10.14489/hb.2016.06.pp.014-020

2016, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/hb.2016.06.pp.014-020

Короткин В. И.
КРИТЕРИАЛЬНАЯ КОНТАКТНАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ, ФАЗОВЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ЖЕСТКОСТЬ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ НОВИКОВА, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ОСНОВЕ ИСХОДНОГО КОНТУРА ПО ГОСТ 15023–76
(c. 14-20)

Аннотация. Актуальной задачей является научная оценка напряженности и на ее основе разработка методов повышения нагрузочной способности и снижения материалоемкости зубчатых приводов, присутствующих в огромном многообразии машин и механизмов. Статья посвящена исследованию контактных напряжений и жесткости зубьев, получивших широкое распространение в промышленности зубчатых передач Новикова, выполненных на базе исходного контура по ГОСТ 15023–76. Использовано моделирование решения пространственной контактной задачи напряженно-деформированного состояния зуба с приведением результатов к виду, удобному для инженерных прочностных расчетов и проектирования передач. Предложена модель и разработан пакет программ в среде ANSYS для решения объемной контактной задачи напряженно-деформируемого состояния зуба с профилем по ГОСТ 15023–76 термоулучшенной зубчатой передачи Новикова. На основе результатов моделирования предложены расчетные инженерные формулы с таблицами для определения максимальных приведенных (критериальных) эффективных контактных напряжений в любой фазе зацепления, а также суммарных фазовых перемещений и жесткости зубьев, что имеет принципиальное значение при оценке напряженности зубьев в условиях их многопарного зацепления. Полученные результаты лягут в основу отыскания резервов повышения нагрузочной способности зубчатых передач Новикова с исходным контуром по ГОСТ 15023–76.

Ключевые слова: зубчатая передача Новикова; критериальное контактное напряжение; фазовое перемещение; жесткость зубьев; моделирование

Korotkin V. I.
CRITERION CONTACT INTENSITY, ORDER PHASE DISPLACEMENT AND RIGIDITY OF TEETH OF NOVIKOV GEARING WITH BASIC RACK PROFILE ACCORDING TO GOST 15023–76
(pp. 14-20)

Abstract. Gears are used in a large number of machines and mechanisms, therefore scientific evaluation of tensions, as well as development of methods to increase the load-bearing capacity and decrease material intensity is an actual problem. Article is devoted to the study of contact stresses and the rigidity of the teeth of Novikov gearing with basic rack profile according to GOST 15023–76, that widespread in the industry. In the research process used computer modeling for solving three-dimensional contact problem of stress-strain state of the teeth. Here results are presented in a form allowing carry out engineering calculations and design of gearing and driving. Presented the model and software package developed in the environment of ANSYS for solving 3D contact problem of stress-strain state of the teeth of thermally improved Novikov gearing with basic rack profile according to GOST 15023–76. Based on results computer modeling proposed the calculated engineering formulas with tables for determining of the maximum reduced (criterion) of effective contact stresses in any phase of gearing, as well as the total order phase displacement and the rigidity of the teeth. It is of fundamental importance in evaluating the strength of the teeth under conditions multipoint gearing. The obtained results will form the basis for finding reserves increase load-bearing capacity of Novikov gearing with basic rack profile according to GOST 15023–76.

Keywords: Novikov gearing; Criterion contact stress; Phase displacement; Rigidity of teeth; Computer modeling.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. И. Короткин (Южный федеральный университет) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. I. Korotkin (Research Institute of Mechanics and Applied Mathematics of the Southern Federal University) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Арефьев И. И. Исследование нагрузочной способности передач Новикова с двумя линиями зацепления // Зубчатые и червячные передачи / под ред. Н. И. Колчина. Л.: Машиностроение, 1968. С. 235 – 253.
2. Кудрявцев В. Н., Державец Ю. А., Глухарев Е. Г. Конструкции и расчет зубчатых редукторов. Справочное пособие. Л.: Машиностроение, 1971. 328 с.
3. Korotkin V. I., Onishkov N. P., Kharitonov Yu. D. Novikov Gearing: Achievements and Development. Nova Science Publishers, Inc. Hauppauge, New York, USA. 2011. 249 p.
4. Ковальский Б. С. Расчет деталей на местное сжатие. Харьков: ХВКИУ, 1967. 233 с.
5. Короткин В. И., Харитонов Ю. Д. Напряжения на площадках контакта в зубчатых передачах Новикова / Вiсник нацiонального технiчного унiверситету «ХПI». Збiрник наукових праць. Серiя: «Проблеми механiчного приводу». НТУ «ХПI». Харькiв. 2014. № 31. С. 69 – 75.
6. Короткин В. И., Газзаев Д. А., Онишков Н. П. Фазовое перемещение зубьев колес цилиндрических зубчатых передач Новикова // Техника машиностроения. 2014. № 2. С. 33 – 38.
7. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. and Kovalenko E. V. Rigidity of Novikov Gearing Teeth. Advanced Materials – Studies and Applications (PHENMA-2014). Nova Science Publishers. New York. 2015. Chapter 30. P. 511 – 521. (ISBN: 978-1-63463-749-7).
8. Короткин В. И. Оценка эффективности продольной модификации поверхностей зубьев цилиндрических зубчатых передач Новикова со стандартным исходным контуром по ГОСТ 30224–96 // Справочник. Инженерный журнал. С приложением. 2015. № 12.
9. Короткин В. И., Онишков Н. П. Эффективность увеличения модуля в зубчатых передачах Новикова со стандартными исходными контурами // Техника машиностроения. 2015. № 2. С. 37 – 44.
10. Короткин В. И. Об одном резерве повышения нагрузочной способности зубчатой передачи Новикова с исходным контуром по ГОСТ 30224–96 / Вiсник нацiонального технiчного унiверситету «ХПI». Збiрник наукових праць. Серiя: «Проблеми механiчного приводу». НТУ «ХПI». Харькiв. 2015. № 34. С. 58 – 63.

Eng

1. Kolchin N. I. (Ed.), Aref'ev I. I. (1968). Study of load capacity of the Novikov gears with two lines of engagement. Toothed and worm gears. Leningrad: Mashinostroenie, pp. 235-253.
2. Kudriavtsev V. N., Derzhavets Iu. A., Glukharev E. G. (1971). Design and calculation of gears. Handbook. Leningrad: Mashinostroenie.
3. Korotkin V. I., Onishkov N. P., Kharitonov Yu. D. (2011). Novikov gearing: achievements and development. Nova Science Publishers, Inc. Hauppauge, New York, USA.
4. Koval'skii B. S. (1967). Calculation of parts for local compression. Khar'kov: KhVKIU.
5. Korotkin V. I., Kharitonov Iu. D. (2014). Stresses at the sites of contact in the Novikov gearing. Visnik natsional'nogo tekhnichnogo universitetu «KhPI». Zbirnik naukovikh prats'. Seriia: «Problemi mekhanichnogo privodu». NTU «KhPI». Khar'kiv, 31, pp. 69-75.
6. Korotkin V. I., Gazzaev D. A., Onishkov N. P. (2014). The phase displacement of the cogs of wheels in Novikov’s cylindrical gearings. Tekhnika mashinostroeniia, (2), pp. 33-38.
7. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. and Kovalenko E. V. (2015). Rigidity of Novikov gearing teeth. Advanced Materials – Studies and Applications (PHENMA-2014), Chapter 30, (pp. 511-521). New York: Nova Science Publishers.
8. Korotkin V. I. (2015). Evalution of effectiveness longitudinal surface modification teeth of cylindrical Novikov gearing with standard basic rack profile according to GOST 30224–96. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal, (12), pp. 14-20. doi: 10.14489/hb.2015.12.pp.014-020.
9. Korotkin V. I., Onishkov N. P. (2015). Efficiency of increasing the module in Novikov gearings with standard source profile. Tekhnika mashinostroeniia, (2), pp. 37-44.
10. Korotkin V. I. (2015). Reserve for increasing the load capacity of the Novikov gearing with the original profile based on the standard GOST 30224–96. Visnik natsional'nogo tekhnichnogo universitetu «KhPI». Zbirnik naukovikh prats'. Seriia: «Problemi mekhanichnogo privodu». NTU «KhPI», 34, pp. 58-63.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: