Основы методов построения рядов зубчатых передач тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.18, кандидат технических наук Киселев, Сергей Степанович

• Киселев, Сергей Степанович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Киселев, Сергей Степанович

1.1. 1.2. 1.3.

2.1 О '

3 . 4 .1.

3 . 4 о • ¿2, •

3 . 4 . о

Содержание

Принятые обозначения Введение

Обзор литературы

Некоторые этапы исторического развития. Опыт создания систем редукторов Опыт создания коробок передач в с танкос троении О точности вычисления ПЧ Основная часть

Общая таблица ПЧ и ее свойства Построение общей таблицы ПЧ Полосы «равных» значений общей таблицы ПЧ

Линейное расположение ПЧ «Веерное» расположение ПЧ Неравномерность распределения ПЧ Величина шага дискретности ПЧ Коэффициент торцевого перекрытия Общий ряд ПЧ

Построение общего ряда ПЧ Сопоставление РПЧ и общей таблицы ПЧ Выделение рабочей области в общей таблице ПЧ

Частота распределения ПЧ в общей таблице Частота распределения чисел зубьев в общей таблице

Методы построения рядов ЗП для одной ступени

Минимально необходимое количество зубчатых колес и шестерен

Основные методы построения РЗП

Методы построение рядов двухступенчатых соосных ЗП

Построение ряда ПЧ

Разбиение общего ПЧ по ступеням

Минимально необходимое количество ЗК и Ш

Основные методы построения РЗП

Определение модулей

-л »—

56 5Э

4. Примеры построения РЗП

4-1. Пример построения ряда одноступенчатой 66 ЗП

4.1.1. Построение ряда ПЧ

4.1.2. Определение минимально необходимого 67 количества ЗК и Ш

4.1.3. Подбор 43 для РПЧ по методу 68 « г о риз онт аль ных пр ямых»

4.1.4. Подбор 43 для РПЧ по методу 7 0 «вертикаль ных пр ямых »

4.2. Пример построения ряда двухступенчатой 73 соосной ЗП при разных модулях

4.2.1. Построение ряда ПЧ

4.2.2. Определение минимально необходимого 7 5 количества ЗК и Ш

4.2.3. Подбор 43 для РПЧ по методу 7 6 «вертикальных прямых» при разных модулях

4.3. Пример построения ряда двухступенчатой 81 соосной ЗП при одинаковых модулях

4.3.1. Построение ряда ПЧ

4.3.2. Определение минимально необходимого 82 количества ЗК и III

4.3.3. Подбор 43 для РПЧ по методу ЭЗ «вертикальных прямых» при одинаковых модулях

Выводы Э

Лит е р а т ур а

Заключение диссертации по теме «Теория механизмов и машин», Киселев, Сергей Степанович

Выводы

Историческое развитие в производстве и исследованиях ЗП показывает, что наибольшее внимание до настоящего времени уделялось наиболее трудоемким и дорогим деталям ЗП - зубчатым колесам. Широко и подробно исследовалась несущая способность, геометрия, влияние разбиения передаточного числа по ступеням, при многоступенчатых передачах, оптимальные параметры ЗП в зависимости от различных исходных данных и т.д. и т.п.

Все алгоритмы расчетов геометрии и прочности ЗП построены на том, что числа зубьев, шестерни и колеса уже известны, но их выбор оставался за рамками исследований и считался искусством, хотя именно они в первую очередь определяют кинематику, массогабаритные характеристики и т.д.

При построении рядов ЗП Снесаревым Г.А., выбор чисел зубьев также остался за рамками рассмотрения.

Итак, к настоящему времени достаточно подробно исследованы, и во многих случаях стандартизованы, вопросы проектирования единичных редукторов по прочностным, кинематическим и т.д. параметрам, но производителей, в первую очередь интересует вопрос рядов ЗП, которые бы обеспечивались минимальным набором комплектующих деталей и увеличением «густоты» ряда.

