Введение к работе
Актуальность проблеми. Основними направлениями в развитии чаоню-строенил являются освоение и внедрение в производство нових,прогрессивных внсокопроизводителышх,належних я экономичных машн.
Неотъемлемой часты) иагаин является привод,,в котором применяется различные вицы механических передач. Одной из таких является зубчато-ременная передача (ЗЕЛ).
Оптимальное проектирование и эксплуатация ЗНІ.ва основе' совершен» ствования методики расчета распределения нагрузки мст,ду контзктирутими парами зубьев на дате обхвата гжива.в частности конструктчвнгх парамет- ров,может дать значительную экономлю народному хоачиству. Одной из проблем,содеркацсЗ в себе резерви повышения надежности и долговечности зубчатих ремней,является разработка рекомендации по расчету и проектирование ЗИІ с учетом влияния качества изготовления, условий эксплуатации,конструктивных и технологических (факторов на кагру-.зочнуо способность и надежность ЗРП.
Зубчато-ременные передачи являются принципиально повкм видом передач. Сохраняя преимущества плоско- и кляиоременянх передач в части плавности передача движения и амортизируодей способности,она одновременно обеспечивает,подобно зубчатой передаче.постоянство передаточного отношения,что обусловило использование их в силових и быстроходных приводах,в которых проскальзывание недопустимо. Благогаря этим свойствам зубчато-ременные передачи в последние года получили иирокое распространенна в механических приводах.
Зубчатые ремни применяются в главных приводах движения металлорежущих станков,в том числе и с ЧПУ.в промышленных роботах и манипуляторах,в швейных машинах,двигателях автомашин, а также в других точных машинах и приводах. Наиболее существенными достоинствами ЗИ1 являются повышенная кинематическая точность,высокая демпфирующая способность, сравнительно низкое предварительное натяжение,пониженный урсчень ітума. Эта свойства особенно взнш .для прецизионных станков и станков с 'ИГУ,а такке .других точных мзпин и механизмов. Реализация указанных свойств тре-бует проведения достаточно глубоких исследовании ;ч.л:иілчесиой устойчивости и надежности зубчато-ременных передач и пл if. основе - разработки методики расчета параметров ЗРП.обеспрчиьаэдих г.усский окештуатэщюшшо качества.
Цель работы - разработка теории,методов расчета к проектирования зубчато-ременных персіач,по?голяюшх рсиать задг.чі'. их оптпчгг-ацкн, создавать на бази расчете? оШ певнше.ч.чо;! нсгрузУічоп способности, оценивать их долгсг>оч"сст.',,.сать конкретные рек'.»1,:--;;ашш по сиия^нлк уровня пума и влйртщ;:?.
?.'етодо.топ;чссг:;:": падхад. йа сснс«че ."«.тате::"? зі^'роа пещу гътлк- пяря."и и анвлкга упруго-Пр?.ч,-р,-итарн.»иА характеристик э.'чг'чн-тот» эуЗчатого ремня для любого варианта .;;гспягз-"г:-и,'! случайных
- 2 -
отклонении от номинального шагов шкива и ремня в пределах душ
обхвата составляются математические модели,характеризующие принцип
работы ЗЩ. Строятся алгоритми и программы расчета распределения
нагрузки мовду зубьями,позволяющие оценить влияние различных конструк
тивних параметров на нагрузочную способность,ресурс и динамику привода
с ЗРИ. Расчитываются оптимальные значения параметров ЗРП,обеспечивающие
при заданном реиме работы передачи равномерное распределение нагрузки
между зубьями. 11а основе теоретического- и эксперименталь
ного исследования производится анализ влияния упругих характеристик
ремня на нагрукеїшесть зубьев. Опыты проводятся на .специально изготовлен,
ішх стеицахіс применением математического метода планирования акспери- '
мента. Достоверность результатов исследований оценивается на основе
проведения поли$акторных экспериментов и испытаний ЗРП в реалышх произ-
Автор зэдкваот; Бедственных условиях.
-теорией мотоды расчета статических и динамических характеристик элементов зубчатих ремней и зубчато-ременного привода;
теорию и метода расчета распределения.нагрузки мемду зубьями для льбой комбинации распределения случайных отклонений ст поминального шагов іжива и ремня в пределах дуги обхвата;
метод повышения нагрузочной способности ЗРП,основанный на общей теории распределения нагрузки мевдгу зубьями;
метод расчета динамических нагрузок в зубчато-ремешшх передачах, обусловленных погрешностями изготовления,'
метод расчета АЧХ колебательной системы ЗРП,базирующийся на современных представлениях колебаний; . '
комплекс созданных автором экспериментальных стендов,предназначенных .аля определения основных характеристик зубчатых ремней и передач;
метод экспериментальных исследований,предусматривавших получение
деформационных и демпфирующих характеристик зубчатых ремней,попе- речных и продолышх колебаний ветвей,крутильных и изгибных колебаний икивов, а такке динамических,шумовых и вибрационных характеристик ЗРП; -результаты исследования щумових и вибрационных характеристик ЗРП;
мотоды снижения уровня шума и вибраций ЗРП;
рекомендации по совершенствованию конструкций и повышению точности изготовления ЗРП.
Научная новизна. Впервые создана теория и метода расчета зубчато-
римонных передач комплексно учитывающие распределения
нагруаки мекну зубьями для любой комбинации расположения случайных
отклонений от номинального ьагов шкива, и ремня в пределах дуги обхвата,
которая позволяет рассчитать параметры передачи с учетом всех вакнейших
Дикторов и оптимизировать передачи.Разработаны методики расчета двформа-|
иконных и демиДярущих характеристик зубчатого ремняи АЛХ колебатедь-. ;
ных процессов,происходящих в приводе '. і
с зубчато-ременными передачами. Установлены способы снижения уровіїя игума и вибраций ЗР приводов. Предложены рекомендации по расчету и проектирования ЗРП с учетом влияния качества изготовления,условий эксплуатации,конструктивных и технологических факторов на нагрузочную способность и надежность ЗН1.
Практическая ценность. Разработанная теория,методы расчета.и программы их машинной реализации позволяют с достаточно высокой точное стью оценивать напряглонно-деформациошше состояния ЗГП,прогнозировать ресурс ЗРП,определять численные значения параметров,необходимых для оценки нагрукенностн упругих элементов передач и расчета динамики виброактивных приводов,решать задачи оптимизации параметров ЗРП,вести отработку конотруїщии ЗРП.сше в стадии проектирования.снижать сроки исследования п внедрения ЗРП. Созданный комплекс вычислительных программ может быть использован для регаеяпя широкого круга конструкторских задач,независимо от типа используемых материалов зубчатых ремней и условий нагрукения.
Результаты работы способствуют повышению качества ЗРП,их надежности и долговечности , снижению на этой основе эксплуатационных расходов зубчатых ремней.
Реализация работы. Результаты разработок ЗРП с участием автора: - внедрены в Нальчикском трикотажном комбинате при виборе режимов работы ЗРП и при расчете оптимального диаметра зубчатого шкива в приводах швейных машин;
-учтены при расчете и проектировании ЗРП в приводах впброотендов,предназначенных .для определения сейсмостойкости АЭС,изготовленных кафедрой детали машин Кабардино-Балкарского госуниверситета; -использованы в ЭШПСд в приводах перемещения столов шлифовальных станков с ЧПУ; - использованы Баксанским производственным объединением при разработке рекомендаций по повышению нагрузочной способности и долго-, вечности зубчатых ремней а приводах промышленных швейных машин; -применены на Волжском автомобильном заводе при оптимизации конструктивных параметров ЗРП в приводах механизмов газораспределения двигателей автомобилей ВАЗ-2І08.
Апробация работы.Основные материалы диссертационной работы доклады--вались на ІУ Всесоюз.п-т.конф.по вариаторам и перегіачам гибкой связью, Одесса,І972;на ІУ и У конф. по машиностроению,КБГУ,Нальчик,1974; на УП Всесоюзном советики по основным проблемам теории машин и механизмов Тбилиси,1974;на конференции по вопросам механизации и автоматизации производственных процессов,ЮЗГУ ,Н,1974;научных конференциях Станкина, 1969,1971;на респуЙ.н-т.кснф.УПДХ.Х.ХП.ЩХУ.Н^ЭТБ., .1947 ;
на їьт.конф.ПШ.Г^ький,1979; на Ш Всессюзн. н-т. конф. по инерцион-но-импульсншг механизмам,Челябинск, 1982;, на УП Всесоюз.н-т. конф. но управляемым к автоматическим мех.приводам,Одесса,1986; їй н-т. совещании и школы семинара"Сейсмостойкость АЗС",Н.,1986; на Всесосз. конф. по ТММ,Тб., 198-7; на ІУ Всесоюз.семинаре ''Теория передач зацеплением",Курган,1988; на н-т.конф."Развитие констр. и пр-ва зубчатых передач",Свердловск,1989; на моет . конф.по зубчатим передачам,Чкэнч-кэу,198Э;на І6арес.н-т.к. КоССР по проолемам стр-ва и мзышостр.,Н.,1991,
Публикации.По материалам работа опубликовано 63 статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит Из введения,семи глав,общих выводов,списка литературы и приложения.Работа выполнена на 355 страницах, в том числе 318страниц машинописного текста,228 рисунков , таблиц - II. Список литерртуры содержит 236 наименований. В приложении представленії акти о внэдрелии результатов работы в производство.