Анализ конических передач с использованием пакета ANSYS

Аналитические расчеты конических передач сложнее, чем цилиндрических. Для расчета усилий в зацеплении коническую передачу заменяют эквивалентной цилиндрической. Сложная геометрия зацепления, применение большого количества поправочных коэффициентов, а также зависимость от монтажа колес приводят к большому разбросу результатов. Использование в качестве критерия правильности зацепления пятна контакта повысило качество расчетов. Следующим шагом в направлении повышения точностных характеристик зацепления явилось создание компьютерных моделей конических передач и совершенствование на их основе принципов расчета. Представляет интерес применение программного комплекса ANSYS для расчета действующих напряжений в контактах колес. В связи с этим рассмотрено напряженно-деформированное состояние (НДС) зацепления для трех типов колес: с прямыми, тангенциальными и круговыми зубьями. Для каждой пары колес шестерня рассматривалась в цементованном варианте, а колесо — без цементации. Цементация вносит остаточные напряжения, оказывающие существенное влияние на НДС и принцип силового расчета. Рассчитаны главные и касательные напряжения в контактах и дана оценка статуса контактов. По результатам расчета НДС предложен метод проверочного расчета контактной и изгибной прочности конических передач.

Литература

[1] Шевелева Г.И., Волков А.Э., Медведев В.Н. Сравнение методов расчета контактных давлений в конических передачах с круговыми зубьями. Вестник машиностроения, 2003, № 6, с. 9–12.

[2] Шевелева Г.И. Теория формообразования и контакта движущихся тел. Москва, Станкин, 1999. 494 с.

[3] Штриплинг Л.O., Хромых А.С. Объемное проектирование процессов изготовления и контроля конических передач с круговыми зубьями. Проблемы механики современных машин: Мат. II Междунар. конф. Улан-Удэ, 2003, Т. 3, с. 97–100.

[4] Каратушин С.И., Спиридонов Д.В., Плешанова Ю.А. Остаточные напряжения в цилиндрических изделиях. Металловедение и термическая обработка, 2013, № 6, с. 53–55.

[5] Карабасов Ю.С. Сталь на рубеже столетий. Москва, МИСиС, 2001. 664 с.

[6] Шур Е.А. Повреждения рельсов. Москва, Интекст, 2012. 192 с.

[7] Морозов Е.М., Зернин М.В. Контактные задачи механики разрушения. 2-е изд. Москва, Книжный дом ‘‘Либроком’’, 2010. 544 с.

[8] Воробьев Ю.В., Ковергин А.Д. Проектирование зубчатых передач на долговечность с учетом трения. Вестник ТГТУ, 2004, Т. 10, № 16, с. 205–211.

[9] Фролов К.В. Современная трибология: итоги и перспективы. Москва, Изд-во ЛКИ, 2008. 480 с.

[10] Каратушин С.И., Плешанова Ю.А., Бильдюк Н.А., Бокучава П.Н. Проверочный силовой расчет зубьев планетарной ступени редуктора с использованием пакета ANSYS. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2015, № 12, с. 48–55.