В данной работе разработаны основы теории и методов для разработки рядов ЗП, которые будут обеспечивать, наперед заданную относительную погрешность и густоту ряда передаточных чисел при минимально необходимом количестве колес и шестерен. В связи с этим, в настоящей работе были решены следующие задачи:

1. построена общая таблица ПЧ. С ее помощью: -получены все ПЧ из допустимого диапазона чисел зубьев шестерни и колеса; -выделены некоторые свойства общей таблицы ПЧ, такие как, линейность, «веерное» расположение ПЧ;

-рассчитаны величины шагов дискретности ПЧ, определены максимальные и минимальные их величины и их распределение по общей таблице; -обоснованы причины варьирования чисел зубьев шестерни при варьировании ПЧ к конкретному значению;

-выявлены закономерности распределения коэффициента торцевого перекрытия для всех возможных сцепляющихся пар ЗК при нулевых коэффициентах смещения.

2. разработаны методы построения рядов ПЧ: -разработаны основы построения рядов ПЧ в зависимости от заданной погрешности построения ряда е;

-получены функциональные зависимости числа членов ряда ПЧ от погрешности е; -выявлена неравномерность распределения ПЧ;

-определено влияние начальных значений г1т1ПГ •г2шах, ¿гтт ' , итак на неравномерность распределения ПЧ; -получено теоретическое обоснование «любимых» чисел зубьев у инженеров практиков при разработке ЗП; 3. методы построения рядов ЗП для одной ступени:

-теоретически определено минимально необходимое число зубчатых колес и шестерен для построения любого ряда ПЧ; -разработаны основы методов построения рядов ЗП для одной ступени; -разработаны основы построения рядов ПЧ в зависимости от заданной погрешности построения ряда е для двухступенчатой ЗП, рассчитано количество членов ряда; - получено минимально необходимое число зубчатых колес и шестерен для построения ряда ЗП; -разработаны основы методов построения рядов ЗП для двухступенчатой ЗП; 4 . приведены примеры применения разработанных основ методов построения рядов ЗП: -для одноступенчатой ЗП;

-для двухступенчатой соосной ЗП с разными модулями на ступенях; для двухступенчатой соосной ЗП с одинаковыми модулями на с тупенях;

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Киселев, Сергей Степанович, 2002 год

1. Артоболевский И. И. Механизмы в современнойXтехнике: справочное пособие, 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1979, Т.1-7.

2. Балюнов П.Ф., Петрусевич А. И. Коррегирование косозубых и шевронных цилиндрических колес.// Вестник машиностроения. 1939. - №8.-С.18-21.

3. Бах К. Детали машин их расчет и конструкция: Пер с 13-го нем. Изд ./Д .М. Горфинкелв, М. С . Горфинкель/ Под ред. И.М.Холмлгорова, Н.С.Ачеркана: Гос научно-техническое изд-во по машиностроению, металлообработке и черной металлургии, 1932, Т1. 720с.

4. Булгаков Э.Б. Теория эволввентных зубчатых передач. М.: Машиностроение, 1974. - 320с.

5. Булгаков Э.Б. Зубчатые передачи с улучшенными свойствами. Обобщенная теория и проектирование. —М. : Машиностроение, 1974. 264с.

6. Булгаков Э.Б. Проектирование передачи с оптимальными габаритами// Машиностроение.- М 1972. -№3. - С. 5 0-53.

7. Булгаков Э.Б., Амосов В.Н. Влияние перекрытий на динамическую нагруженность зубчатой передачи// Вестник машиностроения. 1990. - №1. - С.12-16.

8. Булгаков Э.Б., Васина Л.М. Эволввентные зубчатые передачи в обобщающих параметрах: Справочник по геометрическому расчету. М.: Машиностроение, 1978. - 178с.

9. Гавриленко В.А. Зубчатые передачи в машиностроении. М.: Машгиз, 19 62. - 531с.

10. Гавриленко В. А. Геометрическая теория эвольвентных зубчатых передач. М.: Машгиз, 1949. 404с.

11. Гавриленко В. А. Основы теории эвольвентной зубчатой передачи. М.: Машиностроение, 1969. - 432с.

12. Громан М.Б. Графики для подбора коррекции прямозубых зубчатых передач и указания к их применению//Вестник машиностроения, 1957. №7. - С 14-19.

13. Громан М.Б. О блокирующих контурах эвольвентного зацепления.// Вестник машиностроения, 1952. №7. - С. 12-17.

14. Громан М.Б. Подбор коррекции передач.// Вестник машиностроения, 1955. №2. - С3-13.

