Что такое модификация профиля зуба
Опубликовано: 26.04.2024
CC BY
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Дорофеев Д. В., Шевченко И. В.
Зубчатые передачи с коэффициентом перекрытия большим 2 имеют несколько преимуществ по сравнению со стандартными прямозубыми передачами: высокую изгибную и контактную прочность, низкие вибрации и малые динамические нагрузки. При их проектировании возникает несколько проблем возникновение заедания, высокие контактные нагрузки на кромках зубьев, повышенные скорости скольжения, повышенное тепловыделение. Для устранения этих проблем предлагается использовать модификацию линии профиля зубьев. В статье описаны результаты сравнения различных видов профильной модификации, примененных к парам авиационных зубчатых колес: с коэффициентом перекрытия большим 2, а также с коэффициентом перекрытия равным 1.5. Сравнение проводилось для зубчатых колес, применяемых в авиации
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Дорофеев Д. В., Шевченко И. В.
Текст научной работы на тему «Модификация зубчатых колес с коэффициентом перекрытия более двух»
электронное научно-техническое издание
НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ
Зл № ФС 77 - 30569. Государственная регистрация №0421100025. ISSN 1994-0406
Модификация зубчатых колес с коэффициентом перекрытия более двух # 05, май 2011
авторы: Дорофеев Д. В., Шевченко И. В.
РГТУ МАТИ dl@list.ru
Применение модификаций, целенаправленной замены эвольвентной линии профиля кривой, позволяющей компенсировать деформации зубьев под нагрузкой, является одним из дорогостоящих при экспериментальной доводке методов проектирования зубчатых передач, поскольку часто ошибки назначения параметров модификации приводят к разрушению не только редуктора, но и авиационного двигателя [3]. Однако современные методы компьютерного проектирования позволяют в значительной степени снизить затраты, за счет моделирования процессов зацепления зубчатых колес. Таким образом, появление новых методов позволяет уточнить и расширить сферу применения зубчатых передач коэффициентом перекрытия 8 > 2. Тем не менее, указанные выше проблемы требуют проведения аналитического исследования эффективности работы данных зубчатых передач по сравнению с менее проблемными и более простыми в доводке зубчатыми передачами с коэффициентом перекрытия г « 1.5.
Для проведения исследований использован программный комплекс AsGears, показавший хорошую сходимость результатов моделирования работы зубчатых передач с результатами экспериментов [2]. В качестве исходных данных были использованы параметры зубчатых передач: с коэффициентом перекрытия 2.023 (табл. 1) и с коэффициентом перекрытия 1.502 (табл. 2). Режимы нагрузки для каждого эксперимента идентичны.
Для реализации преимуществ эвольвентного зацепления под нагрузкой использованы различные модификации профиля, параметры которых были подобраны методом многократных расчетов.
Таблица 1 - Геометрические параметры зацепления с коэффициентом перекрытия 2.023
Зубчатое колесо Шестерня Колесо
Число зубьев 28 41
Рабочий модуль, мм 3.0 3.0
Угол зацепления, град. 25 25
Угол наклона зубьев 0 0
Коэффициент высоты головки 1.328 1.36255
Коэффициент смещения -0.209 -0.2
Коэффициент перекрытия 2.023
Ширина зубчатого венца 30
Рис. 1. Форма зубьев в зацеплении зубчатой передачи с коэффициентом перекрытия больше двух
Таблица 2 - Геометрические параметры зацепления с коэффициентом перекрытия 1.502
Зубчатое колесо Шестерня Колесо
Число зубьев 28 41
Рабочий модуль, мм 3.0 3.0
Угол зацепления, град. 25 25
Угол наклона зубьев 0 0
Коэффициент высоты головки 1.18511 1.27813
Коэффициент смещения 0.4611 0.9321
Коэффициент перекрытия 1.502
Ширина зубчатого венца 30
Рис. 2. Форма зубьев в зацеплении зубчатой передачи с коэффициентом перекрытия 1.5
Вычислительный эксперимент 1. Сравнение работы зубчатых передач на режиме максимальных нагрузок.
На первом этапе сравнения требуется определить эффективность работы зубчатых передач на максимальном (взлетном) режиме: частота вращения на входе, 18000 об/мин, сила, действующая по нормали к профилю, 25000Н
Таблица 3 - Результаты расчета зубчатой передачи с коэффициентом перекрытия 2.023
Рубрика: 7. Машиностроение
Статья просмотрена: 654 раза
Библиографическое описание:
Дорофеев, Д. В. Метод определения формы модификации зубчатых колес для повышения их нагрузочной способности / Д. В. Дорофеев. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы I Междунар. науч. конф. (г. Пермь, июль 2011 г.). — Пермь : Меркурий, 2011. — С. 66-68. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/4/887/ (дата обращения: 04.04.2021).
Рис. 1. Картина входа зуба в зацепление под нагрузкой без модификации
При высоких нагрузках происходит изгиб зубьев. Даже если точность высока, изгиб создает интерференцию в первой точке контакта ( рис. 2 ). Причем величина деформации зуба под действием изгибающей нагрузки может превышать точность изготовления зубчатого колеса . При выходе зуба из зацепления у тяжело нагруженных зубьев происходит скачок контактных напряжений, по причине нарушения линии контакта зубьев [1].
Рис. 2. Интерференция при входе зуба в зацепление
Для устранения пиковых значений напряжений на отдельных участках профиля применяется модификация профиля. Участки профиля, на которых возникают пики напряжений, определяются экспериментально или с помощью современных систем моделирования. Переход от применяемых теоретически сопряженных эвольвентных зацеплений (без действующей нагрузки) к несопряженным (модифицированным) дает большой эксплуатационный и экономический эффект, поскольку позволяет уменьшить габариты и массу зубчатых колес. Однако неправильное определение величины модификации на стадии проектирования является наиболее часто встречающейся причиной разрушения зубчатых колес и двигателя. Погрешность в оценке величины модификации приводит к концентрации контактных нагрузок и напряжений на кромках зубьев, что может приводить к заклиниванию передачи и даже разрушению авиационного двигателя. Проблема создания двигателя АИ-24 заключалась в том, что повышенное динамическое возбуждение в зубчатых колесах передавалось на лопатки и диски компрессора и сопровождалось обрывами лопаток I , III , VIII , IX и X ступеней компрессора и появлением трещин на дисках отдельных ступеней компрессора. Таким образом, точность определения величины модификации играет ведущую роль в обеспечении работоспособности зубчатой передачи. В настоящее время известно несколько методов определения формы линии модификации для зубчатых колес. Экспериментальный способ является самым надежным, но также самым дорогостоящим и длительным. Определенной проблемой при определении величины модификации является отсутствие развитого математического аппарата. Эти параметры назначаются конструктором в процессе доводки изделия, исходя из значений нагрузок и точности изготовления зубчатого колеса, и опыта доводки изделия. Другая проблема существующих методов модификации состоит в том, что форма линии модификации профиля подбирается для обоих колес независимо друг от друга. По этой причине, решение данной задачи является сложной процедурой, требующей проведения множества расчетов, причем данный подход не ведет к последовательному улучшению качества зацепления, поскольку устранение пиков напряжений для одного из участков профиля зубчатого колеса может привести к возникновению пиковых нагрузок на других участках профиля, что связано с нарушением сопряженности зацепления. Нарушение сопряженности зацепления приводит к повышенной вибрационной активности зубчатых колес. Таким образом, в существующих методах модификации зубчатых колес можно выделить несколько направлений:
- Независимая модификация каждого из зубчатых колес.
- Нарушение сопряженности зацепления зубчатых колес под нагрузкой, и как следствие повышенный уровень вибрации.
- Отсутствие математического аппарата, позволяющего определять форму линии модификации зубчатых колес исходя из условия сопряженности под действием нагрузок в зацеплении.
Рис. 3. Форма линии модификации сопряженного колеса
Как видно из рис. 4 использование разработанной методики позволило исключить пики напряжений при входе и выходе зубьев из зацепления.
Рис.4. Действующие нагрузки после получения формы линии модификации сопряженного колеса с помощью разработанной методики
[1] ГОСТ 21354-87 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность [2] Елисеев Ю.С., Крымов В.В., Нежурин И. П. и др. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей: Произв.-практ.издание/; Под ред. Ю.С. Елисеева. – М.: Высш. шк., 2001. – 493 с.; ил. [3] Кудрявцев В.Н. Зубчатые передачи, М. – Л.: Машгиз, 1957, 264 стр., ил. 
Модификация профилей зубьев позволяет увеличить преимущества эвольвентного зацепления, обеспечивая уменьшение минимально допустимых чисел зубьев, повышение изгибной и контактной прочности, повышение износостойкости и стойкости против заедания, повышение плавности работы. Модификация применяется в основном для прямозубых передач. Для косозубых передач она используется для вписывания в стандартное межосевое расстояние и при малых числах зубьев шестерни.
При положительном смещении исходного контура обеспечивается:
· повышение изгибной прочности зубьев за счет утолщения зуба у основания;
· возможность уменьшения числа зубьев и увеличения модуля зацепления при том же начальном диаметре шестерни (повышается изгибная прочность);
· повышение контактной прочности зубьев за счет увеличения радиусов кривизны профилей зубьев шестерни ( ) и колеса ( ) и соответствующего уменьшения удельного давления ( – коэффициент удельного давления; – приведенный радиус кривизны).
Однако улучшение одних параметров с повышением коэффициентов смещения, например прочности, обычно связано с ухудшением других параметров, например плавности работы (снижается коэффициент перекрытия ).
Модификация смещением исходного контура может быть высотной и угловой.
При высотной модификации суммарный коэффициент смещения равен нулю . В данном случае шестерня упрочняется по изгибу за счет колеса. Эта модификация применяется при малых числах зубьев шестерни ( ) и больших передаточных числах . При использовании данной модификации не изменяется межосевое расстояние, начальные и делительные окружности совпадают . Зацепление в данном случае называется равносмещенным.
При угловой модификации суммарный коэффициент отличен от нуля . При зацепление называется положительным, а при – отрицательным. С помощью угловой модификации можно существенно улучшить качественные показатели передачи, поэтому она получила большее распространение.
Для передач, несущая способность которых определяется контактной выносливостью, необходимо возможно большее увеличение приведенного радиуса кривизны, что обеспечивается выбором максимально возможного суммарного коэффициента смещения; при этом также повышается изгибная прочность передачи.
Для передач, несущая способность которых определяется прочностью зубьев на изгиб, модификация должна обеспечить повышение прочности и равнопрочность по изгибу зубьев шестерни и колеса.
Для передач, несущая способность которых ограничивается заеданием или механическим изнашиванием, с помощью модификации необходимо уменьшать и выравнивать скорости относительного скольжения в крайних точках зацепления; для
повышения износостойкости целесообразно также уменьшать высоту ножки зуба шестерни.
Предельные значения коэффициентов смещения зависят от следующих факторов:
· подрезания зубьев у основания; , для прямозубых передач минимальное число зубьев , для косозубых передач ;
· заострения зубьев у вершины; толщины зуба у вершины ;
· интерференции профилей зубьев при работе;
· коэффициента перекрытия; для прямозубых передач .
Наиболее универсальным методом определения коэффициентов смещения является метод блокирующих контуров, устанавливающий область допустимых значений коэффициентов смещения шестерни ( ) и колеса ( ). Блокирующий контур (рис. 9.5) строится в координатах и для передачи с заданными числами зубьев и .
Рис. 9.5. Блокирующий контур
Коэффициенты смещения и назначаются таким образом, чтобы зависящие от них качественные показатели передачи (плавность хода, износостойкость, прочность) имели оптимальные значения. При этом необходимо учитывать условия работы передачи: быстроходность, характер нагрузки, материал зубчатых колес, термообработку, смазку.
Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00
Диастема – это одна из самых распространенных патологий. Если верить официальной статистике, каждый пятый житель планеты имеет щель между передними зубами. В каком-то смысле это считается одним из вариантов нормы, не является отклонением, подлежащим устранению. Особенно если расстояние небольшое. Однако и в обратном случае данное явление не требует обязательного стоматологического вмешательства. Хотя зачастую доставляет колоссальные неудобства своему обладателю, провоцирует серьезный психологический дискомфорт. В такой ситуации единственный выход – обратиться за помощью к ортодонту.
