Способы обеспечения требуемой точности прямозубых зубчатых цилиндрических мелкомодульных передач формообразуемых накатыванием

Механизмы специальных систем

УДК 620.191.31

Д. Б. Елисеев, А. А. Иптышев, М. М. Колегова Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ ПРЯМОЗУБЫХ ЗУБЧАТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МЕЛКОМОДУЛЬНЫХ ПЕРЕДАЧ, ФОРМООБРАЗУЕМЫХ НАКАТЫВАНИЕМ

Рассматриваются способы обеспечения требуемой (в соответствии с ГОСТ 9178-81) точности прямозубых зубчатых цилиндрических мелкомодульных передач, формообразуемых накатыванием, по методике, основанной на теории огибающих. Проводится сравнительный анализ существующих схем фрикционных контактов и характеристик условий протекания процесса абразивно-притирочной обработки.

Широкий спектр применения зубчатых передач при проектировании передаточных механизмов порождает большое разнообразие требований к эксплуатационным свойствам. В свою очередь, это влечет за собой множество применяемого инструментально-технологического обеспечения работоспособности зубчатых приводов, выбор которого должен в максимальной степени удовлетворять конкретному набору требований к передаче.

Одной из актуальных проблем является обеспечение на этапе проектирования длительного (до 15 лет) срока эксплуатации зубчатых передач приводов специального назначения, например в механизмах поворота антенны космического аппарата. Применение различных методов поверхностного упрочнения контактных поверхностей зубчатых колес, в частности профилирование пластическим деформированием (накатка), позволяет существенно увеличить ресурс их работы.

Передачи с накатными зубчатыми колесами обладают рядом преимуществ, а именно упрочнением зубьев при их пластическом формообразовании, и широко применяются для среднемодуль-ных колес, не только цилиндрических, но и конических. В то же время пока они не нашли широкого применения в приводах специального назначения по ряду причин, в том числе из-за отсутствия инструментария, позволяющего на этапе проектирования управлять качественными показателями, в частности кинематической точностью, плавностью работы и другими.

В работе Д. В. Вавилова [1] описывается методика проектирования накатных мелкомодульных передач приводов спецназначения с заданными показателями качества на основе использования новых методов имитационного моделирования, процессов их формообразования. Также автором была разработана экспериментальная установка для накатывания мелкомодульных зубчатых колес, проведена серия натурных экспериментов и их сравнение со значениями имитационного моделирования. Доказана адекватность принятых допущений в выборе модели поведения материа-

ла и выборе подхода к численному моделированию. Однако в результате принятых допущений в численной модели мелкомодульные прямозубые зубчатые колеса, формообразуемые накатыванием, не соответствуют требованиям, изложенным в ГОСТ 9178-81.

Решение вышеописанной проблемы может быть достигнуто последующей абразивной дово-дочно-притирочной обработкой полученных зубчатых колес методом накатки. В работах В. И. Уса-кова, С. Н. Ефимова описывается эксперимент по исследованию кромочного взаимодействия зубчатых передач, спроектированных по стандартной методике, и по методике, основанной на теории огибающих, проводимый на установке (рис. 1) в лаборатории систем точной механики Красноярского государственного технического университета. Конструкция представленной установки может быть модифицирована с учетом условий, предъявляемых к протеканию процессов при до-водочно-притирочной обработке.

Рис. 1. Общий вид стенда для испытаний мелкомодульных зубчатых колес

Процесс приработки при исследовании кромочного взаимодействия нарезных зубчатых передач на данной установке относится к химико-механическому. Обработка накатных зубчатых передач идентичным способом затруднена из-за поверхностного упрочнения контактных поверхностей. Для решения этой задачи требуется использование механико-химического процесса, сущность которого заключается в том, что на

Решетневские чтения

обрабатываемую поверхность одновременно оказывается основное механическое и дополнительное химическое воздействие, в результате чего возникает процесс резания. Основную роль здесь выполняют абразивные зерна; фактически происходит процесс, чем-то напоминающий обработку связанным абразивным зерном - шлифование.

Был проведен обзор существующих методов размерной абразивной доводочно-притирочной обработки: обработки жестким притиром с непрерывно подаваемой абразивно-доводочной смесью; обработки жестким притиром с намазанной абразивно-доводочной смесью; обработки жестким притиром, шаржированным абразивно-доводочной смесью.

На основании проведенного информационного обзора можно сделать предположение, что при правильном подборе режимов приработки, схемы и абразивно-доводочной (абразивно-полировальной смеси) можно решить описанную выше проблему по обеспечению требуемой (в соответствии с ГОСТ 9178-81) точности прямозубых зубчатых цилиндрических мелкомодульных передач, формообразуемых накатыванием, по методике, основанной на теории огибающих.

Библиографический список

1. Вавилов, Д. В. Моделирование накатных мелкомодульных передач с заданными показателями качества / Д. В. Вавилов // Вестник СибГАУ. 2008. Вып. 4 (21). 2008. С. 83-86.

D. B. Eliseev, A. A. Iptyshev, M. M. Kolegova Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

SUPPLYING THE REQUIRED ACCURACY OF SPUR SERRATED HELICAL MOVING MEMBERS FORMED BY ROLLING

Supplying the required accuracy (according to GOST 9178-81) of spur serrated helical moving members, formed by rolling, is considered by method built upon envelope theory. Comparative analysis of rubbing contacts existing schemes and terms characteristics of abradant lapping treatment process is conducted.

© Елисеев Д. Б., Иптышев А. А., Колегова М. М., 2009

УДК 62.52

С. В. Елисеев

Иркутский государственный университет путей сообщения, Россия, Иркутск

Ю. Н. Резник

Читинский государственный университет, Россия, Чита

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ. МЕХАТРОННЫЕ ПОДХОДЫ

Рассматриваются теоретические основы построения структурных аналогов виброзащитных систем. Вводится понятие расширенного набора типовых элементов виброзащитных систем. Предлагается технология формирования дополнительных связей, формирующих управляющие силы.

Структурные подходы развиваются в течение многих лет и отражают тенденцию преобразования современных виброзащитных систем, использующих энергию внешних источников для уменьшения действия вибрации на защищаемые объекты [1-3]. Такие системы по существу являются специализированными системами автоматического управления (САУ). Построение цепей для реализации управляющих сил может быть сведено к введению обратных связей, физический смысл которых соответствует понятию обобщен-

ной пружины [4]. Миниатюризация вычислительных средств, достижения в области электро-, гидро- и пневмоавтоматики создают условия для развития мехатронных представлений о структуре и возможностях виброзащитных систем. Практическое продвижение в создании виброзащитных систем идет по пути усложнения дополнительных обратных связей. Для обработки информации, расчета управляющих сил, слежения за изменениями динамического состояния уже используются нейросетевые структуры.