15. Гуляев К.И., Егоров 14.М. Влияние смещений исходного контура на интенсивность изнашивания эвольвентного зацепления,// Вестник машиностроения, 1989. №10. - С 21-23.

16. Джонс Дж. К. Инженерное и художественное проектирование. М.: Мир, 1976. -37^

17. Весовые характеристики развернутой схеме.// Егоров В. И., ред. В.Н. Кудрявцева В.П., Ю.А. Машиностроение, 1977. 334с.

18. Кораблев А. И. Об использовании зубчатых колес эвольвентного зацепления с модифицированным исходным контуром в авиадвигателях Гражданского Воздушногоредукторов по

19. Смирнов В . И.,/' Под Державца. Л.:

20. Флота.// Вопросы геометрии и динамики зубчатых передач. 1964. - С. 90-99.

21. Краснощеков H.H. и др. Теория зацепления передач Новикова. / Краснощеков H.H., Федякин Р. В., Чесноков В.А. М. : Наука, 1976. -175с.

22. Кудрявцев В.Н. Детали машин. Л.: Машиностроение, 1980. - 464с.

23. Кудрявцев В.Н. и др. Конструкция и расчет зубчатых редукторов. Справочное сособие / Кудрявцев В.Н., Державец Ю.А., Глухарев Е.Г. Л.: Машиностроение, 1971. - 328с.

24. Максимович В. А. Разбивка общего передаточного числа трехступенчатого редуктора из условия получения минимальной массы зубчатых колес. /7 Детали машин. Киев, 1974. №18. - С10-13.

25. Зубчатые передачи./ Под ред. Н.С.Ачеркана. -М. : Машгиз, 1953. 250с.

26. Зубчатые передачи. Расчет и конструирование. Справочник./' Под ред. Н. С .Ачеркана. М. : Машиностроение, 1969. - Т1-3.

27. Планетарные передачи. Справочник./ Под ред. В.Н.Кудрявцева, Ю.Н.Кирдяшева. Л.: Машиностроение, 1977. - 53 6с.

28. Повышение несущей способности механического привода./ Под ред. В.Н.Кудрявцева. Л.-Машиностроение, 1973. - 224с.

29. Придухо В. Т. Разработка и исследование оптимального проектирования цилиндрическихмногоступенчатых зубчатых передач.: Дис. Канд. Техн. Наук: 05.02.02. Минск: I4TК АН БССР, 1973. - 151с.

30. Синько И.В. Оценка конкурентноспособности промышленной продукции.// Машиностроитель, 19 97. №3. - С. 5-10.

31. Снесарев Г. А. Оптимизация зубчатых редукторов./,/' Вестник машиностроения, 1985. №9. - С. -30-35.

32. Снесарев Г. А. Резервы общего редукторостроения.// Вестник машиностроения, 1990. №8. С. -3 0-3 6.

33. Снесарев Г. А. Теоретические основы построения рядов редукторов. Авт. Реф. Дис. Д.Т.Н. МВТУ им. Н.Э.Баумана 198 0г. 32с.

34. Демидович Б.П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. -М.: Нука, 1970. 664с.

35. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М. Наука 19 6 8 г, 584с.

36. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. М. Мир, 1989. 503с.

37. Сухоруков Ю.Н. Модификация эвольвентных цилиндрических зубчатых колес. Киев: Тэхника, 19 98. -200 с.

38. Калетин Ю.М. и др. Термическая обработка тяжелонагруженных зубчатых колес/ Калетин Ю.М., Кудрявцева Л.В. -М.: Машиностроение, 1966. -95 с.

39. Grill J.Zur Krummungstheorie von Hullflachen und ihrer Anwendung bei Werkzeugen und Verzahnungen: Diss. -Stuttgart, 1993. III.Berichte /Inst.für Maschinenelemente (Stuttgart);N50). - c.136-141.

40. Марков И.Е. Создание и исследование автоматизированного устройства для контроля параметров зубчатых колес: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.13.07. -М., 1993. -Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э.Баумана.: с.18

41. Kochling M.Beitrag zur Auslegung von geradverzahnten Stirnrader mit beliebiger Flankenform: Diss. -Stuttgart, 1994. -126 S.: Iii.Berichte /Inst.für Maschinenelemente (Stuttgart); N52).