Диастема между зубов – что это такое, как от нее избавиться
Недуг выражается в форме большого промежутка между передними центральными резцами, может поражать как верхние, так и нижние ряды. Средняя ширина образовавшейся щербинки составляет порядка двух-шести миллиметров, все зависит от индивидуальных особенностей.
Фактически это такая же зубочелюстная патология, как и все прочие: чрезмерные размеры коронок, зубная кривизна, аномальное расположение и т.п. В подавляющем большинстве случаев является наследственной, возникает ввиду генетической предрасположенности. Реже факторами, определяющими развитие, выступают какие-то механические повреждения и проблемы прикуса.
Необходимость профессионального стоматологического вмешательства зависит от степени выраженности недуга, а также процесса, спровоцировавшего его появление. Эти же основания влияют на выбор лечебных и реабилитационных программ. Самый популярный метод коррекции – установка брекетов либо перекрытие винирами. Хирургические манипуляции практикуются крайне редко.
Этиология
В подавляющем большинстве случаев причинами диастемы являются неуправляемые и неконтролируемые факторы – наследственность, врожденные зубочелюстные аномалии. Однако наравне с ними выделяют и другие предпосылки:
- неблагоприятный генный набор;
- патологические искривления боковых резцов;
- аномальная величина передних зубов;
- преждевременная либо, наоборот, запоздалая смена молочных рядов;
- нарушения строения уздечки;
- ярко выраженная несоизмеримость челюстных и зубных элементов;
- хронические болезни тканей пародонта.
Важно понимать, что несовершенство не всегда является врожденным, может проявляться с течением времени. Данный процесс обуславливается целым спектром факторов. Так, например, у детей щели образуются из-за злоупотребления вредными привычками. Какими именно? Сосать палец или грызть кончики канцелярских принадлежностей.
Для составления коррекционной программы по устранению щели между резцами необходимо разобраться в основополагающих фундаментальных причинах ее возникновения. Кроме того, стоит понимать, что в отдельных ситуациях данный дефект даже нельзя назвать патологией, он представляется одним из вариантов нормы. Например, диастема проявляется, если у человека формируются небольшие зубы при довольно широких верхних деснах. Профессиональное стоматологическое вмешательство в таком случае не требуется. Проблема носит исключительно эстетический характер.
Вредные привычки детей обсудили, а что со взрослыми? У них щель образуется в результате утраты моляров. Дело в том, что человеческий организм всегда стремится к какому-то идеальному состоянию. Именно поэтому когда одни элементы исчезают, другие постепенно заполняют образовавшиеся пустоты.
Патологии прикуса и врожденная зубная кривизна – еще одни частые причины прогрессирования недуга. Они нуждаются в регулярных профилактических осмотрах у стоматолога, поддерживающей терапии.
Классификация
Важно понимать, что дефект может быть рассмотрен сразу в нескольких классификационных разрезах. Так, например, явление анализируют с точки зрения конкретного этапа развития:
- ложный – когда меняется молочный прикус;
- истинный – когда появляются постоянные коренные зубы.
В первом случае проблема не нуждается в профессиональном вмешательстве, исчезает самостоятельно по мере обновления зубных рядов. Во втором устранение возможно только посредством квалифицированной стоматологической помощи.
Следующий принцип деления – на основе расположения. Выделяют две формы:
- симметричную, при которой резцы находятся в равном удалении;
- несимметричную, когда наблюдается неравномерное смещение коронок.
Также классификация может быть проведена на основании особенностей латерального уклона, медиальных искривлений и т.п.
Ложная
Диагностируется у детей во время молочного прорезывания. Ликвидируется по мере того, как заполняются зубные ряды.
Истинная
Наблюдается при обновлении зубов на постоянные коренные. Диастемными называют все случаи, когда расстояние превышает отметку в один миллиметр.
Физиологическая
Появляется в период активного роста и формирования челюсти. Иногда она обозначается быстрее, чем успевают вырасти резцы. Важно наблюдать за тем, чтобы не травмировались десны, поскольку мягкие ткани оказываются в уязвимом положении.
Патологическая
Провоцируется атрофией губчатых челюстных костей либо нехваткой единиц в зубных рядах. Одна из причин – раннее удаление молочных элементов, вызванное неправильным развитием зачатков коренных. Требует квалифицированного стоматологического лечения.
Распространенная сопутствующая симптоматика
Не заметить несовершенство довольно сложно – щель располагается на видном месте, сразу бросается в глаза. Как отмечалось ранее, расстояние между передними резцами бывает равномерным или расширяющимся к нижним краям. В последнем случае образуется некий треугольник, который не рекомендуется оставлять без внимания, даже если вы воспринимаете щербинку как собственную изюминку.
Все дело в том, что подобное расположение считается аномальным, усиливает искривление окклюзии, приводит к развитию патологий прикуса – мезиальных, дистальных, открытых или перекрестных.
Если говорить о сопутствующей симптоматике, то сюда относят:
- искажения воспроизведения шипящих звуков;
- шепелявость;
- дискомфортные ощущения, повышенную чувствительность десен;
- нарушение строения тканей пародонта.
В целом, игнорирование патологического явления сопряжено с огромным множеством разнообразных осложнений и негативных последствий.
Как проводят диагностику
Для постановки диагноза стоматологу достаточно провести комплексный визуальный осмотр. Дополнительные анализы или исследовательские мероприятия не требуются. Если же пациент намерен устранить проблему, хочет получить красивую улыбку, необходимо более тщательное изучение клинической картины.
В первую очередь выявляются особенности прохождения центральной линии, определяется разновидности дефекта, а также причины его возникновения. К стандартным диагностическим манипуляциям относят:
- рентгенологическое обследование;
- снятие челюстных слепков;
- анализ расположения резцов;
- оценка симметричности щели.
Иногда в стоматологической практике могут задействоваться дополнительные коррекционные методы. Однако они более характерны для ортодонтов, чем для хирургов и ортопедов.
Способы лечения и исправления диастемы зубов у взрослых
Выше мы подробно обсудили возможные клинические проявления и варианты диагностики патологии. Так, в подавляющем большинстве случаев удается ограничиться банальным визуальным осмотром, не прибегая к сторонним манипуляциям. Если же человек намерен устранить дефект, хочет получить ровную и здоровую улыбку, требуется проведение дополнительных обследований. Их генеральная миссия заключается в анализе состояния резцов.
На основе полученной информации выбирается одно из трех лечебных направлений. Далее рассказываем, как убрать диастему у взрослых и детей.
Эстетическая реставрация
Разбираемый диагноз предусматривает огромное множество вариантов коррекции. Если речь идет об эстетике, то здесь выделяют две ключевые методики:
- Использование виниров. В этом случае передним резцы перекрываются тоненькими пластинками, выполненными из керамики. Как правило, их толщина не превышает 0,7 миллиметров. Они помогают сделать реставрацию максимально комфортной и незаметной. Подобные конструкции быстро корректируют форму единиц, делают улыбку ровной и красивой. Однако у них есть существенный недостаток – необходимость обточки эмали.
- Протезирование коронками. Все те же клыки-резцы подвергают сильному обтачиванию, а затем закрывают колпачками-коронками – цельнокерамическими или металлокерамическими. Они в точности повторяют анатомическое строение зубов, обеспечивают их возвращение к правильному расположению. Из материалов лучше всего диоксид циркония.
Справедливости ради стоит отметить, что разобранные методики применяются исключительно во взрослом возрасте. С детьми практикуются менее суровые варианты. О них и поговорим далее.
Хирургическое вмешательство
Как правило, к помощи хирургов прибегают лишь в тех случаях, когда патология развивалась из-за аномальной формы и величины уздечки. Тогда обязательно проводится комплексная пластика, составляется индивидуальная ортодонтическая программа восстановления.
Еще одно основание для организации столь серьезных стоматологических мероприятий – кортикотомия. Данный термин используют для обозначения простейших операций, проводящихся с целью более быстрого изменения расположения зубов в рамках лечебного цикла. Смысл сводится к выполнению нескольких разрезов на проблемных челюстных участках. Это помогает размягчить костные ткани, провести все требующие манипуляции с наименьшим травматизмом.
Ортодонтическая терапия
Наиболее часто встречаемый и действенный метод исправления ситуации – коррекция брекетами. Представляющие собой несъемные ортодонтические конструкции, они могут быть установлены с подросткового возраста. В раннем детстве их не применяют, поскольку процесс смены молочного прикуса еще не завершен.
Если говорить о детской ортодонтии, то в ней, в целом, используются более щадящие и менее болезненные корректирующие методики. Например, съемные пластинки или конструкции, призванные фиксировать центральные резцы. Когда проблема является наследственной, она очевидна уже с рождения, рекомендуется не медлить с терапией. С течением времени устранить несовершенство будет только сложнее.
«Помню, долгое мучилась с щербинкой, а потом, наконец-то, нашла «своего» врача! Он мне установил брекеты, и в течение года все исправилось. Теперь зубки ровные, улыбка красивая. А что было – страшно вспомнить! Огромная щель в верхней челюсти, да еще тремы по всему нижнему ряду. Я до этого вообще не улыбалась, а разговаривать пыталась с сомкнутыми губами. К счастью, все это позади!».
Что примечательно, инновационные брекет-системы создаются из высокопрочных материалов, которые отлично проявляют себя в эксплуатации. Это могут быть классические металлы или более эстетические керамические и сапфировые установки – выбор невероятно широк. Что касается крепления скоб, то их располагают по всей челюсти или в пределах конкретной области. Иногда практикуется вариант лингвальной системы – ее прикрепляют к тыльной стороне зубного ряда. Решение дорогое, однако вызывает наименьший дискомфорт.
Как убрать диастему передних нижних зубов: фото проблемы в детском возрасте
При проведении диагностических мероприятий у ребенка, специалист первым делом выясняет природу недуга – ложный он или истинный. Для этого организуется комплексное рентгенологическое обследование, после которого снимки изучаются комиссией. На основании изученных материалов выносится вердикт. Если шов между резцами отчетливо просматривается, принимается решение о кортикотомии – она позволяет заполнить недостающие промежутки костных и соединительных тканей. Хирургическое вмешательство сводится к коррекции небной области, доведении ее до нормального состояния. Что примечательно, любые манипуляции осуществляются исключительно под анестезией. Рекомендуется быть готовым к тому, что реабилитационный период займет длительный отрезок времени, будет сопровождаться довольно дискомфортными ощущениями.
Однако современная детская стоматология предлагает и менее болезненные варианты лечения – например, установку фиксатора из карбоновых нитей. В рамках данного метода лечащий врач осторожно продевает сквозь резцы особую каучуковую конструкцию, закрепляет ее примерно на семь-восемь дней. Затем она снимается и заменяется на специальные фиксирующие элементы, с которыми ребенок ходит около года.
Когда патология спровоцирована излишне крупными размерами молочных резцов, может быть назначено их заблаговременное удаление. Хотя мера и признана радикальной, она дает вполне ощутимый эффект. Притом быстро и без лишних усилий.
Тремы и диастема – в чем разница
Несмотря на распространенное заблуждение, данные понятия не являются синонимичными. Патология-трема диагностируется в тех случаях, когда зубные промежутки чрезмерно широкие. Как правило, речь идет о расстоянии во всю длину верхнего или нижнего ряда. Диастемные проявления распространяются исключительно на передние резцы.
Таким образом, главным отличием выступает расположение дефекта.
Профилактика – как не допустить появления щели
Когда диастема – наследственное явление, предотвратить ее формирование не удастся. Если нежелательное расстояние отсутствовало при рождении, вы можете предупредить его возникновение в будущем. Для этого требуется регулярно посещать ортодонта, выполнять все назначения, следовать советам и рекомендациям.
Итак, какие же профилактические мероприятия поспособствуют достижению цели?
- Откажитесь от вредных привычек. Если речь идет о ребенке, помогите ему перестать сосать палец, грызть ногти, брать в рот ручки и карандаши.
- Тщательно следите за гигиеной ротовой полости, поддерживайте ее в оптимальном состоянии. Выбирайте качественные чистящие средства, которые не допустят патологических изменений тканей десен и пародонта.
- Посещайте участкового стоматолога каждые шесть месяцев. Особенно актуально, если имеется генетическая предрасположенность.
Теперь вы знаете все о том, что делать с диастемой, как ее исправить. Надеемся, представленный материал оказался полезным, помог найти ответы на интересующие вас вопросы.
CC BY
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Дорофеев Д. В., Шевченко И. В.
