Введение к работе
ДК135Льце01е_ТНЬЬ_С вступлением в рынок и реальную конкуренті гуіо борьбу перед отечестпегаюй промышленностью летала сложная научно-техническая зядача мядання нападі и мехагаимов, по техшіко-зшго.чическнм показателям не уступающих лучшим зарубежным образцам.
Успешное решение этой задачи в немалой степени зависит от эксплуатационных показателей червячных передач и редукторов, широко используемых во многих отраслях промышлешюсти. В середине 80-х годов на заводах бывшего СССР ежегодно изготавливалось свыше 400 тысяч чсрпжчиых редукторов общего назначения, свыгае 50 тысяч специальных червячных редукторов и несколько десятков тысяч специализированных червячных передач. В конце SO-x годов потребность в червячных редукторах, в том числе комбинированных и мотор-редукторах, повысилась до 490 - 520 тысяч штук, что составило около 30% от общего объема производства всех шщов редукторов.
При столь широком их применении технико-экономические характеристики редукторов и червячных передач остаются сравнительно невысокими. По дашгым, приведенным на совещашш в ГКНТ (1987 г.), посвященном вопросам редукторостроеїшя. 23 типоразмера шш 589 тысяч выпускаемых в то время редукторов не соответствозали техническому уровню одноименной продукции одной из ведущих зарубежных фирм - фирмы "Флендер".
В сформулированных в начале 90-грдов требованиях к червячным редукторам предполагалось для обеспечения их коіж>рентоспособности повысить уровень передаваемых нагрузок в 1,5...2 раза. Найти удовлетворительное решение поставленной задачи я случае прнменегата в машинах и механизмах традиционных червячных передач 7J, ТА, ZN и ZK пока не удалось из-за их пониженной контактной выностшости.
Следует отметить, что проблема низкого качества червячных редукторов неоднократно рассматривалась в работах II. С. Кривенко, В. В. Шульца, Л. С. Боровича, А. В. Вер-ховского, А. К. Георгнева, Б. К. Герасимова, П. С. Зака, Г. А. Лагутина, В. II. ПаруСца, В. И. ПодроЯхо и др.
Анализ многолетних отечественных и зарубежных исследований показывает, что для создания экономичного привода с высоким уровнем эксплуатационных показателей необходимо перейти на производство более прогрессивных видов червячных передач, наиболее перспективными из которых являются достаточно технологически освоенные передачи ZT. Эти передачи по контактной выносливости и износостойкости существенно превосходят традиционные виды.
Внедрешио передач ZT в отечественную промышленность препятствует их недостаточная изученность, проявляющаяся в пропшоречипости результатов экспериментов, связанной, в том числе, с неоднозначностью рекомщцаций по выбору основных параметров таких передач. Это определяет необходимость проведения более глубоких исследований. Целью диссертационной работы является исследование измен;, лцегося при аксплуа-
таціш контакта поверхностей червячной передачи ZT и геометрическая оптимизация параметров этих передач, обеспечивающая повышенные эксплуатационные показатели. Постаьленная цель определила основные задачи работы.
-
Разработка расчетного алгоритма для исследования геометрии и кинематики передач 2Т с изменяющимся в результате эксплуатации контактом.
-
Определение области допустимых сочетания параметров, в пределах которой может быть реализована передача 2Т.
-
Исследонания эволюции геометро-кинематических показателей (ПШ) и свойств сопряженных поверхностей передачи ZT на этапах теоретического и полного контакта.
-
Обосневаше критерия и оптимизация параметров передач ZT.
-
Экспериментальные исследования червячных передач ZT с целью сопоставления опытных данных с теоретическими результатами.
-
Разработка практических рекомендаций по рациональному выбору основных параметров червячных передач ТТ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
усовершенствована математическая модель зацепления поверхностей червячной передачи ZT на основе уточнения существующих представлений об эволюции их контакта;
определены граничные состояния контакта передачи ТТ и область допустимых сочетаний параметров, в пределах которой реализуется зацепление между главными поверхностями передачи с постоянным передаточным отношением и отсутствует подрезание зубьев колеса;
исследованы особенности теоретического и полного контакта передачи ZF в рамках области допустимых сочетаний ее основных параметров.
Іідаиіиек_чоіашияь_пМова состоит:
в возможности выбора основных геометрических параметров передал ZT в пределах найденной области рациональных сочетаний этих параметров;
в возможности получения высоких и стабильных аксплуатационныА показателей передач ZT в течение всего периода работы при учете результатов оптимизация и практических рекомендаций;
п разработке методик и алгоритмов, позволяющих исследовать геометрию и кинематику передач ZT на всех стадиях эволюции их контакта ц определять величину интегральных потерь в зацеплении передач с червяками различных профилей.
Їе&ШШШЯ-ЕЗботы. Результаты диссертационной работы внедрены при корректировке ОСТ 2 ШЫ-84 Передачи червячные циливдрические модифицированные. Основные, параметры", ОСТ 2 Н24-9-&4 "Передачи червячные цилиндрические модифтигрованные. Расчет геометрии", ОСТ 2 1124-10-84 "Передачи червячные цилиндрігческле модифициро-ванзасле. Исходный червяк и исходный проішодящий червях", ОСТ 2 Н91-5-84 "Передачи червячные цияизшрические модуфщпропашше. Общие технические требования".
Предложив ли сочетания параметров и рекомендации по назначению ширины чер-
вячиого колеса использованы при составлении таблиц основных параметров червячных передач для внедрения в перспективные конструкции редукторов ШІО "ВШШрелуктор".
Результаті* работы по оптимиїщш параметров передач ZT внедрены па Могилевском заводе Запасных частей ПО "Хнмволокло".
Апвс5ашила!5<аы, Основные результати! работы докладывались и обсуждались на конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (1986 - 1995 гг.), на ІГГС и не Координационном совете по червячным передачам НПО "ВІППІредуктор" (Киев, 1986 - 1988 гг.), на конструкторской секіиш комитета зубчатых передач и зацеплений им. Х.Ф. Кетова (Ленинград, 1987 г.), на ИТС завода "Редуктор" (Леншпрад, 1989 г.), на Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности металлоконструкций и методы их решения" (С-Петербург, 1995 г.).
Щ&шкашш По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ (2 статьи приняты в печать), в том числе 4 работы - без соавторов.
Структура и объем работы. Диссертаїдіонная работа общим объемом в 286 страниц состоит из введения, пяти глав, основных результатов и рекомендаций, содержание которых изложено на 177 страшшах матшюписного текста (через два шггервала), не считая рисунков, списка литературы из 167 наименований на 18 стр&шщах, трех приложений на 28 страницах. Работа содержит 85 рисунков на 63 страницах ч 43 таблицы.