Определение участка нарезания мелкомодульных зубьев в эксцентриковых механизмах свободного хода

Использование нормальных сил для передачи нагрузки позволяет повысить нагрузочную способность и надежность механизмов свободного хода. В эксцентриковых механизмах свободного хода нормальные силы реализованы в зацеплении мелкомодульных зубьев, нарезаемых на внутренней поверхности внешней обоймы и наружной поверхности эксцентриковых колец. Чтобы обеспечить правильную работу механизма в периоды заклинивания и расклинивания, значение угла расположения участка нарезания мелкомодульных зубьев следует выбирать из условия равенства радиального зазора между зубьями внешней обоймы и эксцентрикового кольца на всем рабочем участке. Для решения поставленной задачи предложена расчетная схема и получена математическая модель, описывающая взаимосвязь между углом расположения участка нарезания мелкомодульных зубьев и геометрическими параметрами механизма. Установлен характер влияния основных геометрических параметров (радиуса, эксцентриситета, радиального зазора, модуля и др.) на угол расположения участка нарезания мелкомодульных зубьев. Показано, что этот угол зависит от эксцентриситета больше, чем от зазора и модуля.

Литература

[1] Крайнев А.Ф. Идеология конструирования. Москва, Машиностроение, 2003. 384 с.

[2] Klebanov B.M., Groper M. Power mechanisms of rotational and cyclic motions. Boca Raton, CRC Press, 2015. 530 p.

[3] Соболев А.Н., Некрасов А.Я. Автоматизированное проектирование храповых механизмов. Вестник МГТУ Станкин, 2016, № 3, с. 38–41.

[4] Рябов Г.К., Медведев В.И., Петров А.В. Работа храпового механизма свободного хода блочного типа в импульсной бесступенчатой механической передаче. Вестник машиностроения, 2013, № 10, с. 27–30.

[5] Воркуев Д.С. Предельные режимы работы механизмов свободного хода храпового типа с учетом ударов. Сборка в машиностроении, приборостроении, 2008, № 12, с. 24–27.

[6] Sakhaei A.H., Kaijima S., Lee T.L. et al. Design and investigation of a multi-material compliant ratchet-like mechanism. Mech. Mach. Theory, 2018, vol. 121, pp. 184–197, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.10.017

[7] Maske Y. Analysis of pawl ratchet mechanism in heavy vehicles. IRJET, 2017, vol. 4, no. 5, pp. 2469–2471.

[8] Jalili N., Wagner J., Dadfarnia M. A piezoelectric driven ratchet actuator mechanism with application to automotive engine valves. Mechatronics, 2003, vol. 13, no. 8-9, pp. 933–956, doi: https://doi.org/10.1016/S0957-4158(03)00009-6

[9] Zhou G-Q., Yuan R-W., Jiang X-M. Study on design of ratchet-pawl clutch in winder. Appl. Mech. Mater., 2012, vol. 215-216, pp. 263–269, doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.215-216.263

[10] Arunkumar A., Muthumani T., Balasubramani V. Design and fabrication of anti roll back system in vehicles using ratchet and pawl mechanism. IJETCSE, 2015, vol. 12, no. 3, pp. 6–9.

[11] Aliukov S., Shefer L., Alyukov A. Overrunning clutches in designs of inertial continuously variable transmissions. Proc. WCE, 2018, vol. II, pp. 684–689.

[12] Леонов А.И. Микрохраповые механизмы свободного хода. Москва, Машиностроение, 1982. 219 с.

[13] Бондалетов В.П., Козлова С.Н., Шенкман Л.В. Аспекты применения микрохрапового механизма свободного хода блочной конструкции. Вестник Иркутского государственного технического университета, 2006, № 1, с. 84–87.

[14] Леонов С.А. Оптимизация параметров храпового механизма свободного хода с упругими рабочими телами. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011, № 2, с. 12–15, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2011-2-12-15

[15] Денисов Д.А. Исследование механизмов свободного хода с ячеистой обоймой на различных режимах работы. В: Исследование долговечности и надежности некоторых передач. Симферополь, Таврия, 1971, с. 11–30.

[16] Пылаев Б.В., Шамин А.А. Зубчатая обгонная муфта для нефрикционного высокомоментного вариатора. Вестник машиностроения, 2008, № 6, с. 3–6.

[17] Mackin T.J., Anderson N., Aguilar S. et al. Fatigue failure of a star–ratchet gear. Eng. Fail. Anal., 2013, vol. 32, pp. 334–347, doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.03.009

[18] Шарков О.В., Калинин А.В. Анализ условий бесконтактного движения эксцентриковых механизмов свободного хода. Известия вузов. Машиностроение, 2021, № 7, с. 3–9, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2021-7-3-9

[19] Корн Г.А., Корн Т.М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Санкт-Петербург, Лань, 2003. 831 с.