42. Волковский В.Ф. Выбор степени точности и контролируемых параметров зубчатых колес.- Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 19 95. -36 с.

43. Neumann G.Thermografische Tragbilderfassung an rotierenden Zahnradern: Diss. -Stuttgart, 1995. -125 S.: 111.Berichte /Inst.fur Maschinenelemente (Stuttgart); N58). 123 c.

44. Беспалов B.B. Повышение точности цилиндрических зубчатых колес при шевинговании: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн.наук: 05.02.08. 1996.- Нижегород. гос. техн. унт. 16с.

45. Кане М.М. Технологическое обеспечение качества высоконагруженных передач с эвольвентными цилиндрическими зубчатыми колесами: Автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн.наук: 05.02.08. 1996.-Белорус.гос.политехн.акад. 32с.

46. Gravel G. Beurteilung abbildend hergestellter Stirnzahnrader mit Hilfe der Koordinatenmesstechnik: Diss. -Hannover, 1996. -VIII,120 S.: III. 115c.

47. Клепиков B.B. Технология производства зубчатых колес. M.: 1997. Моек.roc.индустр.ун-т (МГИУ).: 213с.

48. Антонюк В.Е. и др. Прогрессивные процессы и оборудование в производстве заготовок зубчатых колес/ Антонюк В.Е., Соболевский Н.И., Лапин В.П. Минск, 1991. -40с.

49. Клепиков В. В. и др. Прогрессивные технологии шевингования зубчатых колес. / Клепиков В.В., Петров A.B. -М., 1997. -Моск. гос. индустр. ун-т, МГИУ. с.142

50. Кораблев А. И. и др. Повышение несущей способности и долговечности зубчатых передач/ Кораблев

51. A.M., Решетов Д.Н.; Под ред. Д.Н.Решетова. -М. : Машиностроение, 19 66. -283 с

52. Технология, экономика, организация производства и управления. Печеный В. II. Вып. 35: Технологические особенности изготовления крупных зубчатых колес повышенной точности/ Печеный В. II., Шаповалов В.Ф., Кноблох В.П. -М. -19 91. -3 0 с

53. Замятин В.Ю. Конструктивно-технологическое обеспечение фрикционно-усталостных свойств зубьев зубчатых колес авиадвигателей: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.07.05. -Рыбинск, 19 98. -16с.

54. Радзевич С.П. Инструменты для обработки закаленных зубчатых колес: Информ.-справ. материал. -М. : ВНИИТЭМР, 1992. -61с.

55. Koll W.Kaltf lisspressen von Bauteilen mit Verzahnungen: Diss./ Koll W. . -Aachen, 19 90. -14 9 S.: III.

56. Калашников A.C. и др. Комплексная автоматизация производства зубчатых колес/ Калашников A.C., Калашников С.Н. -М.: Машиностроение, 1991.-288 с.

57. Трубин Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колес М.: Машгиз, 1962. -404 с.

58. Макаров Е.Г. Разработка и исследование нового зубчатого механизма с эвольвентными цилиндрическими колесами: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.02.02. -Казань, 2000-17 с.

59. Зинченко В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки М., 2001. - Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э.Баумана 2 99 с.

60. Проблемы качества механических передач и редукторов. Точность и контроль зубчатых колес и передач: Материалы всесоюз. науч.-техн. конф., 17-20 июня/ Под ред. Б. П. Тимофеева, Е. В. Шалобаева. -Л.: ЛДНТП, 1991. -138 с.

61. Кузьмин И.С., Ражиков В.Н. Мелкомодульные цилиндрические зубчатые передачи. Л: Машиностроение , 1987 г. - 272 с.

62. Производство зубчатых колес: Справ./ Калашников С.Н., Калашников A.C., Коган Г.И. и др; Под общ. ред. Б. А. Тайца. -М. : Машиностроение, 1990. -463с

63. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей/ Елисеев Ю.С., Крымов В.В., Нежурин И. П. и др; Под ред.Ю.С. Елисеева. -М. : Высшая школа, 2001. -493с.

64. Адлер Ю.П., Шпер В.Л. Индексы воспроизводимости процессов (краткий обзор современного состояния) // Вестник машиностроения. 1974 - №7 - с.39-45.

