Моделирование контактных нагрузок в среде ANSYS для неэвольвентных зацеплений

Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния контактов с неэвольвентным зацеплением в среде ANSYS для циклоидного, эксцентриково-циклои¬дального и червячных редукторов. Для каждого из этих редукторов рассмотрены действующие напряжения и их распределение, пятно и статус контакта. Минимальная площадь контакта реализуется в циклоидном редукторе, максимальная — в эксцентриково-циклоидальном зацеплении, где эксцентрик работает в условиях трехосного напряженного состояния. В соответствии с анализом напряженно-дефор-мированного состояния наибольший коэффициент полезного действия следует ожидать в циклоидном редукторе, а наименьший — в эксцентриково-циклоидальном. Результаты проведенного исследования показали, что эксцентриково-циклоидальное зацепление не имеет никаких преимуществ перед другими конструкциями. Установлено, что среди рассмотренных на основе анализа напряженно-деформированного состояния зацеплений наилучшими техническими характеристиками обладает циклоидный редуктор.

Литература

[1] Blagojevic M., Marjanovic N., Djordjevic Z., Stojanovic B., Disic A. A new design of a two-stage cycloidal speed reducer. Journal of Mechanical Design, Transactions of the ASME, 2011, vol. 133(8), pp. 085001.

[2] Upadhyay Chintan, Parameswaran M.A., Venkataram Nithin. Numerical Modeling and Simulation of Cycloidal Speed Reducer for Contact Forces in Robotic Joints. MSRUAS-SASTech Journal, 2016, vol. 15, is. 1, pp. 1–4.

[3] Borislavov B., Borisov I., Panchev V. Design of a Planetary-Cyclo-Drive Speed Reducer Cycloid Stage, Geometry, Element Analyses. Mechanical Engineering Linnaeus University, Växjö, Sweden, 2012. 90 p.

[4] Blagojevic M., Kocic M., Marjanovic N., Stojanovic B., Dordevic Z., Ivanovic L., Marjanovic V. Influence of the friction on the cycloidal speed reducer efficiency. Journal of the Balkan Tribological Association, 2012, vol. 18, no. 2, pp. 217–227.

[5] Blagojevic M., Marjanovic N., Djordjevic Z., Stojanovic B., Marjanovic V., Vujanac R., Disic A. Numerical and Experimental Analysis of the Cycloid Disc Stress State. Technical Gazette, 2014, vol. 21, no. 2, pp. 377–382.

[6] Петровский А.Н., Воронков С.В. К задаче оптимизации внецентроидного циклоидального зацепления. Труды Нижегородского государственного университета им. Р.Е. Алексеева, 2015, № 4(111), с. 198–210.

[7] Чиркин А.В., Иванов А.С, Ермолаев. Планетарно-цевочные передачи на основе эпициклоидного и гипоциклоидного зацепления. Современное машиностроение. Наука и образование. Мат. 4 науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 19–20 июня 2014 г., Санкт-Петербург, Изд-во Политехн. ун-та, 2014.с. 462–471.

[8] Леонтьев М.Ю., Раевский В.А., Смоловик А.Е. Обзор достоинств и недостатков эксцентриково-циклоидального зацепления. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, 2016, № 7-5, с. 54–57.

[9] Левитан Ю.Ф., Обморнов В.П., Васильев В.И. Червячные редукторы. Справочник. Ленинград, Машиностроение, 1985. 168 с.

[10] Анфимов М.И. Редукторы, конструкции и расчеты. Москва, Машиностроение, 1993. 463 с.

[11] Петров М.С. Расчет червячной глобоидной передачи. Москва, МГТУ МАМИ, 1999. 8 с.