10.14489/hb.2015.06.pp.011-017

2015, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/hb.2015.06.pp.011-017

Короткин В. И., Онишков Н. П., Харитонов Ю. Д.
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ НОВИКОВА В УСЛОВИЯХ ИХ РЕАЛЬНОГО МНОГОПАРНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
(с. 11-17)

Аннотация. Дан краткий обзор публикаций, посвященных прочности зубчатых передач Новикова. В этих публикациях отсутствуют достоверные результаты о напряженном состоянии зубьев в условиях их реального многопарного зацепления, где учитываются технологические погрешности изготовления и сборки зубчатых колес, а также жесткость зубьев. В этих условиях возникает неравномерность распределения передаваемой нагрузки и напряжений по площадкам контакта. Исследованию этого процесса посвящена статья. Предложена система уравнений, решение которой позволяет определить нагрузки, а затем изгибные и эффективные контактные напряжения в любой фазе зацепления. Таким образом определяется наиболее напряженная фаза и нагрузочная способность передачи. В вычислительную программу заложены результаты, полученные авторами ранее. Эти результаты включают определение изгибных и эффективных контактных напряжений, податливости зубьев при любом положении контактной площадки по ширине зубчатого венца с учетом влияния торцов пониженной жесткости. Эти исследования выполнены с помощью математического моделирования контакта и применения конечноэлементного пакета ANSYS. Разработанные зависимости приведены в статье. Приведены также полиномы, описывающие табличные данные, полученные при моделировании. Приведен пример расчета по разработанной программе. Из примера видно, что максимальная изгибная и контактная напряженность приходится на участки зуба, близко отстоящие от торца, в то время как максимальная нагрузка действует близко к середине зубчатого венца. Предложенный порядок расчета зубчатых передач Новикова по программе может с успехом быть использован в инженерной практике.

Ключевые слова: зубчатая передача Новикова; многопарное зацепление; контактное напряжение; изгибное напряжение; программа; расчет.

Korotkin V. I., Onishko N. P., Kharitonov Yu. D.
STRESS STATE OF NOVIKOV GEARING TEETH UNDER THE CONDITIONS OF REAL MULTIPAIR ENGAGEMENT
(pp. 11-17)

Abstract. A short review of publications on the strength of Novikov gearing given. These publications are no reliable results on the stress state of the teeth in their real multipair engagement, which takes into account technological errors of manufacture and assembly of gears, as well as the stiffness of teeth. In these conditions appears nonuniform distribution of the transmitted load and stress on the contact area. Study this process in an article. Proposed the system of equations, which allows to determine the load, followed by bending and effective contact stresses in any phase of engagement. This determines most strenuous phase and the load-bearing capacity of Novikov gearing. The results obtained by the authors earlier are reflected in computational program. These results include determination of bending and effective contact stresses, compliance of teeth for any position of contact pattern in width of gear rim taking into account the influence of gear faces with reduced stiffness. These studies were carried out by using of simulation and application of finite-element software package ANSYS. Developed by depending are given in the article. Polynomials that describe tabular data, obtained by modeling, also are given in the article. An example of the calculation by developed program is shown in the article. The example shows that maximum bending and contact tensions located at sites, closely spaced with respect to gear face, while maximum load is acting close to the middle of the ring gear. The proposed sequence for calculating Novikov gearing for computational program can successfully be used in engineering practice.

Keywords: Novikov gearing; Multipair engagement; Contact stress; Bending stress; Computational program; Calculation.

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

Рус

В. И. Короткин, Н. П. Онишков, Ю. Д. Харитонов (Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики им. И. И. Воровича Южного федерального университета) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. I. Korotkin, N. P. Onishko, Yu. D. Kharitonov (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. Кудрявцев В. Н., Державец Ю. А., Глухарев Е. Г. Конструкции и расчет зубчатых редукторов. Справ. пособ. Л.: Машиностроение. 1971. 328 с.
2. Росливкер Е. Г. Прочность и жесткость зубьев передач с зацеплением Новикова М. Л. // Прочность корпусов судов и надежность деталей машин. Тр. ГИИВТа. Горький, 1975. Вып. 138. С. 50 – 96.
3. Павленко А. В., Федякин Р. В., Чесноков В. А. Зубчатые передачи с зацеплением Новикова. Киев: Технiка. 1978. 144 с.
4. Яковлев А. С. Определение напряжения изгиба в зубьях цилиндрических передач Новикова // Вестник машиностроения. 1984. № 6. С. 18 – 20.
5. Передачи зубчатые Новикова с твердостью поверхностей зубьев НВ  350. Расчет на прочность. Методические рекомендации МР 221-86. М.: ВНИИНМАШ, 1987. 86 с.
6. Короткин В. И., Онишков Н. П., Харитонов Ю. Д. Зубчатые передачи Новикова. Достижения и развитие. М.: Машиностроение-1, 2007. 384 с.
7. Короткин В. И. К вопросу о стандартизации расчетов цилиндрических зубчатых передач Новикова // Справочник. Инженерный журнал. 2008. № 9. С. 60 – 64.
8. ГОСТ 21354–87. Передачи зубчатые цилиндри-ческие звольвентные. Расчет на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1988. 125 с.
9. Короткин В. И., Газзаев Д. А. Изгибная напряженность зубьев под действием распределенной на-грузки в различных фазах зацепления Новикова // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. № 2. С. 22 – 30.
10. Короткин В. И., Газзаев Д. А., Онишков Н. П. Фазовое перемещение зубьев колес цилиндрических зубчатых передач Новикова // Техника машиностроения. 2014. № 2. С. 33 – 38.
11. ГОСТ 30224–96. Передачи зубчатые Новикова цилиндрические с твердостью поверхности зубьев не менее 35 HRCэ. Исходный контур. Минск. Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. 1996. 5 с.
12. Часовников Л. Д. Передачи зацеплением (зубчатые и червячные). 2-е изд., перераб. и доп. М.: Маши-ностроение, 1969. 486 с.
13. ГОСТ 1643–81. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. М.: Изд-во стандартов, 1981. 69 с.
14. Короткин В. И., Газзаев Д. А. Приведенный объемный коэффициент формы зубьев в концентраторах зубчатых колес с зацеплением Новикова // Вестник ма-шиностроения. 2014. № 1. С. 15 – 19.

Eng

1. Kudriavtsev V. N., Derzhavets Iu. A., Glukharev E. G. (1971). Design and calculation of gears. Handbook. Leningrad: Mashinostroenie.
2. Roslivker E. G. (1975). The strength and rigidity of the gear cogs with M. L. Novikov meshing. Prochnost' korpusov sudov i nadezhnost' detalei mashin. Trudy GIIVTa. Gor'kii, (138), pp. 50-96.
3. Pavlenko A. V., Fediakin R. V., Chesnokov V. A. (1978). Gears with novikov gearing. Kiev: Technika.
4. Iakovlev A. S. (1984). Determination of bending stresses in the cogs of cylindrical gearings. Vestnik mashinostroeniia, (6), pp. 18-20.
5. Novikov gearings with the hardness of tooth sur-face more than 350 HRC. Strength calculation. (1987). Me-thodical recommendation No. MR 221-86. Moscow: VNIINMASh
6. Korotkin V. I., Onishkov N. P., Kharitonov Iu. D. (2007). Novikov gears. Achievements and development. Moscow: Mashinostroenie-1.
7. Korotkin V. I. (2008). Standardization of calcula-tions of Novikov's cylindrical gearings. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal, (9), pp. 60-64.
8. Cylindrical involute gears. Strenght test. (1988). Ru Standard No. GOST 21354–87. Moscow: Izdatel'stvo Standartov
9. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. (2014). Flexural tension of the cogs under the action of distributed load in different phases of Novikov gearing. Problemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin, (2), pp. 22-30.
10. 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.
11. Novikov cylindrical gears with hardness of the sur-face of the cogs of at least 35 HRCэ. Basic contour. (1996). Ru Standard No. 30224-96. Minsk. Mezhgosudarstvennyi standart. Mezhgosudarstvennyi sovet po standartizatsii, metrologii i sertifikatsii
12. Chasovnikov L. D. (1969). Transmission gearing (gear and worm). (2nd (Revised and Supplemented) ed.). Moscow: Mashinostroenie.
13. Cylindrical gearings. Tolerances. (1981). Ru Stand-ard No. GOST 1643–81. Moscow: Izdatel'stvo standartov
14. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. (2014). Reduced volumetric coefficient of the cogs shape in the hub of the Novikov gears. Vestnik mashinostroeniia, (1), pp. 15-19.

+ - 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: