Анализ влияния демпфера сухого трения на динамику конического зубчатого колеса

Возникновение резонансных колебаний в полотне конического зубчатого колеса может привести к его разрушению. В статье рассмотрены различные конструкции демпфера сухого терния, применяемые в целях снижения амплитуды резонансных колебаний конического зубчатого колеса. Обоснован выбор упрощенной плоской конечно-элементной модели взаимодействия тарельчатый демпфер — колесо. Исследованы основные режимы работы демпфера сухого трения — с длительными и мгновенными относительными остановками. Построено семейство амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) системы демпфер — колесо при различных поджатиях демпфера. Рассчитана работа вынуждающей силы и работа силы трения. Исследовано влияние величины поджатия демпфера на резонансную частоту системы. Определена величина поджатия демпфера, обеспечивающая минимальную амплитуду резонансных колебаний. Методом резонансной кривой определен декремент колебаний системы колесо — демпфер с оптимальными параметрами, который составил 46,1 %. На основе результатов расчетов сделан вывод о том, что применение демпфера сухого трения является эффективным способом снижения амплитуды резонансных колебаний конического колеса.

Литература

[1] Лопатин Б.А., Цуканов О.Н. Цилиндро-конические зубчатые передачи. Челябинск, Южно-Уральский государственный университет, 2005. 200 с.

[2] Иванов М.Н. Детали машин. Москва, Высшая школа, 2010. 408 с.

[3] AGMA 911-A94. Design Guidelines for Aerospace Gearing. AGMA, 1994.

[4] ISO 10300-1. Calculation of load capacity of bevel gears. ISO, 2001. 56 c.

[5] Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. Москва, Высшая школа, 1980. 408 с.

[6] Чичинадзе А.В.,ред. Основы трибологии. Москва, Машиностроение, 2001. 664 с.

[7] Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин. Москва, Машиностроение, 1984. 280 с.

[8] Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. Москва, Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. 341 с.

[9] Геккер Ф.Р. Динамика машин, работающих без смазочных материалов в узлах трения. Москва, Машиностроение, 1983. 168 с.

[10] Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. Москва, Машиностроение, 1993. 640 с.

[11] Шорр Б.Ф., Стадников А.Н., Серебряков Н.Н. Расчетно-экспериментальное определение коэффициента трения при относительном осциллирующем движении деталей. Двигатель, 2011, № 4, с. 44–45.

[12] Матвеев В.В. Демпфирование колебаний деформируемых тел. Киев, Наукова думка, 1985. 263 с.

[13] Yasutomo K., Hiroyuki Y., Hiroharu O. Analysis and verification test of damping characteristics of steam turbine hollow vane with friction damper. Proceedings of ASME Turbo Expo 2014, Dusseldorf, 2014.

[14] Bessone A., Traversone L. Simplified method to evaluate the «under platform» damper effects on turbine blade eigenfrequencies supported by experimental test. Proceedings of ASME Turbo Expo 2014, Dusseldorf, 2014.