, при которых данная конструкция становится самотормозящейся. С учётом этих условий на базе известных методик расчёта планетарных передач разработаны методики определения параметров как тормозящих, так и нетормозящих профилей планетарных передач, при которых редуктор в целом приобретает свойство самоторможения.


Установлено, что для всех схем планетарных передач существуют области самоторможения. Разработаны рекомендации по определению оптимальных по различным критериям параметров конструкций внутри областей самоторможения.

Спроектированы, изготовлены и испытаны образцы шевронных передач с тормозящими профилями, включение которых в качестве одной из ступеней в планетарный редуктор делает его самотормозящимся. Испытания подтвердили надёжное самоторможение привода при выключенном двигателе.

Для подготовки этих перспективных передач к промышленному внедрению необходимы их испытания на долговечность и проведение теоретических и экспериментальных исследований по нахождению оптимальных геометрических параметров, обеспечивающих максимальную прочность и износостойкость. Важными практическими задачами являются правильный подбор материалов и обработки контактирующих поверхностей, а также их смазки. Необходимы исследования реальных диапазонов изменения коэффициентов трения в кинематических парах за всё время работы механизма и построение соответствующих законов распределения этих случайных величин.

По результатам работы опубликована монография и подготовлена статья, принятая к печати журналом “Вестник машиностроения”.

Шифр гранта Т00-6.1-675

Публикации

1.Тимофеев Г.А. Панюхин В.В. Анализ критериев самоторможения// Вестник машиностроения. 2002.-№9.- С.3-8

2.Тимофеев Г.А. Панюхин В.В. Цилиндрические передачи инверсного зацепления // Вестник машиностроения. 2002.- № 11.- С.3-8

3. Тимофеев Г.А. Панюхин В.В., Самойлова М.В. Использование тормозящих профилей внеполюсного зацепления для создания высокоэффективных планетарных самотормозящихся передач // Вестник машиностроения (принята к печати).


РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ДИНАМИКИ ЭЛЕМЕНТОВ МАШИН.

Руководитель НИР:
Станкевич А.И.

Московский авиационный институт

Детали многих конструкций и машин должны удовлетворять условию надежности при минимальной стоимости их изготовления, поэтому при их конструировании и расчете на прочность необходимо использовать новые методы расчета.

В работе исследовано современное состояния в области динамики и прочности машин, при этом сделан акцент на построение математических моделей и проведение численных экспериментов по исследованию поведения конструкций в широком диапазоне частот. Расширение частотного диапазона требует учета в расчетной схеме колебаний отдельных конструктивных элементов, что приводит к чрезмерному усложнению математических моделей и затрудняет получение численных результатов не только из-за вычислительных трудностей, но и из-за невозможности получения большого числа исходных данных. Для расширения исследуемого диапазона частот предлагается использовать элементы теории среды сложной структуры, позволяющей определить динамические характеристики конструкции в высоком диапазоне частот.

При выполнении работы с учетом современного состояния теории колебаний выявлена определенная иерархия математических моделей, каждый уровень который может быть использован в зависимости от целей исследования для исследования динамического поведения элементов деталей машин в некотором, достаточно узком диапазоне частот.

Разработан целый класс линейных и нелинейных моделей, основанных на представлениях теории сред сложной структуры и позволяющей оценивать динамические характеристики элементов машин в широком диапазоне частей, включая и акустический диапазон. Поставлен численный эксперимент на основании результатов которого разработана методика определения параметров среды , необходимых для численной реализации построенных математических моделей, которая основана использовании метода конечных элементов со специально разработанным пространственным конечным элементов элементом . Для простейших моделей исследование проводилось с помощью аналитических методов .


следующая страница >>