ВИБІР УЗАГАЛЬНЕНОГО КРИТЕРІЮ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИСОКОШВИДКІСНИХ ЗУБЧАСТИХ ПЕРЕДАЧ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(89).15013Keywords:
втрати потужності, зубчасте зачеплення, узагальнений критерій, геометричні параметриAbstract
Проведено аналіз сучасного стану застосування, режимів експлуатації високошвидкісних зубчастих передач в енергетичному машинобудуванні. Показана доцільність застосовування ККД передачі в якості узагальненого критерію ефективності високошвидкісних зубчастих передач, який поєднує енергетичні втрати, показники міцності, геометричні та конструктивні параметри режими і умови експлуатації, матеріали і технології виготовлення, навантаження і окружні швидкості зубчастих передач. ККД може розглядатися узагальненим критерієм ефективності високошвидкісних зубчастих передач з урахуванням умов та режимів їх експлуатації, матеріалів та технології виготовлення, навантаження що передається та колової швидкості. Втрати потужності можна умовно розділити на ті, що залежать від навантаження, що передається - механічне тертя в зачепленні та підшипниках, і ті, які не залежать від навантаження - аерогідродинамічний опір, періодичне стискання та розширення між зубцями. Основними способами подачі масла до деталей і вузлів зубчастої передачі, є змащування за допомогою занурення в масляну ванну, розбризкування із основної масляної ванни і циркуляційна подача масла їх застосовують в залежності від умов експлуатації. Співвідношення сил аеродинамічного і гідромеханічного опору визначається рівнем масла в масляній ванні. Для кожного зубчастого колеса, частково або повністю зануреного в масляну ванну потужність, затрачену на подолання гідромеханічного опору, можна представити у вигляді суми моменту сил в’язкістного тертя на торцях зубчастого колеса в масляній ванні, моменту сил в’язкістного тертя на периферії головок зубчастого колеса в масляній ванні та момент сили Коріоліса, яка виникає внаслідок радіального переміщення масла, в западині зубчастого колеса. На даний час відсутня узагальнююча аналітична модель, яка об’єднає всі види втрат. Проведені теоретичні дослідження дозволили встановити наявність двох режимів руху масла в западинах зубчастих коліс. Розрахунок дозволяє врахувати не тільки вплив геометричних параметрів зубчатих коліс, занурених в масляну ванну, але й конструктивні характеристики.
References
Гохман X.И. Теория зацеплений, обобщенная и развитая путем анализа / X.И. Гохман. - Одесса. - 1886.
Колчин H.И. Механика машин / Н.И. Колчин - Л.: Машиностроение - 1971.
Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений / Ф.Л. Литвин - М.: Наука, 1968 - 584с.
Гавриленко В.А. Зубчатые передачи в машиностроении / В.А. Гавриленко - М.: Машгиз. 1962. - 531 с.
Гавриленко В.А. Основы теории эвольвентой зубчатой передачи / В.А. Гавриленко - Л.: Машиностроение. - 1969. - 432 с.
Новиков М. Л. Зубчатые передачи с новым зацеплением / М.Л. Новиков. - М. - 1958. - 186 с.
Болотовский И.А. Цилиндрические эвольвентные зубчатые передачи внешнего зацепления. Справочное пособие / И.А. Болотовский, Б.И. Гурьев, В.Э. Смирнов, Б.И. Шендерей - М.: Машиностроение, 1974. -160 с.
Шишов В.П. Теоретические основы синтеза передач зацеплением / В.П. Шишов. П.Л. Носко, П.В. Филь: Монография. - Луганск; Изд-во СНУ им. В. Даля, 2006. - 408 с.
Шишов В.П. Дифференциальные уравнения для синтеза полуобкатных цилиндрических прямозубых передач по геометро-кинематическим критериям / В.П. Шишов, Ткач П.Н., О.А. Ревякина, И.Г. Ткач // Научный вестник Луганского национального аграрного университета. Серия: Технические науки. - Луганск: Издательски ЛНАУ. - 2009. №3. -С. 195-200.
Шишов В.П. Критерии оценки работоспособности передач зацеплением / В.П. Шишов, Д.А. Панкратов, О.А. Муховатый // Вісник НТУ «ХПІ». - Харьків: НТУ «ХПІ». 2001. - №12, . с 27-33.
Шишов В.П. Синтез цилиндрических зубчатых передач с высокой нагрузочной способностью / В.П. Шишов, П.Н. Ткач, О.А. Ревякина О.А. Муховатый // Вісник Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганск: Вид-во ВНУ ім. В. Даля. - 2002.- №10 (56). - С. 247-254.
Шишов В.П. Высоконагруженные глобоидные и спироидные червячные передачи / Шишов В.П., Муховатий А.А., Носко П.Л., Башта О.В., Філь П.В., Бойко Г.А. // Монографія – К.: НАУ, 2017. -240с.
Носко П.Л. Оптимальное проектирование машиностроительных конструкций / П.Л. Носко. - Луганск: Изд-во ВУГУ, 1999. - 392 с.
Носко П.Л. Основи синтезу вихідного контуру циліндричних зубчастих передач із зменшенням питомої роботи сил тертя в зачепленні / П.Л. Носко, В.П. Шишов, П.М. Ткач, О.А. Муховатий // Вісник НТУ «ХПІ». - Харьків: НТУ «ХПІ». - 2010. - №27. ~ С. 128-133.
P.Nosko, S.Kashkarov, O.Bashta, Yu.Tsibriy, A.Bashta. Improved and extreme geometro-kinematic parameters of high-loaded hyperboloid gears // Проблеми тертя та зношування, 3 (84).- 2019. – pp.63-68.
Ставицкий В.В. Метод синтеза эффективных высокоскоростных зубчатых передач / Ставицкий В.В., Носко П.Л. // Праці Одеського політехнічного університету: Наук, та наук-вироб. зб. - Одеса. -2012 -Вип. 1 (38).-С. 51-57.
P.Tkach, P.Nosko, O.Bashta, А.Lysenko, A.Bashta. Arched transmissions teeth geometry within offset of initial profile // Проблеми тертя та зношування, 4 (85).- 2019.
O.Karpov, P.Nosko, P.Fil, G.Boyko, O.Bashta, D.Marchenko, A. Golovin. Noncircular-screw gears // Проблеми тертя та зношування, 4 (73).- 2016. – pp.80-89.
Кудрявцев В.Н. Зубчатые передачи / В.Н. Кудрявцев. -М.: Машгиз, Ленинградское отделение, 1957. - 263 с.
Кудрявцев В.Н. Расчет и проектирование зубчатых редукторов: Справочник / В.Н. Кудрявцев, И.С. Кузьмин, А.Л. Фнлипенков; Под общ. ред. В.Н. Кудрявцева. - СПб.: Политехника, 1993. - 448 с.
Решетов Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. Машиностроение, 1989. - 497 с.
Генкн М.Д. Вопросы заедания зубчатых колес / М.Д. Генкин, Н.Ф. Кузьмин, Ю.А. Мишарин. - М: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 1-147.
Заблонскии К.И. Совершенствование и стандартизация расчетов нагрузочной способности зубчатых передач / К.И. Заблонскии, Филипович С.И. // Тр. Одес. политех. ун-та. - Одесса, 1999. -Вып. 1(7). - с. 33 - 37.
Гутыря С.С. Моделирование динамического нагружения зубьев передач зацеплением / С.С. Гутыря, Б.В. Мотулько, Д.Д. Трощинский // Тр. Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 2005. Вып.1(23). -С. 25 -28.
Редукторы энергетических машин; Справочник / Б.А. Балашов, Р.Р. Гальперин, Л.М. Гаркави и др. Под ред. Ю.А. Державца. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985. - 232 с.
Гинзбург Е.Г. Коэффициент полезного действия волновых зубчатых передач / Е.Г. Гинзбург // Зубчатые и червячные передачи.-Л.: Машиностроение, 1968.-С. 192-208.
Коднир Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин / Д.С. Коднир. - М.: Машиностроение, 1976. - 304 с.
Муховатый А.А. Критерии оценки работоспособности передач зацеплением / А.А. Муховатый // Вестник НТУ «ХПИ» - Харьков: ХПИ. 2001. - №12. - С. 33-40.
Changenet C., Oviedo-Marlot X., Velex P. (2006) Power loss predictions in geared transmissions using thermal networks-applications to a six-speed manual gearbox, ASME Jornal of Mechanical Design, 128, 618-625.
Changenet C., Velex P. (2007) A model for the prediction of churning losses in geared transmissions – preliminary results, ASME Jornal of Mechanical Design, 129, 128-133.
Changenet C., Velex P. (2008) Housing influence on churning losses in geared transmissions, ASME Jornal of Mechanical Design, 130(6).
Diab Y. Windage losses in high speed gears - Preliminary experimental and theoretical results. / Y. Diab, F. Ville, C. Changenet. P. Velex // ASME Journal of mechanical design. - 2004. - № 126(5). - P. 903-908.
Seetharaman S., Kahraman A., Moorhead M.D., Petry-Johnson T.T. (2009) Oil churning power losses of a gear pair: experiments and model , Journal of Tribolog, Vol. 131, 1-9.
Anderson N. E. Efficiency of non-standard and high contact ratio involute spur gears. / N.E. Anderson, S.H. Loewenthal // Journal of mechanisms, transmissions and automation in design. - 1986. - Vol. 108. P-119-126.
Handschuh R.F. Preliminary comparison of experimental and analytical efficiency results of high-speed helical gear trains / R.F Handschuh, C.J. Kilmain // DETC'03: ASME 2003 Design engineering technical conference and computers and information in engineering conference. -2003. - Vol. 4B. - P. 949-955.
Handschuh R.F. Preliminary investigation of the thermal behavior of high-speed helical gear trains / R.F. Handschuh, C.J. Kilmain // International federation for the theory of machines and mechanisms; International conference on gears. Munich, Germany, March 2002. -NASA/TM-2002-211336 ARL-TR-2661.
Heingartner P., Mba D. (2005) Determination power losses in the helical gear mesh, Gear technology, 32-37.
