Показники працездатності конхоїдальних циліндричних прямозубих передач з підвищеною вантажопідйомністю. Експеримент

Abstract

Стаття присвячена актуальному завданню підвищення показників працездатності зубчастих приводів машин. Для вирішення зазначеного завдання у статті запропоновано застосувати конхоїдальне зачеплення, виготовлене зі зміщенням вихідного контуру та особливими умовами контакту. Особливістю запропонованого зачеплення є менша у порівнянні зі звичайним конхоїдальним зачепленням чутливість до похибок виготовлення та монтажу. Випробування передач на контактну міцність здійснювалося на стенді розімкнутого типу, як гальмівний пристрій використовувалося електромагнітне порошкове гальмо. Випробування проводилися при ступінчастому навантаженні експериментальних передач відповідно до вибраних режимів, під час випробувань через кожні півгодини фіксувалися активна потужність, яка споживається приводним електродвигуном та навантажуючий момент гальмівного пристрою. Кожні 8 годин візуально контролювався стан контактуючих поверхонь зубців, фіксувалися площі вкриті раковинами викришування по п’яти зубцям шестірні, рівномірно розташованим по периметру. У ході випробувань також контролювалося значення температури масла, яка встановилася на кожному етапі навантаження. У ході експериментальних досліджень було проведено випробування двох варіантів передач: евольвентної зі зміщенням та конхоїдальної зі зміщенням. Підтверджено теоретичні висновки про більш високу (на 20%) контактну міцність конхоїдальних циліндричних передач. Значне зниження ККД редуктора при значенні крутного моменту Нм, пов'язане з втомним руйнуванням більш ніж 50% активних поверхонь зубців; також мало місце різке збільшення температури масла, що теж можна пов'язати з руйнуванням активних поверхонь зубців. Для порівняння експериментальних даних з теоретичними було визначено відношення ККД редукторів з випробуваними передачами. Отримані співвідношення різняться на 5,5%. Це свідчить про задовільний збіг теоретичних та експериментальних даних за показником втрат у зачепленні. Робота конхоїдальної передачі супроводжувалася меншим тепловиділенням, що також свідчить про менші втрати у зачепленні. Областю застосування нового зачеплення є приводи машин для передачі великих потужностей.

The article is devoted to the actual problem of increasing the performance indicators of machinegear drives. To solve this problem, in the article proposed to use a conchoidal engagement made with a shifting of the original profile and special contact conditions. A feature of the proposed engagement is that it is less sensitive to manufacturing and assembly errors compared to conventional conchoidal engagement. The performance indicators of such an engagement were observed. This made it possible to determine the level of load during experimental tests of new gears. Contact strength and meshing losses were selected as performance indicators subject to experimental verification. The ratios of these indicators, calculated for conchoidal spur gears with convex-convex contact, made with a shifting of the original profile, with similar involute ones, are experimentally observed. Comparative analysis of performance indicators was carried out for gears of involute and conchoidal engagement with the same parameters and shifting of the original contour. It was found that for experimental conchoidal drives with shifting, the maximum load is 1.2 times higher than that of a similar involute drive with shifting, and the loss in engagement is 21% less. A rational area of application of the new gearing is machine drives for high power transmissions.