65. Адлер Ю.П. Новое направление в статистическом контроле качества методы Такузи. -М. :Знание, 1988 -С. 3-25.

66. Допуски и посадки: Справочник: в 2 ч. 7 -е изд. Перераб. И доп. - Л.: Политехника, 1991. - 57 6 с.(ч1), 607 с. (ч2).

67. Стандартизация чисел зубьев силовых конических пар с круговым зубом./ Лопато Г.А. М. : 198 4г., Вестник машиностроения №4. С 19-20.

68. В.П.Булатов, И.Г.Фридлендер, А.П.Баталов и др. Расчет точности машин и приборов. Под общей ред. Булатова В.П., Фридлендера И. Г. - СПб: Политехника, 1993. - 495с.

69. Копин В. А., Макаров В.Л., Ростовцев A.M. Обработка изделий из пластмасс. М. : Химия, 19S8 -17 6с.

70. Ли Э.Б., Маркус Л. Основы теории оптимального управления. М.: Наука, 1962г. - 302с.

71. Приборные шариковые подшипники. Справочник/ Под. ред. R.H. Явлено кого и др. М. : Машиностроение, 1981г. - 351 с.

72. Ляндон Ю.Н. Функциональная взаимозаменяемость в машино строе нии. М.: Машино с трое ние, 1967г. - 220 с.

73. Взаимозаменяемость и технические решения в машиностроении. Колл. Авт. М. : Машиностроение, 197 2г. — 616 с.

74. Кинематика, динамика и точность механизмов. Справочник под ред. Г.В. Крейнина. М. : Машиностроение, 1984. - С. 152-190.

75. Бруевич Н.Г., Сергеев В. И. Основы нелинейной точности и надежности устройств. М. : Наука, 1976. -134 с.

76. Бруевич Н.Г., Правоторова Е.А., Сергеев В.И. Основы теории точности механизмов. М.: Наука, 1988.о п п1. J I С .

77. Брицкий В.Д., Ноздрин М.А., Мурашев В.А., Либуркин Л.Я./ Методика оптимизированного расчета п3-рэ.м© тров mg х э.ни змз. проо того ряда./,/ Доклад ВИНИТИ, №11, 1933г. 90 с.

78. Свищерский Ю.И., Макейчик H.H. Расчет и конструирование коробок скоростей и подач. Минск, Высшая школа, 197 6. - 589 с.

79. Ковтушенко A.A., Лагутин С. А., Мунтян В. В./ Вопросы оптимизации редукторов металлургического оборудования.// Проблемы машиноведения и надежности. -1993 г. с 29-34.

80. БолотовскаяТ.П., Болотовский И.А., Бочатов Г.С. и др. Справочник по геометрическому расчету эвольвентных зубчатых и червячных передач./ Машгиз. 1963г .

81. Болотовский И.А. Зубчатые передачи, кинематика, геометрия и кинетостатика. Уфимский Авиационный институт им. Орджоникидзе, 1971г.

82. Гуляев К.И. Корригирование цилиндрических прямозубых колес внешнего зацепления. ЛПИ им. Калинина, 19 68 г.

83. Устиненко В. Л. разработаны вопросы расчета на изгибную и контактную выносливость.

84. Общесоюзный типаж редукторов и мотор -редукторов общего назначения. Москва, 1970г.

85. ГОСТ 16162-70 Редукторы общего назначения. Общие технические условия.

86. Описание программ. Алгоритмы.

87. Для проводимых в данной работе исследований были написаны две специальные программы, выполняющие необходимые расчеты для одно и двухступечатых редукторов. На основе данных генерируемых этими программами формируются таблицы и строятся графики.

88. Программы написаны на языке С++ под операционную систему Microsoft Windows версии старше 3.11.

89. Обе программы выполняют следующие действия:

90. Построение ряда передаточных чисел с заданной точностью;

91. Подсчет числа реализаций каждого из сформированных передаточных чисел;

92. Подсчет частоты использования чисел зубьев при нахождении всех возможных реализаций сформированных передаточных чисел;4 . Минимизация количества колес и чисел зубьев колес.

93. Программы обладают одинаковым интерфейсом, описание меню приведено в таблице.