10.14489/hb.2014.06.pp.026-031

2014, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/hb.2014.06.pp.026-031

Жуков А. А., Хасанова Л. А., Немтырев О. В.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ АЗОТИРОВАННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ 20Х3МВФА
(с. 26-31)

Аннотация. Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния зубчатого зацепления с учетом азотированного слоя с использованием ППП ANSYS 14.5. Оно позволило выявить характер распределения и величину возникающих контактных напряжений в зависимости от толщины азотированного слоя. Установлено, что существенное снижение эквивалентных напряжений при наличии азотированного слоя обусловлено частичным снижением действующих напряжений за счет упругой деформации азотированного слоя. Оставшаяся величина напряжений передается на основной материал. Показано, что этот механизм влияния азотированного слоя может быть представлен в виде двухэлементной системы различной жесткости. Чем больше толщина поверхностного упругого элемента – азотированного слоя, тем большую долю напряжений он может воспринять за счет возможной большей деформации.

Ключевые слова: численное моделирование; азотированный слой; свойства; зубчатые колеса; напряженно-деформированное состояние.

Zhukov A. A., Khasanova L. A., Nemtyrev O. V.
NUMERICAL MODELING OF THE STRESS-STRAIN STATE OF THE NITRIDED GEARS FROM CONSTRUCTIONAL STEEL 20H3MVFA
(pp. 26-31)

Abstract. The numerical simulation of the stress-strain state of gearing considering the nitrided layer using the ANSYS 14.5. It allowed identifying the character of distribution and magnitude of the contact stresses depending on the nitrided layer thickness was performed. It is established that essential decrease in equivalent tension in the presence of the nitrated layer is caused by partial decrease in the operating tension due to elastic deformation of the nitrated layer. The remained size of tension is transferred to the main material. It is shown that this mechanism of influence of the nitrated layer can be presented in the form of two element systems of various rigidity. Than more thickness of a superficial elastic element – the nitrated layer, subjects it can apprehend a big share of tension due to possible bigger deformation.

Keywords: Numerical simulation; Nitrided layer; Properties; Gears; Stress-strain state.

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

Рус

А. А. Жуков, Л. А. Хасанова, О. В. Немтырев (Рыбинский авиационный технический университет им. П. А. Соловьева) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. A. Zhukov, L. A. Khasanova, O. V. Nemtyrev (Solovjov Rybinsk State Aviation Technical 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. Зинченко В. М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 303 с.
2. Зубчатые передачи: справочник / Е. Г. Гинзбург, Н. Ф. Голованов, Н. Б. Фирун и др.; под общ. ред. Е. Г. Гинзбург. Л.: Машиностроение, 1980. 416 с.
3. ГОСТ 21354–87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления (расчет на прочность). Введ. 1987–04–01. М.: Государственный комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1987. 109 с.
4. Демкин Н. Б., Рыжов Э. В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. 244 с.
5. Короткин В. И., Онишков Н. П., Гольцев А. В. К оценке глубинной контактной выносливости эвольвентных зубчатых передач с поверхностно упрочнен-ными зубьями // Вестник машиностроения. 2008. № 5. С. 9 – 14.
6. Айрапетов Э. Л. Совершенствование методов расчета на прочность зубчатых передач // Вестник машиностроения. 1993. № 7. С. 5 – 14.
7. Басов К. А. ANSYS в примерах и задачах. М.: Компьютер Пресс, 2002. 224 с.
8. Сызранцев В. Н., Сызранцева К. В. Расчет напряженно-деформированного состояния деталей методами конечных и граничных элементов. Курган.: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2000. 111 с.

Eng

1. Zinchenko V. M. (2001). Surface engineering of gears by methods of chemical-thermal processing. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im N. E. Baumana.
2. Ginzburg E. G. (Ed.), Golovanov N. F., Firun N. B. (1980). Gears: handbook. Leningrad: Mashinostroenie.
3. Transmission cylindrical involute gears of external gearing (strength calculations). (1987). Standard No. GOST 21354-87. Moscow: Izdatel’stvo standartov.
4. Demkin N. B., Ryzhov E. V. (1981). Surface quality and the contact of machines details. Moscow: Mashinostroenie.
5. Korotkin V. I., Onishkov N. P., Gol'tsev A. V. (2008). To the assessment of deep contact endurance of involute gears with surface-hardened cogs. Vestnik mashinostroeniia, (5), pp. 9-14.
6. Ayrapetov E. L. (1993). Improving the methods of calculation on durability of tooth gears. Vestnik mashinostroeniia, (7), pp. 5-14.
7. Basses K. A. (2002). ANSYS in examples and tasks. Moscow: Computer Press.
8. Syzrantsev V. N., Syzrantseva K. V. (2000). Calculation of stress-strain state of details by methods of finite and boundary elements. Kurgan: Izdatel'stvo Kurganskogo gosudarstvennogo universiteta

+ - 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 250 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 250 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: