Методика проектирования червячных передач с учетом неравномерности вращения ведомого вала

В существующих методиках проектных расчетов червяных передач (ЧП) динамические нагрузки учитываются только при окружных скоростях V>3 м/с. Однако даже при малых окружных скоростях динамические нагрузки в зацеплении ЧП могут оказаться существенно выше проектных, поскольку они зависят не только от погрешности самого зацепления и окружной скорости, но и от типа подшипников, на которых установлены валы, погрешностей изготовления и монтажа деталей подшипниковых узлов, что не учитывают общепринятые методики. Предлагаемая методика учитывает погрешности зацепления и сборки передачи, тип и деформацию подшипников, а также их вибрацию и, как следствие, неравномерность вращения ведомого вала. В основе разработанной методики лежит расчет функции неравномерности вращения тихоходного вала ЧП. Адекватность полученных теоретических результатов подтверждена экспериментами, проведенными на испытательном стенде. Методика позволяет при проектировании проанализировать правильность выбранных параметров, поскольку они влияют на спектральный состав функции неравномерности вращения и нагруженность привода в целом. Исследования показали: влияние вибраций подшипниковых узлов на нагрузки в ЧП составляют примерно 15…30%, что соответствует снижению точности передачи на одну степень; для уменьшения уровня вибраций и нагруженности ЧП предпочтительно использовать роликовые подшипники, так как сближение колец шариковых подшипников может превысить допуск на изготовление.

Литература

[1] Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. Москва, Высшая школа, 2005. 408 с.

[2] Леликов О.П. Валы и опоры с подшипниками качения. Конструирование и расчет: справочник. Мoсква, Машиностроение, 2006. 640 с.

[3] Скворцов Д.Ф., Сушко А.Е., Успенский Д.А. Повышенная вибрация роторного оборудования и способ ее устранения. Мир техники и технологий, 2002, № 8, с. 20–22.

[4] Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Мoсква, Машиностроение, 2006. 728 с.

[5] Пчелинцев Д.О., Игнатьев С.А. Автоматизированное распознавание локальных дефектов поверхностей качения колец подшипников при вихретоковом контроле с использованием вейвлет-преобразования. Вестник СГТУ, 2009, № 3(40), с. 70–77.

[6] Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. Санкт-Петербург, Изд. центр СПбГМТУ, 2000. 159 с.

[7] Захаров С.И. Новый подход к спектральному анализу вибраций с автоматической оценкой состояния вращающихся деталей машин. Вестник машиностроения, 2009, № 4, с. 93–94.

[8] Al-Ghamdi A.M., Cole P., Such R., Mba D. Estimation of bearing defect size with acoustic emission. Insight, 2004, vol. 46, no. 12, pp. 758–761.