Зубчатые передачи с коэффициентом перекрытия большим 2 имеют несколько преимуществ по сравнению со стандартными прямозубыми передачами: высокую изгибную и контактную прочность, низкие вибрации и малые динамические нагрузки. При их проектировании возникает несколько проблем возникновение заедания, высокие контактные нагрузки на кромках зубьев, повышенные скорости скольжения, повышенное тепловыделение. Для устранения этих проблем предлагается использовать модификацию линии профиля зубьев. В статье описаны результаты сравнения различных видов профильной модификации, примененных к парам авиационных зубчатых колес: с коэффициентом перекрытия большим 2, а также с коэффициентом перекрытия равным 1.5. Сравнение проводилось для зубчатых колес, применяемых в авиации
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Дорофеев Д. В., Шевченко И. В.
Текст научной работы на тему «Модификация зубчатых колес с коэффициентом перекрытия более двух»
электронное научно-техническое издание
НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ
Зл № ФС 77 - 30569. Государственная регистрация №0421100025. ISSN 1994-0406
Модификация зубчатых колес с коэффициентом перекрытия более двух # 05, май 2011
авторы: Дорофеев Д. В., Шевченко И. В.
РГТУ МАТИ dl@list.ru
Применение модификаций, целенаправленной замены эвольвентной линии профиля кривой, позволяющей компенсировать деформации зубьев под нагрузкой, является одним из дорогостоящих при экспериментальной доводке методов проектирования зубчатых передач, поскольку часто ошибки назначения параметров модификации приводят к разрушению не только редуктора, но и авиационного двигателя [3]. Однако современные методы компьютерного проектирования позволяют в значительной степени снизить затраты, за счет моделирования процессов зацепления зубчатых колес. Таким образом, появление новых методов позволяет уточнить и расширить сферу применения зубчатых передач коэффициентом перекрытия 8 > 2. Тем не менее, указанные выше проблемы требуют проведения аналитического исследования эффективности работы данных зубчатых передач по сравнению с менее проблемными и более простыми в доводке зубчатыми передачами с коэффициентом перекрытия г « 1.5.
Для проведения исследований использован программный комплекс AsGears, показавший хорошую сходимость результатов моделирования работы зубчатых передач с результатами экспериментов [2]. В качестве исходных данных были использованы параметры зубчатых передач: с коэффициентом перекрытия 2.023 (табл. 1) и с коэффициентом перекрытия 1.502 (табл. 2). Режимы нагрузки для каждого эксперимента идентичны.
Для реализации преимуществ эвольвентного зацепления под нагрузкой использованы различные модификации профиля, параметры которых были подобраны методом многократных расчетов.
Таблица 1 - Геометрические параметры зацепления с коэффициентом перекрытия 2.023
Зубчатое колесо Шестерня Колесо
Число зубьев 28 41
Рабочий модуль, мм 3.0 3.0
Угол зацепления, град. 25 25
Угол наклона зубьев 0 0
Коэффициент высоты головки 1.328 1.36255
Коэффициент смещения -0.209 -0.2
Коэффициент перекрытия 2.023
Ширина зубчатого венца 30
Рис. 1. Форма зубьев в зацеплении зубчатой передачи с коэффициентом перекрытия больше двух
Таблица 2 - Геометрические параметры зацепления с коэффициентом перекрытия 1.502
Зубчатое колесо Шестерня Колесо
Число зубьев 28 41
Рабочий модуль, мм 3.0 3.0
Угол зацепления, град. 25 25
Угол наклона зубьев 0 0
Коэффициент высоты головки 1.18511 1.27813
Коэффициент смещения 0.4611 0.9321
Коэффициент перекрытия 1.502
Ширина зубчатого венца 30
Рис. 2. Форма зубьев в зацеплении зубчатой передачи с коэффициентом перекрытия 1.5
Вычислительный эксперимент 1. Сравнение работы зубчатых передач на режиме максимальных нагрузок.
На первом этапе сравнения требуется определить эффективность работы зубчатых передач на максимальном (взлетном) режиме: частота вращения на входе, 18000 об/мин, сила, действующая по нормали к профилю, 25000Н
Таблица 3 - Результаты расчета зубчатой передачи с коэффициентом перекрытия 2.023
Читайте также: