автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Повышение несущей способности и долговечности зубчато-ременных передач путем выбора их рациональных параметров

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ НАДЕЖНОСТИ МАШИН

УДК 621.85.052.44

БАХАНОВИЧ Александр Геннадьевич

ПОВЫШЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЗУБЧАТО-РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ ПУТЕМ ВЫБОРА ИХ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

05.02.02 - Машиноведение и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1998

Работа выполнена в Белорусской государственной политехнической академии.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор СкоЙбеда А.Т.;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Никончук А.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

старший научный сотрудник Альгин В.Б.;

кандидат технических наук Козачевский Г.Г.

Оппонирующая организация - Брестский электромеханический завод.

Защита состоится "26" июня 1998г. в 143® часов на заседании Совета по защите диссертаций Д 01.15.01 в Институте надежности машин НАН Беларуси по адресу: 220072, г. Минск, ул.Академическая, 12, тел. 2-100-747.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНДМАШ HAH Беларуси.

Автореферат разослан "¿R мая 1998г.

Ученый секретарь Совета по защите диссертаций:

кандидат технических наук, —-f—'-*

старший научный сотрудник у' В.А.Андрияшин

©Баханович А.Г., 1996

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Обеспечение промышленной и бытовой техники надежным и долговечным приводом является важной и актуальной задачей машиностроения.

Одним из аспектов повышения долговечности зубчатого ремня как наименее долговечного элемента зубчатоременной передачи (ЗРП) является методический, предложенный в виде усовершенствованной методики выбора и расчета основных конструктивных и эксплуатационных параметров Передачи, обеспечивающих ее повышенную надежность и долговечность'.

Использование результатов комплекса проведенных теоретических и экспериментальных исследований ЗРП на стадии ее проектного расчета позволяет создавать привод с повышенным ресурсом безотказной работы и выработать рекомендации по рациональной конструкции и выбору материалов проектируемого зубчатого ремня в зависимости от условий его работы.

Решение сформулированной в работе задачи позволяет повысить качество и конкурентоспособность продукции отечественного машиностроения, что становится особенно актуальным в связи с ее выходом на мировой рынок, а также получить экономический эффект ввиду отказа от потребления импортных аналогов зубчатоременных передач.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Настоящая работа выполнена в соответствии с: Республиканской научно-технической программой "Создать и освоить в производстве высокоэффективные межотраслевого применения комплексы средств механизации и автоматизации технологических процессов на 1991-1995г г." ("Армированные приводные ремни повышенной надёжности и долговечности" ГБ-93-26, 1993-1995г г.); Государственной научно-технической программой "Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий, оборудования и машин для объектов городского хозяйства на 199б-2000г г." ("Разработать динамические модели вязко-упругих связей фрикционно-зубчатых зацеплений, обосновать критерии их оптимизации и выполнить компьютерный синтез их конструкций" ГБ-96-03/2, 1996г.); Межвузовской программой "Разработка научных основ создания прогрессивных технологических процессов, оборудования и инструмента для машиностроительного производства РБ на 1997-2000гг." ("Исследовать физические процессы в граничных слоях многослойных эластомерных материалоа механических гибких связей " ГБ-97-79,1997с; "Разработка и исследование принципов формирования новых типов передач из неметаллических материалов" ГБ-97-100, 19972000г г.), а также в рамках хозяйственных договоров: "Разработка технологии и изготовление зубчатых ремней к импортному оборудованию" (х/д №2007; СП "Сопотэкс", г.Могилев); "Изготовление приводных зубчатых ремней повышен-

ной долговечности к технологическому оборудованию" (х/д №434; Белорусский металлургический завод, г.Жлобин); "Производство зубчатых ремней повышенной долговечности к машинам РУ-23А" (х/д №266; АО "Волжское хим-волокно", г.В.олжский, Волгоградская обл.); "Производство приводных зубчатых ремней повышенной надежности и долговечности для кухонной техники" (х/д №77; Брестский электромеханический-завод, г.Брест).

Цель и задачи исследований. Целью работы являлась разработка и создание уточненных методов выбора эксплуатационных параметров ЗРП, обеспечивающих повышение ее надежности и долговечности.

В соответствии с изложенным были поставлены следующие основные задачи исследований:

— исследовать влияние геометрических параметров ремня и шкива на кинематику входной траектории зубьев;

— провести теоретические и экспериментальные исследования магруженности зубьев дуги обхвата с учётом нагружения зуба ремня при входе его в зацепление и пересопряжения зубьев;

— разработать методику расчёта величины коррекции шага зубьев шкива, обеспечивающую заданные значения неравномерности нагружения зубьев и уровень долговечности ремня;

— провести теоретические и экспериментальные исследования долговечности зубчатых ремней с учётом основных факторов, сопровождающих работу передачи;

— на базе проведенного комплекса исследований разработать методику проектного расчёта зубчатоременных передач.

Научная новизна полученных результатов.'Для изучении кинематики зацепления зубчатого ремня со шкивом впервые применена классическая схема матричных преобразований координат, опирающаяся на реальную геометрию зубьев, получены уточненные зависимости для определения размеров зон неполнопрофильного зацепления и скорости взаимного скольжения зубьев.

На базе разработанной динамической модели силового взаимодействия зубьев в зацеплении с учетом способности передачи части окружного усилия зубьями, находящимися в пределах зон неполнопрофильного зацепления, впервые получена система дифференциальных уравнений, адекватно описывающая распределение нагрузки на дуге обхвата ЗРП.

Для прогнозирования долговечности зубчатых ремней впервые использована кинетическая теория механической усталости и вероятностные методы расчета ресурса. Впервые для зубчатых ремней различных конструкций и технологий изготовления построены кинетические диаграммы усталости (кривые ' Велера) и определены параметры характеристик сопротивления усталости.

Получены уточненные зависимости для выбора величины допустимого окружного усилия и расчета коррекции шага зубьев шкива, являющихся важнейшими эксплуатационными параметрами передачи и обеспечивающими заданный уровень долговечности ремней.

Предложена усовершенствованная методика расчета долговечности ЗР по критериям усталостного разрушения зубьев и их износа.

Практическая значимость полученных результатов. Применение предложенной усовершенствованной методики выбора и расчёта рациональных эксплуатационных параметров ЗРП при ее проектировании и промышленной эксплуатации позволит создавать передачи повышенной несущей способности и долговечности, а поэтому имеет важное народнохозяйственное практическое значение для создания высоконадежных машин.

Разработанная методика прошла экспериментальную проверку в ходе ресурсных испытаний ЗР, а также использована при проектировании ЗРП повышенной долговечности для сложнобытовой техники, выпускаемой на Брестском электромеханическом заводе.

Результаты диссертационной работы использованы при выполнении ряда госбюджетных работ и хозяйственных договоров, а также могут быть использованы в учебном процессе, в научно-исследовательских и проектных организациях министерств и ведомств, занимающихся вопросами проектирования, серийного производства и промышленной эксплуатации ЗРП.

Экономическая значимость полученных результатов. Внедрение ЗРП повышенной несущей способности и долговечности в отечественной промышленной и бытовой технике позволит повысить качество и конкурентоспособность выпускаемой продукции, получить на этой основе экономический эффект и в ряде случаев отказаться от потребления импортных аналогов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- зависимости, определяющие размеры зон пересопряжения зубьев и скорости их относительного скольжения в зацеплении;

- выражения для расчета нагруженности зубьев с учетом их пересопряжения в зонах неполнопрофильного зацепления и изменяющегося значения коэффициента перекрытия по мере поворота шкива;

- методика определения распределения нагрузки в зацеплении на базе многоэлементной динамической модели с учетом как квазистатических, так и динамических механических свойств элементов конструкции ремня;

- выражения для прогнозирования долговечности зубчатого ремня по критериям износа зубьев и усталостного разрушения зубьев и корда;

- методика и средства определения значений характеристик сопротивления усталости элементов конструкции ремня (кинетические диаграммы усталости) на

базе кинетической теории механической усталости и вероятностных методов расчета ресурса;

- методика расчета и выбора рациональных эксплуатационных параметров зубчатого реМня с целью повышения его несущей способности и долговечно; сти.

Личный вклад соискателя состоит в разработке положений, указанных в научной новизне и практической значимости полученных результатов.

Апробация результатов диссертации. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на: 2- й Республиканской научно-технической конференции "Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения п восстановления деталей машин" (Новополоцк, 1995); Меж-, дународной Научно-технической конференции "Качество и долговечность зубчатых передач и редукторов" {Харьков, 1995); 5th International Symposium of "Creep and coupled processes" (Bialystok, 1995); Международной научно-технической конференции "Моделирование интеллектуальных процессов проектирования ироизводства"(Минск, 1996); Международной научно-технической конференции "Современные проблемы машиноведения" (Гомель, 1996); 3- й Республиканской научно-технической конференции "Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин" (Новополоцк, 1997); 1- й Международной научно-тех!шческой конференции "Бесступенчатые передачи, приводы машин и промысловое оборудование" (Калининград, 1997); Международной научно-техшнеской конференции "Надежность и безопасность технических систем" (Минск, 1997); 52- Й Международной научно-технической конференции БГПА "Технические ВУЗы - Республике" (Минск, 1997). '

Опубликовакность результатов. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ. Из них: 2 статьи в научно-технических журналах; 4 депонированные рукописи; 11 тезисов докладов отечественных и международных конференций и симпозиумов; 2 заключительных отчета о НИР.

Структура и объем диссертаций. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников из 143 наименований, приложений. Полный объем диссертации составляет 209 страниц, в том числе, включает: 85 рисунков (61 страница); 10 таблиц (3 страницы); список использованных источников (11 страниц); приложения (27 страниц).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены: оценка современного состояния решаемой задачи, основные исходные данные для разработки темы диссертации и обоснование необходимости проведения работы.

В обшей характеристике работы обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана связь работы с крупными научными программами, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая и экономическая значимость полученных результатов работы, показа^ личный вклад автора в получение результатов и разработку изложенных в работе положений, степень опубликованности и апробация результатов работы, структура и объем диссертации.

В первой главе освещено состояние вопроса и.обусловлено направление исследований в соответствии с поставленной целью.

Разработке методического аспекта повышения надежности и-долговечности ЗРП, теоретическим и экспериментальным исследованиям ЗР с целью увеличения их долговечности и улучшения эксплуатационных характеристик посвящены работы многих отечественных и зарубежных авторов - В.А.Лобанова, Х.Х.Сабанчиева, Ю.Е.Гуревича, М.О.Арбузова, Б.В.Шишкина, Р.А.Бокерии, Л.В.Кузьмина, А.Н.Наталевича, Г.Г.Козачевского, А.П.Погребняка, К.1~1.3аб-лонского, Э.Д.Кравцова, А.Т.Скойбеды, ' А.Н.Никончука, В.И.Шпилевского, Д.Меинера, Л.Кестнера и др. ' '

В результате проведенного в главе обзора и анализа мировой научно -технической литературы и патентного поиска по данному вопросу установлено, что существует 3 основных взаимосвязанных аспекта проблемы увеличения показателей работоспособности ЗР: конструктивный, методический и технологический. Наиболее предпочтительным следует считать методический аспект по-' вышення долговечности ЗРП, который не требует проведения дополнительных работ по стандартизации и унификации новых профилей ремней и дорогостоящих исследований в области создания более совершенных материалов или их комбинаций, а также методов их переработки в готовые изделия.

Показано, что рассмотренным в обзоре методикам расчета нагруженное™ зубьев в зацеплении и скорости их взаимного скольжения присущ ряд недостатков, коюрый существенно влияет на результаты выбора и расчета значений допускаемого окружного усилия И и коррекции шага зубьев шкива Д|, обеспечивающих требуемые величины коэффициента неравномерности нагруження зубьев и долговечности ремня N. что потребовало их уточнения.

В соответствии с проведенным анализом состояния вопроса и сделанными в связи с этим выводами, были сформулированы приведенные в общей характеристике работы цель и задачи исследований.

Во второй главе проводятся теоретические исследования кинематики зацепления зубчатого ремня со шкивом с целью получения уточненных зависимостей для определения размеров зон неполнопрофильного зацепления и скорости относительного скольжения профилей зубьев, определяющей процессы и интенсивность их изнашивания и как следствие долговечность ЗР.

Методика проведения исследований базировалась на реальной геометрии профилей зубьев ремня и шкива, имеющих радиусы скругления вершин и впадин, с использованием матричных преобразований координат, известных из теории зубчатых зацеплений.

Составлены матрицы перехода координат для всех периодов входа и выхода из зацепления. Первоначальный контакт профилей однозначно определен с помощью метода итерации и итерационной формулы Ныотона. Для решения составленных уравнений был проведен численный эксперимент с использованием специальной программы.

В результате исследований установлено, что:

1) траектория движения зубьев ремня относительно зубьев шкива состоит из двух участков - эвольвентного, соответствующего качению межэубой впадины ремня по цилиндрической части вершины зуба шкива и близкого к окружности, соответствующего повороту ремня относительно мгновенного центра вращения (полюса зацепления) (рис. 1);

2) скорость скольжения зуба ремня по зубу шкива при входе в зацепление плавно уменьшается от некоторого конечного значения практически до "О"; при выходе из зацепления - плавно увеличивается практически от "О" до некоторого конечного значения (рис.1).

Получены аналитические зависимости для расчета углов входа и выхода из зацепления у, и 4/2, определяющих размеры зон неполнолрофильиого зацеп, ления. Установлено, что величины этих углов определяются не только значением числа зубьев шкива ъ и тангенциальным смещением зубьев ремня Д, но и величиной модуля ремня щ, что можно объяснить, на наш взгляд, отсутствием геометрического подобия профилей зубьев ЗР различного модуля.

Ч/Г = КМ|2-1(1 + 0,31Д); (1)

■ хк°2=КМ2г-.1'01(1 + 0,28Д), (2)

где КМ| и КМ2 - коэффициенты углов входа и выхода. Получена аналитическая зависимость для определения скорости относительного скольжения профилей зубьев

= |кУ(о(ф,ф^ +ф2)мм/с, 0<Vx<Fx; (3)

[Кум^'З' мм/с, Fx<9x<I,

гле <px = Ф2 / Ц'2 или фх = Ф2 / Ч'| - относительный угол поворота шкива в пределах углов входа и выхода; Kv = 1 для угла \|/| и Ку = 0,56 для угла ц/г; Ф|; Ф2; Ф.ь Fx; F - параметры уравнения.

. Значение Fx показывает, в течение какой части угла vj/|(2) происходит скольжение зубьев при их движении по эвольвенте.

Установлено, что при входе в 1.1 раза больше, чем при выходе из зацепления. Очевидно, это следует из наличия меньших радиусов качения ремня по шкиву р на выходе из зацепления. Таким образом, можно получить объяснение того факта, что выход из зацепления, особенно с ведомым шкивом, не вызывает такого интенсивного износа, как вход зубьев на ведущий шкив. Меньшие усилия на выходящие из зацепления зубья из-за разности диаметров шкивов в сочетании с уменьшенными скоростями скольжения не вызывают появления больших значений мощности трения, которьге оказываются как минимум в 1,1 раза меньше, чем на ведущем шкиве при входе в зацепление, и уменьшаются пропорционально возрастанию u = Zj I Z|.

В третьей главе проводится теоретическое исследование нагружйнности зубьев дуги обхвата ЗРП. Достоверное определение усилий, действующих в за-чеплении, позволяет непосредственно перейти к прогнозированию долговечности ЗР в частности и всей ЗРП в целом.

Принимая во внимание тот факт, что определенную долю окружного усилия способны передавать зубья, находящиеся в зонах неполнопрофильного зацепления, размеры которых определены ранее, получены значения коэффициента торцового перекрытия еа (количества зубьев на дуге обхвата zo) для шкивов с различным угловым шагом зубьев t,, в зависимости от угла поворота шкива ф2.

Для получения распределения нагрузки в зацеплении составлена многоэлементная динамическая модель силового взаимодействия зубьев, которая учитывает ударный характер входа зубьев в зацепление и различие физико-механических свойств элементов ЗР в условиях как статического, так и динамического нагружения. Составленная на базе модели система дифференциальных уравнений (СДУ) (4) решена численно методом Рунге-Кутга 4-го порядка. Программная реализация системы осуществлена при помощи языка Borland Pascal 7.0 на основе объектно - ориентированного подхода. Решение получено в виде графических зависимостей, имеющих характерный гармонический профиль с несколькими локальными экстремумами (рис 2), что соответствует экс-

периментальным осциллограммам распределения нагрузки полученным ранее методом тензометрирования. Следовательно, можно говорить об адеквапюсти модели наблюдаемым на практике процессам, происходящим в реальной ЗРП в условиях динамического нагружения. Решения полученной СДУ устойчивы в силу их удовлетворения критериям Гурвица и асимптотической устойчивости.

Кроме того, выявлено, что увеличение значений статической жес г кос I и корда и вязкости упругого последействия зуба в той или иной степени приводит к более жёсткому динамическому режиму работы ЗР (более ярко выраженные локальные экстремумы). Напротив, увеличение значений статической и вязкоэластической жёсткости зуба, вязкости упругого последействия и вязко-эластической жёсткости корда способствуют в той или ином мере более равномерному нагруженшо зубьев дуги обхвата и как следствие разгружеиию первого. Так, например, увеличение Е„, от 0,015 до 0,1Н/мм2 приводит к разгруже-нию первого зуба дуги обхвата на 23%, а увеличение Еа1М от 5 до 5011/мм2 - на .42,8%. Это приводит к тому, что коэффициент неравномерности нагружения ч', который является мерой перегрузки первого зуба дуги обхвата, стремится к единице, что способствует выравниванию нагрузки между зубьями и как следствие повышению долговечности ЗР. Изменение значения ударной нагрузки и числа зубьев шкивов не вызвало изменения характера распределения нагрузки

Е

МШХ, + Е0Х, = Цйл-^Х2 + Е0Х2 + Рш; ^вл.

.. Е

шрХ2 +Е0Х2 = Г|вл —— Х3 +Е0Х3 -Рш;

-Х2 + Е0МХ2;

твХ3+Еам^3 =п„

твХ4 +Е0МХ4 = Пвлм р Х3 +Е0МХ3;

^вл.м.

твХп+1 +Е0М Хп+) = г)вл,

-Х„ + Еом Хп,

(4)

где Мш- обобщённая масса шкива; Е0 (Еом) - мгновенная (статическая) жёсткость зуба (корда) ремня; г|вл (т|вл.,,.) - вязкость упругого последействия зуба (корда) ремня; Еш.(Еш.м) - вязкоэластическая жёсткость зуба (корда) ремня; Рш -сила удара ведущего шкива по первому зубу дуги обхвата; шр - удельная масса ремня, которая учитывает массу ведущей ветви Ш| и момент инерции ведомого

шкива I; т, - масса межзубой части ремня на длине одного шага; индексы: 1 -зуб шкива; 2 - перпый зуб ремня на дуге обхвата; 3 - второй зуб ремня на дуге обхвата и т.д.

Таким образом, разработанная динамическая модель силового взаимодействия зубьев в зацеплении позволила получить спектр рабочих динамических нагрузок на зубья дуги обхвата и их зависимость от физико-механических свойств элементов ремня и параметров передачи, что позволяет перейти к прогнозированию его долговечности в частности и всей ЗРП в целом.

В четвертой главе излагаются методики прогнозирования долговечности ЗР по критериям усталостного разрушения и износа профилей зубьев.

Для расчета усталостной долговечности ЗР разработаны модели утраты его работоспособности на базе анализа напряженно-деформированного состоя-' ния зубьев. Показано, что усталостное разрушение зубьев ремня в общем случае является когезионно-адгезионным с превалированием первого фактора и отсутствием в ряде случаев второго.

Получено объяснение того факта, что усталостная трещина образуется со стороны зуба, взаимодействующей с ведомым шкивом ввиду воздействия на нее максимальных растягивающих усилий.

Получена зависимость усталостной долговечности ЗР Ыу (5) от ряда основных параметров передачи, адекватно отражающая кинематические и силовые особенности взаимодействия ремня со шкивом на базе уточнения основных принципов разрушения зубьев:

=

(°экв.1

( Л5

25Ь„г

(5)

где 0| - предел прочности зубьев; [стэкв] - напряжение в материале зуба ремня, соответствующее базовому уровню долговечности ЫБ; шм - показатель степени кривой усталости зубьев; Ьр - высота зубьев ремня; Хд - количество зубьев дуги обхвата; Р, - окружная сила; \|/ - коэффициент неравномерности на-гружения зубьев: V)/ = Г,; <3( - усилие на первый со стороны ведущей ветви зуб дуги обхвата; в - модуль сдвига резины зуба.

Расчет долговечности ЗР по критерию износа профиля его зубьев производился с учетом того факта, что износ в подавляющем большинстве случаев носит усталостный характер. Общая долговечность ремня по данному критерию представляет собой сумму долговечностей тканевой обкладки и резинового массива зуба. Подтверждено, что износ зубьев наблюдается со стороны, взаимодействующей с ведущим шкивом. Это связано с воздействием на нее

наибольших усилий в сочетании с увеличенной скоростью их скольжения по сравнению с противоположной стороной зуба. На базе проведенных стендовых ресурсных испытаний определены параметры интенсивности изнашивания резины, тканевор обкладки и предложена уточненная аналитическая зависимость для расчета долговечности ЗР по критерию износа его профиля:

N„=1,25-

40

1,75

(6)

где Ь0 - толщина обкладочной ткани; Ию - толщина обкладки, изнашиваемой на её наружной поверхности в условиях трения при единичной мощности; со - угловая скорость вращения шкива; р - коэффициент трения; Кк =(®1 /(Г + 2)}+-<С>2 /2 - кинематический коэффициент.

Предложена уточненная методика расчета величины коррекции шага зубьев шкива Д1 (7), обеспечивающей заданный уровень долговечности ЗР N и соответствующий ему коэффициент неравномерности нагружения зубьев ц/. Установлено, что у = 1 не является универсальным показателем, обеспечивающим максимальную долговечность ремня. Показано, что существует некоторое оптимальное значение н/опх (8), обеспечивающее равнозначность критериев работоспособности ЗР и его определенный, наперед заданный уровень долговечности,

200

1,3-

Уопт

г ( Г 1 2 А

КуКрК2 0,5 \ №1 + 1 /

(0,53го+1)

(7)

где ^ - шаг зубьев ремня; КУ - коэффициент, учитывающий частоту пробегов ремня у; КР - коэффициент, учитывающий продольную жёсткость ремня Ер; Кг - коэффициент, учитывающий жёсткость зубьев [Р(] - допускаемое окружное усилие.

V опт — "

1М0

0,3

... *и1.25Ы

25ЬГ

<3

1,5

(шцКк)0'5.

(8)

г

о

В пятом главе приведены методики, описания стендового оборудования и результаты экспериментальных исследований ЗРГ1.

Для исследования напряженно-деформированного состояния зубьев ремня необходимо располагать достоверными значениями суммарной тангенциальной деформации зуббев Г, находящихся в состоянии как полного, так и неполного зацепления. С этой целью были разработаны методика и стендовое оборудование для исследования влияния фазы зацепления на жесткость зубьев ремня Е/..

В результате проведенных исследований получены эмпирические уравнения, отражающие зависимость Е/ от фазы поворота шкива фг в пределах углов входа >|/| и выхода из зацепления 4/2:

'Ли ~ ^

Е,„. = Е;| 0,7 + 0,3^

" 7-02

Е,,„ = Е,| 1-0,23-^

Ч/2

(9)

(10)

Установлено, что изменение значения Е7 от фазы зацепления практически не зависит от модуля ремня, его ширины и твердости зубьев (рис.3).

Налицо неодинаковое влияние углов 4/1 и 4/2 на Е7.. При одинаковом изменении >|/| и 1)/2 рост Е/щ в 1,3 раза интенсивнее уменьшения Ezm■ В то же время предельные значения Е/,ц при 91/411=0 на 10% меньше Еж при ф2Л|'2=1- Это связано, на наш взгляд, с тем, что начальный контакт зубьев при входе происходит в области вершины зубьев ремня, а разъединение зубьев на выходе, как правило, происходит при наличии контакта в его средней части.

Для экспериментальной проверки теоретических результатов исследований распределения нагрузки в зацеплении и скорости относительного скольжения профилей зубьев был изготовлен специальный стенд, работающий по принципу открытого силового контура. Методика проведения исследований распределения шнрузки по дуге обхвата ЗРП базировалась на регистрации деформаций измерительного зуба одного из шкивов передачи. Измерительный зуб имел вид фрезерованной консольной балки, на противоположные плоскости которой по мостовой схеме наклеивались тензорезисторы, проводники от которых через токосъемник соединялись с регистрирующей аппаратурой, основу которой составлял светолучевой осциллограф К12-22.

Для измерения скорости скольжения в зацеплении измерительный шкив дополнительно снабжался установленной на кронштейне, консольной тензо-балкой малой жёсткости, оснащённой измерительным выступом. Выступ балки

ремещался в пазу, параллельном боковой граи» зуба шкива. При входе в зацепление зуб ремня своей вершиной постепенно утапливал выступ балки, уменьшая величину зазора АЯ,, что регистрировалось тензодатчинами как её прогиб. После выходд выступа из зоны угла обхвата балка за счёт сил упругости возвращалась в исходное положение.

Получение вида распределения нагрузки на дугах обхвата при различных значениях коррекции шага Д1 = 1ш - 1Р обеспечивалось следующим образом. Измерительный шкив изготавливался со значением наружного диаметра 139,0мм, соответствующего Д1 / ^ = +0,00433 и теоретически определённому при этом соотношении у = 0,43. После наклейки тензодатчиков и получения соответствующих осциллограмм измерительный шкив снимался со стенда и перешлифовывался по наружному диаметру до значения 138,8мм, которому соответствует Дг / = +0,0029 и у = 0,72. Тензодатчики при этом оставались наклеенными на соответствующий зуб шкива. После проведения очередной серии испытаний шкив последовательно шлифовался до диаметров: 138,6мм< (Д1/1Р =+0,00143; 41=1,02); 138,4мм (Д^О; \|/=1,30); 138,2мм (Д^р=-0,00143; ч/=1,59); 138,0мм (ДЙр =-0,0029; ц/=1,88).

В результате обработки полученных осциллограмм методом ординат установлено, что значение \|/тах линейно убывает по мере увеличения коррекции шага шкива (рис,.4). В рассматриваемом диапазоне изменения Д1 / расхождение между теоретическими и экспериментальными результатами не превышает 14,3%. Анализ зависимостей на рис.4 показывает, что наибольшее расхождение между ними наблюдается в области высоких Д1 / (р. Это может быть связано с тем, что в теоретическом расчёте значений у не отражено влияние факта частичного выхода из зацепления зубьев дуги обхвата, находящихся у ведомой ветви. Если при Д1 / 1р < 0 на?рузка на эти зубья сравнительно невелика, то при избыточном корригировании шкива основная доля передаваемого зубьями окружного усилия перераспределяется в область, прилежащую к ведомой ветви. Из-за трапецеидальной формы зубьев с возрастанием усилий на зубьях увеличиваются и радиальные силы, выталкивающие зубья ремня из межзубых впадин. Недостаточное натяжение Р2 ведомой ветви неспособно эффективно компенсировать влияние радиальных сил, в результате чего часть зубьев частично выходит из зацепления. Так как их жёсткость при этом снижается, окружное усилие перераспределяется в область, находящуюся у ведущей ветви. Нагрузка, приходящаяся на находящиеся там зубья, в том числе и первый, возрастает, что не приводит к ожидаемому снижению Нейтрализация подобного явления наблюдается при увеличении натяжения 2Ро в соответствии с зависимостью

2Р0 - 0,2Р|

/ ^ 0,00 ЫЗЛ1

1Р ,

(II)

Сопоставление экспериментального характера распределения нагрузки с теоретическим свидетельствует о наличии у них гармонического вида изменения усилия на зуб по мере поворота шкива. При этом максимальному усилию на первом зубе дуги обхвата соответствует минимум усилия ни остальных. При Д1 / 1р > 0,0029 минимум усилия на зубьях в большей степени соответствует максимуму на последнем зубе дуги обхвата.

Таким образом, избыточная корректировка наружного диаметра шкива приводит к уменьшению фактического количества зацепляющихся пар зубьев и стремление к максимальному снижению »|/ для увеличения долговечности ремня может приводить к обратному результату. Следовательно, наиболее рациональным следует считать значение у = 0,8... 1,1. Обеспечивающая его коррекция шага зубьев шкива не создаёт неблагоприятных условий зацепления у ведомой ветви и не требует увеличения 2Р0 по сравнению с рациональным уровнем.

В ходе экспериментальных исследований скорости скольжения профилей зубьев подтверждено существование в пределах углов входа и выхода из зацепления двух участков - движение зуба ремня по эвольвенте и дуге окружности. Расхождение экспериментально полученных и теоретически определенных значений не превышает 11,8%.

С помощью датчика положения зуба ремня экспериментально подтверждено существование дуги неполного зацепления аН1„.

Эмпирически исследовано влияние скоростного режима работы передачи на нагруженность зацепления. Распределения нагрузки в зацеплении получены для следующих значений скорости движения ремня Ур: 0,17; 1,67; 3,17 и 4,67м/с. В результате обработки полученных осциллограмм методом ординат установлено, что значение коэффициента динамичности нагружения Кц,д, определяющего значение динамического коэффициента неравномерности нагружения зубьев *|/лш|=ч/*Ку;1) нелинейно возрастает по мере увеличения Ур (рис.5). Так, увеличение Ур от 0 до 4,67м/с приводит к возрастанию от 1 до 1,8 или на 80%. Наряду с этим на рис.5 представлена зависимость коэффициента динамичности нагруження зубьев от скорости движения ремня, полученная на базе расчетов динамической модели. Сопоставление полученных результатов показало, что теоретические представления о влиянии Ур на нагруженность зубьев дуги обхвата адекватно подтверждаются эмпирическими данными. Расхожде-ние,.обоих результатов не превышает 12,3%. Установлено нелинейное возрастание ударных нагрузок на входящие в зацепление зубья по мере увеличения ско-

у м м м м и 1)1 и од

Рнс.1. Влияние флы зацепления на скорость скольжения профиля: Р - точка перехода от качения по эвольвенте к качению по окружности

Ш-? 1*

V- о,» Ндаг

Рис. 2. Расчетные значения деформаций элементов зубчатоременной передачи на дуге обхвата: 1 - зуб шкива; 2 - зуб ремня; 3 - межзубый участок (корд)

0.« 0.6 м и о од

м о и и Дв _

Рис. 3. Жёсткость зубьев ремня на различных фазах входа и выхода из зацепления

0,01!» -«.901«) В ««.»¿И» чи!» ч1м1> ДД(

Рнс. 4. Зависимость коэффициента неравномерности нагружения зубьев ремня V от величины коррекции шага зубьев шхнвв А1 /!,,(*- теоретические точки; о -экспериментальные точки)

Рис.5. Зависимость коэффициента динамичности нагружения зубьев от скорости движения ремня Ур (• - теоретические точки; о - экспериментальные точки)

ЦЦШ1

Рис.6. Кинетические диаграммы усталости зубчатых ремней; а) литьевой; б) сборочный (ПЖ'Э); в) сборочный (ПЖЭ) армированный

рости ремня. Это может быть связано, на наш взгляд, с нелинейным возрастанием значений динамических механических свойств ЗР с увеличением частоты его пробегов.

Проведен комплекс ресурсных испытаний ЗР с целью экспериментальной проверки теоретических зависимостей для прогнозирования их долговечности по кр(периям износа и усталостного разрушения зубьев на стенде с разомкнутым силовым потоком и стенде-пульсаторе. Всего испытано 580 ремней.

На базе кинетической теории механической усталости к вероятностных методов расчета ресурса впервые построены кинетические диаграммы усталости (кривые Велера) (см., например, рис.6) и определены параметры характеристик сопротивления усталости для элементов ЗР различных конструкций и изготовленных по различным технологиям. Варьировались значения степени армирования и твердости зубьев.

На базе анализа полученных результатов исследований выработаны рекомендации по выбору кордных материалов, конструкции и технологии изготовления ЗР, а также твердости их зубьев в зависимости от условий работы передачи и передаваемой ею мощности.

На базе построенных кинетических диаграмм усталости возможно получение кривых неразрушения равной вероятности элементов ЗР (несущего слоя -корда и зубьев) с целью получения рациональных значений одного из важнейших эксплуатационных параметров передачи • допустимого значения передаваемой нагрузки (Р,) и разработки усовершенствованной методики инженерного проектного расчета ЗРП.

Таким образом, на базе проведенных ресурсных испытаний и кннепше-ской теории механической усталости удалось обобщить результаты исследований по рассеянию характеристик сопротивления усталости и прогнозированию долговечности приводных зубчатых ремней.

Разработка кинепгоеской теории механической усталости создала необходимые условия для разработки методов усталостных испытаний, а также методов построения кривых усталости при регулярном нагружении, для развития методов вероятностных расчетов ресурса зубчатых ремней и разработки основ диагностирования усталости последних в условиях эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ существующих методов расчета, конструкций н технологии изготовления зубчатых ремней (ЗР) показывает, что актуальным направлением повышения их несущей способности и долговечности является совершенствование методов расчета и выбора конструктивных и эксплуатационных парамет-

ров зубчатрсмешюй передачи (3I'II), что требует проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований [1,7,8,/ IJ.

2. Изучение кинематических особенностей зацепления должно базироваться ■ш реальной геомефин зубьев, которая характеризуется радиусами скруглений Bcpunui К, и впадин R2 С учетом этих параметров необходимо определять скорости 01 постельного скольжения зубьев Уск и величину зоны неиолнопрофнлыюго зацепления, что позволяет уточнить разброс значений долговечности 31' на 15-20%

[3].

3. Распределение шру-зкн между зубьями необходимо определять с учетом динамической модели их силовою взаимодействия и изменения физико-механических свойств элементов конструкции ремня при неустановившихся режимах нагруження. При этом следует учитывать изменение коэффициента перекрытия е„ при прохождении различных фаз зацепления и передачу части мощно-С1и зубьями, находящимися в зоне неполнопрофилыюго зацепления [4,12,13,15, 17,19}

4. Причинами выхода m строя ЗР являются не только усталостное разрушение или износ профиля зубьев, но и усталостное разрушение несущего слоя (корда), Полому предлагается расчет ресурса ремня прощводить с учётом вышеназванного критерия [2,5,6,9,10,14,16J.

5. Одним из важнейших конструктивных параметров ЗРП, обеспечивающим тот или иной уровень долговечности ЗР, является разность шагов зубьев ремня и шкива, определяемая коррекцией шага зубьев последнего Д1. Предложенный подход определения рационального значения Д( обеспечивает оптимальное распределение нагрузки в зацеплении и повышает несущую способность и долговечность ЗР. Установлено, что значение Ц< = 1, когда нагру-женность первого со стороны ведущей ветви зуба дуги обхвата соответствует среднему значению усилия, действующему в зацеплении, не всегда обеспечивает максимальную долговечность ЗР, а его рациональное значение варьируется в пределах 0,8... 1,1 [1,11,12,18,19].

6. Для прогнозирования долговечности ЗР предлагается использовать кинетическую теорию механической усталости и методы вероятностного расчёта ресурса. Рациональное значение важнейшего эксплуатационного параметра передачи - допускаемого окружного усилия [F,] рекомендуется определять, используя кривые равной вероятности неразрушения элементов конструкции ЗР, полученные На базе кинетических диаграмм усталости. При проектировании ЗРП следует принять во внимание разработанные рекомендации по выбору материалов, конструкции и технологии изготовления ЗР в зависимости от условий их эксплуатации [1,5,6,11,12,14,16,18,19]. Полученные результаты исследований использованы при проектировании ЗРП и производстве ЗР повышенной несущей способности и долговечности, используемых в приводе бытовой кухонной машины КМ-ЗООП, производимой на Брестском электромеханическом заводе, что позволило получить годовой экономический эффект в объеме 2 539 586 200 бел. рублей.

Список опубликованных автором работ по теме диссертации:

1. Никончук АН., Скойбеда А.Т., Шпилевскнй В.II., Баханович А.Г. Со-нершенствование методов расчёта приводных зубчатых ремней // Материалы, технология, инструмент. - 1996. - №1. С.59-63.

2.Скойбеда А.Т., Никончук А.П., Баханович А.Г. Усталостная прочность зубчатых ремней и ее расчет// Becui АН Рэспублш Беларусь. Серыя фп-тэхн. навук, - 1997. - №4. - С 38-45,

3.Никончук А Н., Шпилевскнй U.U., Баханович А.Г. Основные кинематические особенности зубчатоременных передач / БГГ1А. - Минск, 1995. - 37с. -Де». в ВИНИТИ 19.10.95. - №2774-В95 Н РЖ: 48. Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод. - 1996. - №1. -

I.48.335ДЕП. - С.38

4.Никончук А Н., Шпилевскнй В.И,, Баханович А.Г. Коэффициент перекрытия в зубчатоременнои передаче и его влияние на нагруженность зацепления зубатого ремня со шкивом / БГ'ПА. - Минск, 1996. - 16с. - Дои. в ВИНИТИ

II.06.96, №>1934-В96 // РЖ: 48. Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод. - 1996. -№l I. - 11.48.210ДЕП. - C.2I.

5.Никончук А.Н., Баханович А.Г. Прогнозирование усталостной прочности приводных зубчатых ремней /• БГПА. - Минск, 1996. - 11с.- Деп. в ВИНИТИ 31.10.96, №3198-В96 // РЖ: 48. Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод. - 1997. - №10 - 10.48.323ДЕП. - С.35.

6. Баханович А.Г., Никончук А.Н., Никончук И.Н., Кооырев H.A. Прогнозирование усталостной прочности зубьев зубчатых ремней / БГГ1А. - Минск,

1996. - 13с. - Деп. в ВИНИТИ 10.12.96, №3610-В96 // РЖ: 48. Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод. -

1997. -№10. - 10.48.326ДЕП. - С.35,

7.Никончук А.Н., Шпилевскнй В.И., Баханович А.Г. Упрочнение зубьев зубчатых ремней как один из способов повышения их долговечности // Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин: Тез. докл. 2-й Республиканск. науч.-техн. конф., Новополоцк, 27-28 апр.1995г. / Минист-во. образ, и науки Респ. Беларусь. Полоцк, государ, ун-т. - Новополоцк, 1995. - С.82-83.

8. Никончук А.Н., Скойбеда А.Т., Шпилевскнй В.И., Баханович А.Г. Оптимизация профиля зубьев зубчато-ременных передач // Качество и долговечность зубчатых передач и редукторов: Тез.докл. международной науч.-техн. конф., Харьков, 17-21 септ. 1995г. / НТО Машиностроит. Украины. Харьковск. государ, политехи, ун-т. - Харьков, 1995. - С.66.

9. Никончук А.Н., Скойбеда Л.Т., Шпнлевский В.И., Бачанович А.Г. Усталостная прочность зубьев зубчатых ремней // Качество и долговечность зубчатых передач и редукторов: Тез.докл. международной науч.-техн. конф., Харьков, 17-21 сент. 1995г./НТОМашиностронт. Украины. Харьковск. государ, политехи. ун-т. - Харьков, 1995. - С.67.

10. Skoibeda А.Т., Nikonchouk A.N., Shpilevsky V.l., Bakhanovitch A.G. Presstress relaxation of thermo-loaded belt transmission // Creep and coupled processes: Abstracts 5th Internation. Symposium, Bialystok, 28-30 sept. I995y. / Polish Academy of Sciences. Bialystok Technical University. - Bialystok, 1995. -P.115-116.

11. Скойбеда A.T., Никончук A.H., Шпнлевский В.И., Бачанович А.Г. Основные пришиты повышения надёжности зубчатоременных передач // Современные проблемы машиноведения: Тез. докл. международной науч.-техн. конф., Гомель, 1-3 июня 1996г. /Минист-во образ, н науки Респ. Беларусь. Го-мельск. политехи нн-i. - Гомель, 1996. -С.24-25.

12. Баханович А.Г.,'Дворкин В.В., Никончук А.Н. Моделирование работы и оптимизация параметров зубчатоременной передачи // Моделирование интеллектуальных процессов проектирования производства: Тез. докл. международной науч.-техн. конф., Минск, 13-15 ноябр. 1996г. / Минист-во пром-сти Респ. Беларусь. Ин-т техн. кибернетики HAH Респ. Беларусь. - Мтшск, 1996. - С.60.

13. Бачанович А.Г. Дтгначнческне процессы в зубчатоременных передачах с упрочненными зубьями // Современные материалы, оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин: Тез, докл. 3-й Рсспубли-канск. науч.-техн. конф., Новополоцк, 23-25 апр. 1997г. / Минист-во. образ. Респ. Беларусь. Полоцк, государ. ун-т. - Новополоцк, 1997. - С. 140-141.

14. Скойбеда А.Т., Никончук А.Н., Баханович А.Г. Прогнозирование долговечности зубчатых ремней с износостойкими покрытиями // Современные материалы, оборудование и технолопш упрочнения и восстановления деталей машин: Тез. докл. 3-й Республиканск. науч.-техн. конф., Новополоцк, 23-25 апр. 1997г. / Минист-во. образ. Респ. Беларусь. Полоцк, государ. ун-т. - Новополоцк, 1997.-С.142-143.

15. Скойбеда А.Т., Никончук А.Н., Баханович А.Г. Нелинейное моделирование динамических процессов в Зубчатоременной передаче // Бесступенчатые передачи, приводы машин и промысловое оборудование: Тез докл. 1- й международной науч.-техн. конф., Калининград, 3-7 июля 1997г. / Минист-во образ. РФ. Калишшградск. государ. техн. ун-т. - Калининград, 1997. - С.74.

16. Скойбеда А.Т., Никончук А.Н., Баханович А.Г. Прогнозирование долговечности зубчатых ремней с износостойкими покрытиями // Надежность и безопасность технических систем: Тез докл. международной науч.-техн. конф.,

Минск, 23-25 ноябр. 1997г. / НАН Респ. Беларусь. Ин-т надежности машин. -Минск, 1997. -С.117-118.

17. Бахалович А.Г. Моделирование динамических процессов на дуге обхвата зубчатоременных передач // Технические ВУЗы - Республике: Тез. докл. 52- й международной науч.-техн. конф. БГПА, Минск, 1-5 дек. 1997г. / Ми-ннст-во образ. Респ. Беларусь, Белорус, государ, политехи, академия. - Минск, 1997.-С.87.

18. Армированные приводные ремни повышенной надежности и долговечности: Отчет о НИР (заключит.) / Белорус, государ, политехи, академия; Рук. темы А.Т.Скойбеда. ГР 199413. - Минск, 1995. - 86с.

19. Исследование физических процессов в граничных слоях многослойных эластомерных материалов механических гибких связей: Отчет о НИР (заключит.) / Белорус, государ, политехи, академия; Рук. темы А.Т.Скойбеда. - № ГР 19971105. - Минск, 1997. - 77с.

20

РЕЗЮМЕ

Наханович Александр Геннадьевич

Повышение несушей способности и долговечности зубчагоременных передач путем выбора их рациональных параметров

Ключевые слова: зубчатоременная передача, зубчатый ремень, долговечность, нагруженность, динамическая модель, усталость, износ, предел вынос-ливос.гн, проектирование, расчет, ресурс.

В качестве направления повышения эксплуатационных характеристик зубчаторсмениой передачи (ЗРП) выбран методический аспект увеличения ее долговечности. Впервые исследована кинематика зацепления зубчатого ремня (ЗР) со шкивом на базе матричного преобразования координат, полученного в результате теоретического анализа кинематики зубчатых зацеплений и реальных представлений о геометрии зубьев ремня и шкива, имеющих радиусы скруглений. Предложены уточненные зависимости для определения размеров зон неполнопрофилыюго зацепления и скорости относительного скольжения зубьев. Приводится усовершенствованная методика определения коэффициента торцоэого перекрытия передачи (числа зубьев на дуге обхвата). На базе динамических механических свойств элементов ЗР впервые предложена многоэлементная динамическая модель силового взаимодействия зубьев, адекватно отражающая физические процессы, происходящие в зацеплении. Приводятся уточненные методики прогнозирования долговечности ЗР по основным критериям выхода их из строя (усталостного разрушения зубьев и износа их профиля). Опираясь на кинетическую теорию механической усталости и вероятностные методы расчета ресурса, впервые получены показатели характеристик сопротивления усталости элементов ЗР и построены их кинетические диаграммы усталости (кривые Велера). Предложена уточненная методика расчета и выбора рациональных значений важнейших эксплуатационных параметров передачи -допустимого окружного усилия и коррекции шага зубьев шкива, обеспечиваю-щих.заданный уровень долговечности'ЗР в частности и всей ЗРП в целом. Приводится усовершенствованная методика проектного расчета ЗРП. Результаты исследований представляют интерес для машиностроительного производства.

и

РЭЗЮМЕ

Баханорлч Аляксандр Генадзьев^ч

Павышэнне нясучай здольнасш i даугавечнасш эубчатараменных •перадач шляхам выбару ix рацыянальных параметра^

Ключавыя словы: зубчатараменная передача, зубчаты рамень, даугавечнасць, нагружанасць, дьптичная мадэль, стомленасць, зное, мяжа трываласш, праэктаванне, разлж, рэсурс.

У якасш нак1'рунку павышзння эксплуатацыйных характарыстык зубчата-раменнай перадачы (ЗРП) выбраны метадычны аспект. павел1чэння яе даугавечнасш. Упершыню даследавана кшематыка зачаилення зубчатага рамня (ЗР) са ишвам на базе матрычнага пераутварэння каардынат, што атрыманы у вышку тэарэтычнага анашзу кшематым зубчатых зачапленняу i рэальных уяуленняу пра геаметрыю зубоу рамня i шкта, яш маюць радыусы скруглен-няу. Прапанаваны удакладненыл залежнасц! для вызначэння размерау зон не-паунапрофшьнага зачаилення i xyîKacui адноснага слЬгання зубоу. Пры-водзщца удасканаленая методика вызначэння каэфщыента тарцовага пера-крыцця перадачы (колькасш' зубоу на дузе абхвата). На базе дынам1чных ме-хашчных уласш'васцяу элементау ЗР упершыню прапанавана шмагэлементная дынамтная мадэль сшавога. узаемадзеяння зубоу, што адэкватна атражае ф!з1чныя працэсы, яюя маюць месца у зачапленш. Прыводзяцца Удасканаленыя методыю прагназавання даугавечнасш ЗР Па асноуных крытэрыях выхаду ix са строю (стомленаснага разбурэння зубоу i зносу ix профшю). Абапфаючыся на кшетычную тэорыю мехашчнай стомленасш i ¡мавернасныя метады разл1ку рэ-сурса, упершыню атрыманы паказчык! характарыстык супраш^леннЯ стомленасш элементау ЗР i пабудаваны ix кшетычныя дыяграмы стомленасш (крывыя Велера). Прапанавана Удакладненая методыка разлуку I выбару рацыянальных значэнняу важнейших эксплуатацыйных параметра^ перадачы - дазйаЛяльнай акружной сшы i карэкцьц кроку зубоу шюва, як1я забяспечваюць заданы узровень даугавечнасш ЗР у прыватнасш î усей ЗРП у цэлым. Прыводзщца удасканаленая методыка праэктнага разл!ку ЗРП. Вынш даследавання^ выкикаюць ¡нтарэс для машынабудаунмвй вытворчасш.

SUMMARY

Bakhanovich Alexandr Gennadievich

Increase of bearing ability and durability characteristics of the toothed belt transmission by a choice of their rational parameters

Key words: toothed belt transmission, toothed belt, durability, loading, dynamic model, weariness, deterioration, limit of endurance, designing, account, resource.

As a direction of increase of the operational characteristics of the toothed belt transmission the methodical aspect of increase of its durability is chosen. For the first time is investigated cinematic of gearing of a gear belt with a pulley on the basis of matrix transformation of coordinates received as a result of the theoretical analysis cinematic of gear gearing and real representations about geometry toothed of a belt and a pulley, having radiuses of the round. The specified dependence for definition of the sizes of zones not complete profile of gearing and speed of relative sliding toothed are offered. The advanced technique of definition of factor of face overlapping of transfer (number toothed on an arch of a grasp) is resulted. On the basis of dynamic mechanical properties of elements of the toothed belt multielement dynamic model of power interaction toothed, adequately reflecting physical processes occurring in gearing for the first time is offered. The specified techniques of forecasting of durability of the toothed belt by the basic criteria of an output them out of operation (fatigue of destruction toothed and deterioration of their structure) are resulted. Leaning on kinetic the theory of mechanical weariness and probability methods of account of a resource, parameters of the characteristics of resistance to weariness of elements of the toothed belt for the first time are received and are constructed them kinetic of the diagram of weariness (curves of the Woler). The specified technique of account and choice of rational meanings of majof operational parameters of transfer -allowable district effort and correction of a step toothed of the pulley ensuring a given level of durability of the toothed belt in particular and all of the toothed belt transmission in is offered whole. The advanced,technique of design account of the toothed belt transmission is resulted. The results of researches are of interest for machine-building manufacture.

БАХАНОВИЧ Александр Геннадьевич

ПОВЫШЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЗУБЧАТО-РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ ПУТЕМ ВЫБОРА ИХ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

05.02.02 - Машиноведение и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

_ Редактор Т.Н.Микулик__

Подписано в печать 22.05.98. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. №2. Офсет.печать,

_Усл.печ.л. 1,4. Уч.-изд.л. 1,1- Тираж 100. Зак. 306._

Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусская государственная политехническая академия. Лицензия ЛВ №155 от 30.05.98. 220027, Минск, пр. Ф.Скорины, 65.