Расчет долговечности зубчатых механизмов электромеханических приводов

Электромеханические приводы авиационных и космических аппаратов состоят из цилиндрических зубчатых передач или комбинаций различных зубчатых передач, в том числе конических и планетарных в качестве предступеней и волновой зубчатой передачи, являющейся в большинстве случаев выходной ступенью. Зубчатые передачи предступени отличаются друг от друга передаточными отношениями, размерами зубчатых колес, материалами, передаваемыми нагрузками, частотами вращения и другими параметрами. Ресурс зубчатых передач влияет на их износ и одновременно является показателем динамической активности и критичности по отношению к фактору, определяющему возможность эксплуатации высокоточных электромеханических приводов, например, в механизмах поворота антенн космических аппаратов. Чаще всего износ характеризуется интенсивностью изнашивания, под которой понимают отношение износа тела к пути трения, где происходит этот процесс. Среди характеристик изнашивания интенсивность обладает тем существенным преимуществом, что ее численное значение не зависит от выбора систем единиц величин, ее определяющих. Интенсивность изнашивания может меняться в широких пределах и зависит от вида контактного взаимодействия сопряженных поверхностей, материалов, условий среды, характера механохимических процессов, протекающих в месте контакта, а также от напряжений, скорости скольжения и температуры окружающей среды. При трении в обычных атмосферных условиях на взаимодействующих поверхностях образуются пленки окислов и адсорбированных веществ, которые понижают интенсивность изнашивания, так как, разрушаясь при скольжении, они блокируют разрушение материала в тонком поверхностном слое. Предложена методика расчета долговечности зубчатых передач предступени электромеханических приводов по критериям износа с экспериментальным и теоретическим исследованием интенсивности изнашивания. Полученные зависимости могут быть использованы для оценки долговечности зубчатых передач.

Литература

[1] Дроздов Ю.Н., Фролов К.В. Теоретико-инвариантный метод расчета интенсивности поверхностного разрушения твердых тел при трении. Поверхность, физика, химия, механика, 1982, № 5, с. 138–146.

[2] Кузьмин И.С., Ражиков В.Н. Мелкомодульные цилиндрические зубчатые передачи: расчет, конструирование, испытания. Ленинград, Машиностроение, 1987. 272 с.

[3] Нажесткин Б.П., Ковалев Е.П., Бежинарь В.А. Статистический подход при исследовании изнашивания зубчатых передач в условиях вакуума. Трение и износ, 1986, т. 7, № 6, с. 1116–1122.

[4] Прохоров В.П., Тимофеев Г.А., Чернышова И.Н. Эволюция эвольвентного зацепления при износе от истирания. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2015, № 2, с. 14–21.

[5] Сокол И.В. Обеспечение надежности зубчатых передач на стадии проектирования машин. Трение и смазка в машинах и механизмах, 2006, № 3, с. 29–33.

[6] Дроздов Ю.Н. Нелинейная динамика изнашивания. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2003, № 5, с. 45–55.

[7] Маликов А.А., Лихошерст В.В., Шалобаев Е.В. Процессы заедания и остаточная деформация в зубчатых передачах. Справочник. Инженерный журнал, 2011, № 9, с. 12–18.

[8] Чичинадзе А.В., ред. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника). Москва, Машиностроение, 2003. 576 с.

[9] Тимофеев Г.А., Красавин С.И. Определение толщины смазочного слоя в тяжело нагруженном контакте по номограммам. Приводы и компоненты машин, 2015, № 1(14), с. 4–7.

[10] Sun Hong, Chang Xiaofang. Shenyang gongeye daxue xuebao. 2003, vol. 25, no. 2, pp. 98–100.

[11] Wang Shu-Ren, Yan Yu-Tao, Ding Jin-Yuan. Donbei daxue xuebao. Ziran kexue ban, 2004, vol. 25, no. 2, pp. 146–149.

[12] Дроздов Ю.Н. Обобщенные характеристики для оценки износостойкости твердых тел. Трение и износ, 1980, № 3, с. 417–423.

[13] Дроздов Ю.Н. Структура метода расчета на износ. Вестник машиностроения, 2003, № 1, с. 25–28.

[14] Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. Москва, Машиностроение, 1977. 526 с.

[15] Гриб В.В. Диагностическое моделирование механических систем. Санкт-Петербург, Экспертные решения, 2014. 448 с.

[16] Тимофеев Г.А., Красавин С.И. Определение вязкости смазочного масла и коэффициента трения по номограммам. Приводы и компоненты машин, 2014, № 4(12), с. 2–5.

[17] Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность). Москва, Машиностроение, 2001. 530 с.

[18] Дроздов Ю.Н., Юдин Е.Г. Трибологическая надежность космических транспортных систем. Полет, 2005, № 1, с. 43–50.

[19] Старжинский В.Е., Солимтерман Ю.Л., Тескер Е.И., Гоман А.М., Осипенко С.А. Виды повреждений зубчатых колес: типология и рекомендации по предупреждению повреждений. Трение и износ, 2008, № 5, с. 465–482.

[20] Маликов А.А., Лихошерст В.В., Шалобаев Е.В. Анализ и классификация процесса изнашивания зубчатых передач. Справочник. Инженерный журнал, 2011, № 9, с. 2–11.

[21] Семенов С.С. Оценка качества и технического уровня сложных систем. Практика применения сложных оценок. Москва, URSS: ЛЕННАНD, 2015. 350 с.