|
DOI: 10.14489/hb.2025.05.pp.052-062
Короткин В. И.
МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЙ БОЧКООБРАЗНЫХ ЗУБЬЕВ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
(c. 52-62)
Аннотация. Показана актуальность применения бочкообразных зубьев для эвольвентных зубчатых передач. Доказано, что степень бочкообразности зуба должна быть оптимальной, учитывающей как компенсацию технологических погрешностей, так и необходимость обеспечения требуемой нагрузочной способности передачи. Однако литературные рекомендации не всегда соответствуют этому условию, что иногда приводит к преждевременным контактным разрушениям бочкообразных зубьев. Приведены разработанные формулы и таблицы для инженерного расчета критериальных изгибных и эффективных контактных напряжений бочкообразных зубьев эвольвентных зубчатых передач. В основу положены результаты решения контактной задачи 3D c помощью разработанного конечно-элементного пакета программ в системе ANSYS. Формулы приведены к виду, позволяющему полученные напряжения сравнивать с допускаемыми напряжениями для линейного контакта и определять нагрузочную способность зубчатой передачи. Приведены численные примеры использования разработанных формул.
Ключевые слова: эвольвентная зубчатая передача; бочкообразный зуб; изгибное напряжение; эффективное контактное напряжение.
Korotkin V. I.
METHOD OF ENGINEERING CALCULATION OF STRESSES OF BARREL-SHAPED TOOTH OF INVOLUTE GEARING
(pp. 52-62)
Abstract. The article shows the relevance of using barrel-shaped teeth for involute gears. It has been proved that the degree of barrel shape of the tooth should be optimal, taking into account both the compensation of technological errors and the need to ensure the required load-bearing capacity of the gearing. However, the literature recommendations do not always meet this condition, which sometimes leads to premature contact destruction of barrel-shaped teeth. The article presents the developed formulas and tables for the engineering calculation of criterial flexural and effective contact stresses of barrel-shaped teeth of involute gears. It their based on the results of solving the contact task 3D using the developed finite element software package in the ANSYS system. The formulas are reduced to a form that allows the obtained stresses to be compared with the permissible stresses for the linear contact and to determine the load-bearing capacity of the gear train. Numerical examples of the use of the developed formulas are given.
Keywords: Involute gearing; Barrel-shaped tooth; Bending stress; Effective contact stress.
В. И. Короткин (Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. I. Korotkin (Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Громан М. Б. Режимы нагрузки и работы, их учет при расчете зубчатых передач. В кн.: Передачи в машиностроении. М.: Изд-во АН СССР. 1953. С. 63-81.
2. Петрусевич А. И. Зубчатые передачи. В кн.: Детали машин / Под ред. Н. С. Ачеркана. Кн. 1. М.: Машгиз. 1953. С. 199-332.
3. Кораблев А. И., Решетов Д. Н. Повышение несущей способности и долговечности зубчатых передач. М.: Машиностроение. 1968. 288с.
4. Часовников Л. Д. Передачи зацеплением (зубчатые и червячные). 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1969. 486 с.
5. Громан М. Б., Зак П. С. Бочкообразный зуб // Вестник машиностроения. 1976. №4. С. 23-25.
6. Короткин В. И., Колосова Е. М., Сухов Д. Ю. Коэффициент формы зуба при расчете на изломную прочность цилиндрических эвольвентных зубчатых колес, работающих в условиях локального контакта // Изв. вузов. Сев.-Кав. Регион. Технические науки. 2009. №5. С.78-84.
7. Короткин В. И., Сухов Д. Ю., Колосова Е. М. Определение напряжений в основании прямых бочкообразных зубьев колес цилиндрических эвольвентных зубчатых передач // Вестник машиностроения. 2010. №10. С.3-11.
8. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. Effective Contact Stress at the Surface of Barrel_Shaped Straight Teeth on Involute Gears // Russian Engineering Research, 2011, Vol. 31, No. 8, P. 725–730. © Allerton Press, Inc., 2011 (ISSN 1068_798X).
9. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. Axial Error of Gears and the Tooth Stress State in Involute Gear Systems // Russian Engineering Research, 2011, Vol. 31, No. 9, P. 834–837. © Allerton Press, Inc., 2011 (ISSN 1068_798X).
10. Короткин В. И., Газзаев Д. А., Сухов Д. Ю. Контактная напряженность прямых зубьев эвольвентных зубчатых передач в условиях перекосо в взацеплении // Изв. вузов. Сев.-Кав. Регион. Технические науки. 2011. №4. С. 83-87.
11. Короткин В. И., Онишков Н. П., Харитонов Ю. Д. Зубчатые передачи Новикова. Достижения и развитие. М.: Машиностроение-1. 2007. 384 с.
12. Ковальский Б. С. Расчет деталей на местное сжатие. Харьков: ХВКИУ. 1967. 233 с.
13. ГОСТ 13755–81. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные. Исходный контур. М.: Изд-во стандартов. 1988. 4 с.
14. ГОСТ 21354–87. Передачи зубчатые цилиндрические звольвентные. Расчет на прочность. М.: Изд-во стандартов. 1988. 125 с.
15. ГОСТ 1643–81. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. М.: Изд-во стандартов. 1981.69 с.
1. Groman M. B. (1953). Load and operating modes, their consideration when calculating gear transmissions. In the book: Gears in mechanical engineering, 63 – 81. Moscow: Izdatel'stvo AN SSSR. [in Russian language]
2. Petrusevich A. I., Acherkan N. S. (1953). Gear transmissions. In the book: Machine parts. Book 1, 199 – 332. Moscow: Mashgiz. [in Russian language]
3. Korablev A. I., Reshetov D. N. (1968). Increasing the load-bearing capacity and durability of gear transmissions. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Chasovnikov L. D. (1969). Gear transmissions (tooth and worm). 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
5. Groman M. B., Zak P. S. (1976). Barrel tooth. Vestnik mashinostroeniya, (4), 23 – 25. [in Russian language]
6. Korotkin V. I., Kolosova E. M., Suhov D. Yu. (2009). Tooth shape coefficient in calculating the fracture strength of cylindrical involute gears operating under local contact conditions. Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Tekhnicheskie nauki, (5), 78 – 84. [in Russian language]
7. Korotkin V. I., Suhov D. Yu., Kolosova E. M. (2010). Determination of stresses at the base of straight barrel-shaped teeth of cylindrical involute gears. Vestnik mashinostroeniya, (10), 3 – 11. [in Russian language]
8. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. (2011). Effective Contact Stress at the Surface of Barrel_Shaped Straight Teeth on Involute Gears. Russian Engineering Research, 3(8), 725 – 730.
9. Korotkin V. I., Gazzaev D. A. (2011). Axial Error of Gears and the Tooth Stress State in Involute Gear Systems. Russian Engineering Research, 31(9), 834 – 837.
10. Korotkin V. I., Gazzaev D. A., Suhov D. Yu. (2011). Contact stress of straight teeth of involute gear transmissions under conditions of misalignment in engagement. Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Tekhnicheskie nauki, (4), 83 – 87. [in Russian language]
11. Korotkin V. I., Onishkov N. P., Haritonov Yu. D. (2007). Novikov gear transmissions. Achievements and development. Moscow: Mashinostroenie-1. [in Russian language]
12. Koval'skiy B. S. (1967). Calculation of parts for local compression. Kharkov: HVKIU. [in Russian language]
13. Cylindrical involute gear transmissions. Initial contour. (1988). Standard No. GOST 13755–81. Moscow: Izdatel'stvo standartov. [in Russian language]
14. Cylindrical involute gear transmissions. Strength calculation. (1988). Standard No. GOST 21354–87. Moscow: Izdatel'stvo standartov. [in Russian language]
15. Cylindrical toothed transmissions. Tolerances. (1981). Standard No. GOST 1643–81. Moscow: Izdatel'stvo standartov. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). 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 скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2025.05.pp.052-062
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). 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 copy the article doi:
10.14489/hb.2025.05.pp.052-062
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»